在我国水资源供需矛盾愈加突出的情况下,建设水源地输引水工程来解决水质性缺水的问题逐渐成为一种主要供水方式,输水工程中若有大量泥沙在管道中沉积,会严重影响管道正常运行的安全性和经济性。本文以某市水源地输引水工程为研究背景,通过CFD数值模拟技术研究水源地取水泵站出口管道在设计运行模式下和不同运行工况下的泥沙分布规律。(1)运用软件ANSYS 14.5,选择欧拉-欧拉模型中的Mixture混合模型作为多相流模型,最终选用标准k-ε湍流模型进行定常模拟计算。通过网格无关性分析,确定计算整体网格数为330万。(2)设计运行模式下水源地输水管道内泥沙的分布规律。泥沙在管道内越靠近管道底部沉积越多,在渐扩管段泥沙含量有所减小,整体从进水管进口到出水管出口呈现逐渐减小的趋势。管道中的渐扩管段中后部存在一个漩涡,漩涡处泥沙不容易形成沉积。(3)设计运行模式下泥沙特性对水源地取水泵站出口管道内的泥沙沉积规律有一定的影响。管道内的泥沙沉积与来流的泥沙粒径和泥沙含量成正比,泥沙粒径越大,泥沙含量越大,输水管内越容易沉积,因此,在水源地输引水工程中,应注重预沉池的沉淀效率。(4)设计运行模式下水源地输引水工程中管道的结构参数对泥沙分布规律的影响。泵站出口管道结构的几何参数变化对管道内的泥沙沉积规律有一定的影响。输水管管径对管道内不冲不淤流速有一定影响,当输水管径为2.4m,流速为2.77m/s时,输水管内泥沙分层最为明显,泥沙分布较为均匀。不同的管道坡降也使管道内的泥沙含量分布有所不同,当管道坡度达到-0.02时,到达管道后半部分的含沙水流中泥沙分布更为均匀,泥沙易随着水流流出管道,因此此坡度下对管道输送含沙水流较为有利。弯管的角度变化对管道内的泥沙沉积也有一定的影响,当弯管度数为45°时,管道输送含沙水流最为有利。弯管度数较大,泥沙多在泵站水管内沉积,而弯管度数越小,水流中的泥沙比较容易进入总输水管中。因此,在设计运行工况下,管道结构采取输水管管径为2.4m,坡降为-0.02,弯管度数为45°时,对水源地输引水工程进行区域调水最为有利。(5)研究了不同运行模式对水源地输引水工程中管道内的泥沙分布规律的影响并探求其调控措施。在水泵运行机组数量不同的4种不同流量工况下,分析了不同运行模式下的泥沙沉积规律,其中运行机组台数较多时,即同时运行4台或者5台水泵机组的运行模式下,管道内不易发生沉积。在同时运行4台水泵机组的运行工况下进行了不同开泵方式对管道内泥沙沉积规律的影响研究,研究表明同时运行1#、2#、3#、5#号泵组时,出水管道底部高含沙区域高度较小,出水管泥沙分层明显,泥沙分布较为均匀,渐扩管段没有漩涡的出现,为较优运行方案。