本文以湖州太湖水厂抽吸式取水口为研究对象,采用模型试验和数值模拟的方法研究了取水口在风力及抽吸耦合作用下取水口周边的流场特性及其对泥沙颗粒运动的影响,在此基础上分析了取水口流场对原水浊度的影响。主要研究内容如下:1.开展了取水口 50:1缩尺模型试验,应用粒子图像测速(PIV)技术测量了抽吸时取水口周边的流速场;同时采用FLLJENT软件对与缩尺模型设计相同的1:1取水口的周边流场进行了单相流数值模拟分析,将其与缩尺模型试验结果进行了对比分析。结果显示,缩尺模型的试验结果通过比尺换算后,与数值模拟结果相近,流场符合度较好。但有些工况的符合度较差,说明缩尺模型存在局限性,需要使用数值模型进行补充研究。通过分析单相流数值模拟的结果可知,总水深的增加会弱化抽吸作用。2.建立了取水口气液两相流瞬态流场数值模型,用于计算取水口在风力及抽吸耦合作用下的周边流场。经过不断优化模型并与相关文献进行对比,最终得到了可用于分析取水口流场的数值模型。数值模拟计算结果显示,取水口周边流场总体呈现周期性的特点,流场的主导方向由风向决定;当计算趋于稳定时,流场的最大流速变化范围固定。通过对比单相流与双相流数值模拟的结果可知,风情对流场整体流速的变化起到了重要的作用,初步判断风情与浊度的变化存在一定相关性,因此可将双相流模型的计算结果用于分析泥沙的运动情况。3.采集太湖水厂取水口的原水,应用激光粒度仪对原水中的悬浮颗粒粒径进行了测量。测量结果显示悬浮颗粒中值粒径约为9微米,与文献中对太湖底泥的测量数据相符合。结合前人对泥沙运动的研究结果,分析了太湖水厂原水中悬浮颗粒的起动流速及止动流速,将其作为分析泥沙运动的判断依据。4.将原水中悬浮颗粒的起动流速与止动流速同两相流数值模拟的计算结果进行对比,综合分析了总水深、风力及风向等因素对原水浊度的影响。结果表明,在主导风力作用下,取水口周边的底部流速较小,底部泥沙搅动情况不明显,但在取水面以上的流速大部分达到了悬浮颗粒的止动流速,说明原水浊度变化主要源于分布在取水面以上的悬浮颗粒未能及时沉淀而导致了原水浊度升高。利用流速分布图并结合图像判断法,将各工况各截面达到不同止动流速的占比面积进行了统计,并利用粒径分布与泥沙含量的关系估算了其中继续运动的泥沙量,最后将泥沙量与浊度进行了相关性分析。