CN101988288A - 水库截源排沙 - Google Patents
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Abstract
一种适用于大中型水库的水沙分离排沙清淤结构，具有一个水库进口处的拦河坝，水库底部排布的多根导沙管，导沙管后的水沙分离段及沉沙池，以及与导沙管口对应的出沙管；水流从拦河坝沿导沙管到水沙分离段分离粗沙后，清水蓄积在库内，粗沙随水流流出坝外而达到排沙的效果。
Description
技术领域
本专利用于水利工程中水库的排沙清淤，避免泥沙淤积。
背景技术
多泥沙河流的水库中泥沙由于水面积加宽，水流速降低等原因而沉积，造成水库淤积泥沙，导致库容损失。现有的水库排沙清淤技术有大水冲沙、异重流排沙和导沙隧洞排沙和钢管排沙。
大水冲沙和导沙隧道均是通过提高泄流量及提高水流速度而起到冲沙排沙的作用，参考《水库清淤》(黄河水利出版社)第三章中冲沙机理的表述及相关排沙技术著述；该技术存在以下问题：1)当库水位高时，水库中的流速太低，不能冲走大量泥沙；2)中水位时，只能在冲沙孔附近形成冲刷锥；3)当水位降至冲沙孔的顶部时，冲走泥沙最多，但用水量较多；由此可见，该技术并不适合长期(十年以上)连续的排沙，上游水量的变化会影响水库排沙的效果。
异重流是通过不同水层的含沙量区别而达到带沙的作用，参考《维持黄河下游排洪输沙基本功能的关键技术研究》。该技术弊病在于需要良好的水沙状况，对于清水的需求量大而需要水库蓄水的配合。
钢管则在引水发电时带走部分水库中已淤积的泥沙，参考黄河三门峡的排沙改建工程。存在问题主要有：1)钢管口在淤沙中，水沙在进入管口时阻力大，导致发电时的可用水动能减少。2)由于淤沙的截面积大于管口截面积，且管伸入淤沙一段距离，而只能排走管口前的部分淤沙，为局部排沙。
综上所述，原有的水库排沙清淤技术存在的共有问题为用水量大、排沙不彻底。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：1)在不同的水库进水量和水位时可以用少于进水量的水连续排沙。2)使入库水沙分离，粗重泥沙排向下游，清水蓄积在水库中。3)通过连续排沙达到泥沙平衡而不在水库中淤沙。4)出库水沙动能损失小而达到高的发电效率。
本发明通过1)在水库入口建设截源坝(1)，2)从截源坝底部到水库大坝之间敷设导沙管(2)，3)导沙管在大坝前有中断部分(3)和沉沙池(4)作为水沙分离段，而使水流的速度逆向分布，水沙在坝前分离，清水流入水库蓄积，绝大部分粗沙在水流和惯性作用下通过导沙管流出水库，少量未随水流流出的沉积沙粒可以用水泵或沙船抽出库外。
本发明特点在于水沙在分离前并不作为蓄积水留在坝内，而是将沙从水库入口直接引到水库大坝前分离水沙后再蓄积清水；水流速度由大坝向入口逐渐降低，与水流的自然流动方向相反。
附图说明
图1是本发明应用于水库的侧面图。
图2是图1A-A处的断面图，为导沙管的排布图。
图3是图1B-B处的剖面图，为沉沙池的正面结构图。
具体实施方式
参见附图。本发明所述的水库截源排沙包括一个水库入口处的拦河坝1，坝前可设置拦污网；从拦河坝底部引到水沙分离段的并排多根导沙管2，导沙管出口截面形状可以是图1所示的圆筒形，也可以是如图4所示为圆锥状以起到减速作用，数量根据最大进口水流量确定，管径根据管的材料和力学计算确定以保证管道的耐压能力，管间距根据入口处的河宽和管道的数目确定；导沙管出口处到水库大坝间的水沙分离段3，即在该段无管道或其他设施；水沙分离段下方的沉沙池4，沉沙池长度接近水沙分离段长度，相邻导沙管的沉沙池可以相互独立也可以连成一片，当相互独立时宽度较导沙管直径略宽，深度由所需的蓄沙容积、抽沙能力确定；与水沙分离段对应的出口管道5，出口管道可以连接发电叶轮也可直接将沙排出水库，管道前可以设置闸门以调节水沙流量，在闸门关闭时，分离的沙粒直接落入沉沙池以待抽出坝外。
Claims (6)
1.水库截源排沙，其特征在于具有一个水库入口处的拦河坝(1)，在拦河坝(1)底部到水库出口大坝(6)前有导沙管(2)，在导沙管(2)和水库出口大坝(6)之间有水沙分离段(3)，在分离段(3)下方有沉沙池(4)，在水库出口大坝(6)底部有和导沙管(2)出口内径一致且对应的出口管道(5)。
2.根据权利要求1所述的水库截源排沙，其特征是水库入口有拦河坝(1)拦截入库水流。
3.根据权利要求1所述的水库截源排沙，其特征是在拦河坝(1)的底部有贯通的导沙管(2)连接水沙分离段(3)，导沙管(2)截面为圆形，出口处可以设置为圆锥形作为减速段。
4.根据权利要求1所述的水库截源排沙，其特征是在水库大坝(6)前设置水沙分离段(3)，与导沙管(2)同轴线。
5.根据权利要求1所述的水库截源排沙，其特征是水沙分离段(3)下方有沉沙池(4)。
6.根据权利要求1所述的水库截源排沙，其特征是在水库大坝(6)底部有与导沙管(2)同轴线的出口管道(5)。
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| CN2009100415314A CN101988288A (zh) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | 水库截源排沙 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828494A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-19 | 乔海洲 | 泄洪洞沉砂池设计和沉积泥沙快速清理方法 |
| CN106013007A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 四川大学 | 适用于直线型陡槽溢洪道的水沙分离建筑物 |
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2009
- 2009-07-30 CN CN2009100415314A patent/CN101988288A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102828494A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-19 | 乔海洲 | 泄洪洞沉砂池设计和沉积泥沙快速清理方法 |
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| CN106013007B (zh) * | 2016-06-16 | 2017-12-15 | 四川大学 | 适用于直线型陡槽溢洪道的水沙分离建筑物 |
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