目的:引黄输水灌溉泥沙淤堵问题是造成引黄灌区正常运行和制约灌区农业发展的主要原因之一,近年来灌区渠道淤积严重,渠道输水能力逐年下降,下级难以取水,同时,随着现代化灌区改造的进行,管道输水正逐步在灌区推广,面对高含沙水流,解决管道淤积问题也是灌区发展的关键因素,那么,研究管渠结合高效输水技术就显得尤为重要,探索灌渠泥沙迁移特性及泥沙级配的沿程变化规律,找出减少渠道泥沙淤积的方法。同时,基于渠道合理输水的基础上,试验管道高效输水的技术参数,研究管道淤积机理,提出管渠结合高效输水的方法,保证灌区的正常运行和发展。方法:对尊村灌区典型干渠高含沙水流实时监测采样选取10个典型变化断面,分析悬移质泥沙沿程含沙量变化及级配特征,并根据实测数据采用4个典型挟沙力公式,筛选出适合尊村灌区的挟沙力公式,进一步改进得到尊村灌区渠道挟沙力计算公式,通过一干渠改造段实测数据,推求出干渠冲淤平衡比降计算公式。并在尊村二级站前池前铺设300 m水平试验管道,对不同来水工况下设置高低梯度流速对照组监测泥沙输移规律,监测不同工况下管道随铺设长度的泥沙的沉积规律,并采用CFD数值模拟的方法模拟计算,探索泥沙淤积成因及减少管道淤积的方法。结果:1.渠道中来水含沙量较20世纪90年代大幅减小,渠首沉沙池能有效地减小引水中砂粒量,渠道平均含沙量与渠道引水流量呈正相关的变化规律。一干渠末清淤修缮段依旧存在泥沙淤积问题,计算得到一干渠改造段在设计流量46 m~3/s时,J=0.000 4,一干渠剩余未改造部分,在条件允许的情况下,建议增大比降。2.渠道中不同粒径泥沙的输移特性不同,总干渠悬移质含沙量随来水含沙量的增加而增加,渠道淤积主要与粉粒和砂粒量有关,其中砂粒对来水含沙量的变化表现得最为敏感,而黏粒更多的被水流带走,渠道由非平衡输沙经冲刷、淤积达到冲淤平衡输沙的过程比较缓慢。3.管道中悬移质泥沙颗粒中,粉粒含量最多,黏粒次之,砂粒含量最低,大部分粗颗粒泥沙沉积在了首部,很少的大颗粒泥沙被水流带到管道下游,低流速条件下管道淤积粒径中粉粒和黏粒表现尤为敏感,产生淤积的泥沙也主要来源于粉粒和黏粒。为了提高输水效率应减少1μm和20μm左右粒径的泥沙进入输水灌溉系统,随着含沙量的增大,管道临界不淤流速逐渐增大,同时,随着输水管道直径的增大,临界不淤流速也逐渐变大。4.管道中粗颗粒的沉降对细颗粒泥沙有挤压作用,含有两种粒径泥沙流体内粗颗粒泥沙碰撞概率和管道强度增长速率远高于含有单一粒径泥沙流体,颗粒压力分布在高流速时更加对称。在相同固相浓度条件下,低流速时多粒径流体中的颗粒碰撞概率更大,随着流速的增加,粒径的大小对壁面剪切力的影响更大。结论:渠道含沙量在2 kg/m~3内时,一级站来水量在8 m~3/s左右,渠道基本实现冲淤平衡。为了提高输水效率应减少1μm和20μm左右粒径的泥沙进入输水灌溉管道系统,结合渠道输水冲淤平衡时渠道来水含沙量为2 kg/m~3,泥沙中值粒径为0.04 mm,计算得到输水管径为110 mm管道输水灌溉临界不淤流速为0.8 m/s。