CN103938591B - 一种减少多沙河流水库淤积的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减少多沙河流水库淤积的方法，其IPC国际专利分类号E02B1／00，E02B9／02，属于水利领域的一般方法。本发明采用在水库中修建拦沙潜坝的方法，将水库分为清水和浑水两个库区，利用输沙涵洞将大坝上游远处的含沙水流高效排出水库，实现了水库蓄水和排沙两不误的目标，扩大了水库降水冲刷距离；对于由拦沙潜坝翻溢到坝前库区的细颗粒泥沙则利用潜水抽沙泵水库清淤方式通过大坝泄洪洞排至库外；针对库区河道出现的宽浅、弯曲的淤积形态则利用潜水抽沙泵挖沙疏浚方式塑造有利于异重流输移的库区顺直河槽，提高水库自然排沙效果。该发明适用于多沙河流水库修建和淤积废旧水库改造工程。

Description

一种减少多沙河流水库淤积的方法

技术领域：

本发明涉及一种一般水利工程的方法，特别涉及一种减少多沙河流水库淤积的方法，其IPC国际专利分类号E02B1／00，E02B9／02，属于水利领域。

背景技术：

随着经济社会的发展，人类对河流的开发和利用需求越来越大，在河流上修建水利枢纽工程越来越多，随着时间的推移和延长，很多水库因泥沙淤积问题蓄水效能大幅度降低，尤其是多沙河流相当一部分水库因严重泥沙淤积而失去正常的蓄水功能，当初为蓄水兴利而修建的大坝及其附属建筑物也因此而失去作用，造成资源的严重浪费；同时，随着人类对河流的无休止的开发，河流上适宜修建水库的坝址越来越少，远远满足不了社会发展对水资源开发利用的要求，需要进一步开发和利用水资源支持经济社会的可持续发展；另一方面，随着国家对环境保护力度加大和人们生活水平的改善，水土保持取得长足进展和显著效果，加之泥沙资源化利用和淤填造地的不断推进，进入水库的泥沙数量明显减少，利用水库自然排沙结合人工挖沙清淤维持水库持续利用成为可能。以往水利枢纽建设多是修建大坝形成单一水库，主要是利用死库容拦沙和异重流排沙，个别水库也开展过单纯的水库人工挖沙清淤，但目前还没有通过修建大坝、拦沙潜坝互为结合使用形成清水和浑水两个库区的水利枢纽修建或改造先例，也没有水库清淤通过大坝配套建筑物排出库外的先例。

发明内容：

本发明为了解决现有技术中的不足，提供一种施工成本较低、操作简便、安全性高的减少多沙河流水库泥沙淤积方法。

本发明采用的技术方案是：一种减少多沙河流水库泥沙淤积的方法，包括建筑物和设备布设及运行方式：

(1)建筑物及设备的布设：在大坝上游修建拦沙潜坝，将水库分隔成前后两部分，其中，大坝与拦沙潜坝之间为清水库区，拦沙潜坝上游为浑水库区；在所述拦沙潜坝上设置进沙流道，在所述进沙流道前端设置控制闸门，在所述控制闸门前沿安装压力传感器，在线监测拦沙潜坝前沿泥沙淤积情况；压力传感器与闸门自动启闭控制系统连接；

在大坝和拦沙潜坝之间修建输沙涵洞，在所述输沙涵洞上修建检修竖井；利用所述输沙涵洞将所述进沙流道和大坝的部分排沙洞连通；

在清水库区和浑水库区各布设一套潜水抽沙泵清淤系统，分别用于抽取清水库区细颗粒泥沙淤积体和浑水库区泥沙淤积体，所述潜水抽沙泵清淤系统包括潜水抽沙泵船、远距离输沙管道和连接在所述远距离输沙管道后端的排泥软管，在所述远距离输沙管道上每隔一段距离设置浮体，使所述远距离输沙管道浮在水面上；其中，布设在清水库区的潜水抽沙泵清淤系统，其潜水抽沙泵船设置在拦沙潜坝下游附近；选取大坝上的某个泄洪洞的进口检修门槽，在所述检修门槽上安装一个开孔闸门，将布设在清水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统的所述排泥软管连接到开孔闸门的开孔上；

(2)运行方式：汛期泄洪时，所述进沙流道的所述控制闸门保持开启，泄洪洞也全部开启，库区淤积的泥沙被迅速冲刷，从排沙洞和泄洪洞排出；汛前进行降水冲刷时，所述进沙流道的所述控制闸门保持开启，泄洪洞部分或全部关闭，浑水库区泥沙淤积体通过所述排沙洞排出；

非汛期水库蓄水时，拦沙潜坝的所述控制闸门和大坝泄洪洞全部关闭，拦沙潜坝前沿的泥沙淤积情况通过所述压力传感器实时传输给所述闸门自动启闭控制系统，当淤积造成的压力达到设定的限值时，所述闸门自动启闭控制系统开启所述控制闸门，泥沙通过所述进沙流道和输沙涵洞排出；当出现清水库区细颗粒泥沙淤积体时，启动所述清水库区潜水抽沙泵清淤系统，高含沙水流通过所述开孔闸门的开孔，从泄洪洞排出；

当拦沙潜坝上游出现浑水库区泥沙淤积体，不利于含沙水流向拦沙潜坝的所述进沙流道移动时，启动布设在浑水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统，用于抽取浑水库区泥沙淤积体，将泥沙排至库区河道两侧沟道或洼地，塑造有利于异重流库区输移的顺直河槽，同时进行淤填造地；或者排沙至拦沙潜坝的所述进沙流道附近，通过所述输沙涵洞实现水库非汛期清淤排沙。

本发明的减少多沙河流水库泥沙淤积方法，在库区修建拦沙潜坝的方法将传统库区分为浑水和清水上下两库，利用在拦沙潜坝和大坝之间的清水库区修建输沙涵洞实现水库蓄水和降水冲刷两不误的水库调度运用，通过输沙涵洞与大坝排沙洞对接将水库进沙口前移至方便和利于含沙水流排泄出口的库区内，并利用安装在拦沙潜坝进沙流道闸门前压力传感器对拦沙潜坝前泥沙淤积情况在线监测和信息响应，自动控制和协调排沙洞和进沙流道闸门启闭工作，实时的将拦沙潜坝收集的含沙水流排出水库，扩大了水库降水溯源冲刷范围，提高了水库排沙效果。针对进入水库的异重流有可能翻溢拦沙潜坝、造成清水库区少量淤积的情况，设计布设清水库区潜水抽沙泵清淤系统，在水库蓄水运用排沙洞工作闸门关闭的兴利期，利用设计的开孔闸门替换大坝泄洪洞进口检修闸门，将潜水抽沙泵排泥软管通过开孔闸门、连接装置与大坝泄洪洞的联通，自动化同步操控抽沙泵挖泥与泄洪洞工作、检修闸门启闭装置协调工作，将进入清水库区的少量细颗粒泥沙挖排出水库，保证清水库容长期维持；针对拦沙潜坝前河道有可能出现不利于含沙水流向拦沙潜坝进沙口移动的淤积形态问题，利用潜水抽沙泵挖沙疏浚河道、塑造有利于异重流库区输移的顺直河槽，一方面排沙至库区河道两侧沟道或洼地进行淤填造地；也可以排沙至拦沙潜坝进沙口，通过输沙涵洞实现水库非汛期清淤排泥库外之目的。整个方案操作简便、安全可靠，非常适用于多沙河流水库修建和淤积废旧水库改造工程，具有极强的推广应用价值和复制性。

附图说明：

图1是本发明当中各建筑物及设备布设示意图；

图2是图1中检修门槽中开孔闸门与排泥软管连接的连接装置示意图。

图中，大坝1、检修门槽2、泄洪洞3、排沙洞4、输沙涵洞5、拦沙潜坝6、进沙流道7、浑水库区泥沙淤积体8、清水库区细颗粒泥沙淤积体9、开孔闸门10、连接装置11、排泥软管12、潜水抽沙泵船13、远距离输沙管道14、高含沙水流15、远距离输沙管道控制阀门16、浮体17，排沙洞工作闸门18。

具体实施方式：

下面结合图1和图2，对本发明做详细说明。

一种减少多沙河流水库泥沙淤积的方法，包括建筑物和设备布设及运行方式：

(1)建筑物和设备的布设：在大坝1上游修建拦沙潜坝6，将水库分隔成前后两部分，其中，大坝1与拦沙潜坝6之间为清水库区，拦沙潜坝6上游为浑水库区。拦沙潜坝6的位置及坝顶高程，根据大坝兴利水位、进库水沙条件、库区河床地质及形态等情况，本领域技术人员可以根据现有技术和设计规范，通过计算来确定，这里不再赘述。在所述拦沙潜坝6上设置进沙流道7，在所述进沙流道7前端设置控制闸门，在所述控制闸门前沿安装压力传感器，在线监测拦沙潜坝6前沿泥沙淤积情况；压力传感器与闸门自动启闭控制系统连接。进沙流道7的数量和规格大小，根据水库库容、含沙量等确定。

在大坝1和拦沙潜坝6之间修建输沙涵洞5，在所述输沙涵洞5上修建检修竖井；利用所述输沙涵洞5将所述进沙流道7和大坝1的部分排沙洞4连通。多沙河流水库上的大坝，一般都修建有多条排沙洞4，本发明的方法，进沙流道7的个数一般会少于排水洞的个数，因此，只需选用其中部分排沙洞4与所述输沙涵洞5连通，连通的方式，一般是一个排沙洞4对应一个输沙涵洞5。

在清水库区和浑水库区各布设一套潜水抽沙泵清淤系统，分别用于抽取清水库区细颗粒泥沙淤积体9和浑水库区泥沙淤积体8，每套所述潜水抽沙泵清淤系统包括潜水抽沙泵船13、远距离输沙管道14和连接在所述远距离输沙管道14后端的排泥软管12，在所述远距离输沙管道14上每隔一段距离设置浮体17，使所述远距离输沙管道14浮在水面上。由于越过拦沙潜坝6的水进入清水库区时，其中的泥沙主要淤积在拦沙潜坝6附近，因此，布设在清水库区的潜水抽沙泵清淤系统，其潜水抽沙泵船13设置在拦沙潜坝6下游的附近。选取大坝1上的某个泄洪洞3的进口检修门槽2，在所述检修门槽2上安装一个开孔闸门10，替换常规的检修闸门，开孔闸门10上设置有开孔，利用连接装置11将布设在清水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统的所述排泥软管12连接到开孔闸门10的开孔上，该连接装置11的目的是将排泥软管12与开孔闸门10连接为一体，并能将开孔完全封闭住，使开孔闸门10不漏水，本领域技术人员可以很容易根据实际需要制作出来，其具体结构本说明书不再赘述。

(2)运行方式：汛期泄洪时，所述进沙流道7的所述控制闸门保持开启，大坝泄洪洞3也全部开启，库区淤积的泥沙被迅速冲刷，从排沙洞4和泄洪洞3排出；汛前进行降水冲刷时，所述进沙流道7的所述控制闸门保持开启，泄洪洞3部分或全部关闭，浑水库区泥沙淤积体8通过所述排沙洞排出；

非汛期水库蓄水时，拦沙潜坝6的所述控制闸门和大坝1上的泄洪洞3全部关闭，拦沙潜坝6前沿的泥沙淤积情况通过压力传感器实时传输给所述闸门自动启闭控制系统，当淤积造成的压力达到设定的限值时，所述闸门自动启闭控制系统开启所述控制闸门，泥沙通过进沙流道7和输沙涵洞5排出。当出现清水库区细颗粒泥沙淤积体9时，启动所述清水库区潜水抽沙泵清淤系统，抽取的高含沙水流通过所述开孔闸门10的开孔，从泄洪洞3排出；

当拦沙潜坝6上游出现浑水库区泥沙淤积体8，不利于含沙水流向拦沙潜坝6的进沙流道7移动时，启动布设在浑水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统，用于抽取浑水库区泥沙淤积体8，将泥沙排至库区河道两侧沟道或洼地，塑造有利于异重流库区输移的顺直河槽，同时进行淤填造地；或者排沙至拦沙潜坝6的进沙流道7附近，通过输沙涵洞5实现水库非汛期清淤排沙。

Claims (1)

1.一种减少多沙河流水库泥沙淤积的方法，其特征在于：

(1)建筑物及设备的布设：在大坝上游修建拦沙潜坝，将水库分隔成前后两部分，其中，大坝与拦沙潜坝之间为清水库区，拦沙潜坝上游为浑水库区；在所述拦沙潜坝上设置进沙流道，在所述进沙流道前端设置控制闸门，在所述控制闸门前沿安装压力传感器，在线监测拦沙潜坝前沿泥沙淤积情况；压力传感器与闸门自动启闭控制系统连接；

在大坝和拦沙潜坝之间修建输沙涵洞，在所述输沙涵洞上修建检修竖井；利用所述输沙涵洞将所述进沙流道和大坝的部分排沙洞连通；

在清水库区和浑水库区各布设一套潜水抽沙泵清淤系统，分别用于抽取清水库区细颗粒泥沙淤积体和浑水库区泥沙淤积体，所述潜水抽沙泵清淤系统包括潜水抽沙泵船、远距离输沙管道和连接在所述远距离输沙管道后端的排泥软管，在所述远距离输沙管道上每隔一段距离设置浮体，使所述远距离输沙管道浮在水面上；其中，布设在清水库区的潜水抽沙泵清淤系统，其潜水抽沙泵船设置在拦沙潜坝下游附近；选取大坝上的某个泄洪洞的进口检修门槽，在所述检修门槽上安装一个开孔闸门，将布设在清水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统的所述排泥软管连接到开孔闸门的开孔上；

(2)运行方式：汛期泄洪时，所述进沙流道的所述控制闸门保持开启，泄洪洞也全部开启，库区淤积的泥沙被迅速冲刷，从排沙洞和泄洪洞排出；汛前进行降水冲刷时，所述进沙流道的所述控制闸门保持开启，泄洪洞部分或全部关闭，浑水库区泥沙淤积体通过所述排沙洞排出；

非汛期水库蓄水时，拦沙潜坝的所述控制闸门和大坝泄洪洞全部关闭，拦沙潜坝前沿的泥沙淤积情况通过所述压力传感器实时传输给所述闸门自动启闭控制系统，当淤积造成的压力达到设定的限值时，所述闸门自动启闭控制系统开启所述控制闸门，泥沙通过所述进沙流道和输沙涵洞排出；当出现清水库区细颗粒泥沙淤积体时，启动所述清水库区潜水抽沙泵清淤系统，高含沙水流通过所述开孔闸门的开孔，从泄洪洞排出；

当拦沙潜坝上游出现浑水库区泥沙淤积体，不利于含沙水流向拦沙潜坝的所述进沙流道移动时，启动布设在浑水库区的所述潜水抽沙泵清淤系统，用于抽取浑水库区泥沙淤积体，将泥沙排至库区河道两侧沟道或洼地，塑造有利于异重流库区输移的顺直河槽，同时进行淤填造地；或者排沙至拦沙潜坝的所述进沙流道附近，通过所述输沙涵洞实现水库非汛期清淤排沙。