CN105275049A - 改善取水口水质的底坎结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涉及水质净化技术领域的改善取水口水质的底坎结构及其使用方法，在河床上挖设有取水槽；在河床上挖设有环形底坎，环形底坎围设于取水槽的外部；环形底坎包括外环壁、内环壁和连接外环壁和内环壁的底壁，取水槽的槽侧壁的顶端、外环壁的顶端和内环壁的顶端均处于水平面以下，外环壁相对于底壁形成的坡度小于内环壁相对于底壁形成的坡度；取水槽的槽侧壁的顶端与水平面的距离小于等于环形底坎的内环壁的顶端至水平面的距离，内环壁的顶端至水平面的距离小于外环壁的顶端至水平面的距离。本发明的环形底坎在水体进入取水槽之前，能够截留水体中的悬浮颗粒，达到改善进入取水槽的水质的目的。

Description

改善取水口水质的底坎结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及水质净化技术领域，特别是涉及一种改善取水口水质的底坎结构及其使用方法。

背景技术

水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源。被利用最多的水资源是地表水。地表水是指河流、湖泊或是淡水湿地的水体。地表水由经年累月自然的降水和下雪累积而成，并且自然地流失到海洋或者是经由蒸发消逝，以及渗流至地下。

目前，设在湖泊或河流中的取水口的水质均存在污染问题，造成污染的原因是湖泊或河流的水体中的悬浮颗粒较多，水体中的悬浮颗粒主要是泥沙，悬浮颗粒容易吸附水体中的营养物质及重金属等，随水流进入到取水槽内部，这不仅影响水厂的供水水质，而且加大了水厂的处理难度，增加水厂的处理费用。

如何设计一种简单的结构，减少随水流进入到取水槽的悬浮颗粒，改善取水口水质是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明解决的技术问题在于提供一种能够截留水体中的悬浮颗粒，减少随水流进入到取水槽的悬浮颗粒的改善取水口水质的底坎结构及其使用方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善取水口水质的底坎结构，在河床上挖设有取水槽；在所述取水槽的外部的所述河床上挖设有环形底坎，所述环形底坎围设于所述取水槽的外部；所述环形底坎包括远离所述取水槽的外环壁、靠近所述取水槽的内环壁和连接所述外环壁与所述内环壁的底壁，所述底壁与水平面平行；所述取水槽的槽侧壁的顶端、所述外环壁的顶端和所述内环壁的顶端均处于水平面以下，所述外环壁相对于所述底壁形成的坡度小于所述内环壁相对于所述底壁形成的坡度；所述内环壁的顶端至水平面的距离小于所述外环壁的顶端至水平面的距离，所述取水槽的槽侧壁的顶端至水平面的距离小于等于所述环形底坎的所述内环壁的顶端至水平面的距离。

优选地，所述内环壁的顶端与所述取水槽的槽侧壁的顶端处于同一连通面，所述连通面与水平面平行。

优选地，所述外环壁相对于所述底壁形成的坡度大于1：10。

优选地，所述内环壁相对于所述底壁形成的坡度小于1：3。

优选地，所述取水槽与取水管道连通。

本发明还涉及一种改善取水口水质的底坎结构的使用方法，包括以下步骤：

1)建设底坎结构和取水槽：在河床上挖设有取水槽；在所述取水槽的外部的所述河床上挖设有环形底坎，所述环形底坎围设于所述取水槽的外部；所述环形底坎包括远离所述取水槽的外环壁、靠近所述取水槽的内环壁和连接所述外环壁与所述内环壁的底壁，所述底壁与水平面平行；所述取水槽的槽侧壁的顶端、所述外环壁的顶端和所述内环壁的顶端均处于水平面以下，所述外环壁相对于所述底壁形成的坡度小于所述内环壁相对于所述底壁形成的坡度；所述取水槽的槽侧壁的顶端至水平面的距离小于等于所述环形底坎的所述内环壁的顶端至水平面的距离，所述内环壁的顶端至水平面的距离小于所述外环壁的顶端至水平面的距离；所述内环壁的顶端与所述取水槽的槽侧壁的顶端处于同一连通面，所述连通面与水平面平行；所述取水槽与取水管道连通；

2)所述取水管道排水：所述取水槽中水体通过取水管道排出，所述取水槽外部的水体向所述取水槽与所述取水管道的连通处汇聚；

3)悬浮颗粒落入所述环形底坎内部：水体从所述环形底坎的外部通过所述环形底坎的所述外环壁进入所述环形底坎的内部，水体的流速降低，水体中携带的悬浮颗粒落淤在环形底坎内部；

4)悬浮颗粒被截留在所述环形底坎内部：所述环形底坎内部的水体通过所述环形底坎的所述内环壁进入所述取水槽中，所述环形底坎内部的悬浮颗粒难以再次悬浮至水体表面，悬浮颗粒被截留在所述环形底坎内部；

5)清理所述环形底坎：当所述环形底坎内部的悬浮颗粒的量达到所述环形底坎所能够容纳悬浮颗粒的极限量时，对所述环形底坎内的悬浮颗粒进行清理。

如上所述，本发明所述的改善取水口水质的底坎结构，具有以下有益效果：

本发明采用在取水槽外部设置环形底坎，由于所述环形底坎的所述外环壁相对于所述底壁形成的坡度小于所述内环壁相对于所述底壁形成的坡度，所述环形底坎在水体进入取水槽之前，能够截留水体中的悬浮颗粒，达到改善进入取水槽的水质的目的。本发明能够通过改变所述环形底坎的所述外环壁相对于所述底壁形成的坡度、所述内环壁相对于所述底壁形成的坡度、环形底坎的深度、所述环形底坎的所述外环壁的顶端至水平面的距离、所述环形底坎的所述内环壁的顶端至水平面的距离等，调整环形底坎对悬浮颗粒沉降的调节能力，达到增强环形底坎对水质的净化作用的目的。环形底坎内部清洗方便，当所述环形底坎内的悬浮颗粒的量达到环形底坎所能够容纳悬浮颗粒的极限量时，对所述环形底坎内的悬浮颗粒进行清理，清理出的悬浮颗粒可循环使用，具有较好的经济效益及符合低碳的建设要求。

附图说明

图1显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的侧视结构示意图。

图2显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的俯视结构示意图。

图3显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的使用时的流程图。

附图标号说明

100河床

200取水槽

210槽侧壁

300环形底坎

310外环壁

320内环壁

330底壁

400连通面

500取水管道

600水平面

L1内环壁的顶端至水平面的距离

L2外环壁的顶端至水平面的距离

L3取水槽的槽侧壁的顶端至水平面的距离

H1外环壁的顶端至底壁的垂直距离

W1外环壁的顶端至外环壁的底端的水平距离

H2内环壁的顶端至底壁垂直距离

W2内环壁的顶端至外环壁的底端的水平距离

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，图1显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的侧视结构示意图。图2显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的俯视结构示意图。本发明的改善取水口水质的底坎结构，在河床100上挖设有取水槽200；在取水槽200的外部的河床100上挖设有环形底坎300，环形底坎300围设于取水槽200的外部；

所述环形底坎300包括远离所述取水槽200的外环壁310、靠近所述取水槽200的内环壁320和连接所述外环壁310与所述内环壁320的底壁330，所述底壁330与水平面600平行；取水槽200的槽侧壁的顶端、外环壁310的顶端和内环壁320的顶端均处于水平面600以下，外环壁310相对于底壁330形成的坡度小于内环壁320相对于底壁330形成的坡度；外环壁310相对于底壁330形成的坡度为外环壁310的顶端至底壁330的垂直距离H1与外环壁310的顶端至外环壁310的底端的水平距离W1的比值；内环壁320相对于底壁330形成的坡度为内环壁320的顶端至底壁330的垂直距离H2与内环壁320的顶端至外环壁310的底端的水平距离W2的比值；

内环壁320的顶端至水平面600的距离L1小于外环壁310的顶端至水平面600的距离L2，取水槽200的槽侧壁的顶端至水平面600的距离L3小于等于环形底坎300的内环壁320的顶端至水平面600的距离L1。

环形底坎300围设于取水槽200的外部，带有悬浮颗粒的水体在进入取水口之前，先进入环形底坎300，由于外环壁310相对于底壁330形成的坡度小于内环壁320相对于底壁330形成的坡度，外环壁310相对于底壁330形成的坡度与内环壁320相对于底壁330形成的坡度相比，外环壁310相对于底壁330形成的坡度为缓坡，内环壁320相对于底壁330形成的坡度为陡坡。缓坡对水体起到消能作用，缓坡使水流速度降低，水流速度小于主要的悬浮颗粒的启动速度，水体中携带的悬浮颗粒落淤在环形底坎300的内部；而陡坡可防止落淤到环形底坎300内部的悬浮颗粒再次悬浮至水体表面，即防止悬浮颗粒随水体流进入取水槽200中。环形底坎300容纳水体中的悬浮颗粒，当环形底坎300内部的悬浮颗粒的量达到环形底坎300所能够容纳悬浮颗粒的极限量时，可对环形底坎300进行清理，清理完后，清理出的悬浮颗粒可循环使用。

取水槽200的槽侧壁的顶端、外环壁310的顶端和内环壁320的顶端均处于水平面600以下，使取水槽200和环形底坎300均处于水平面600以下，该结构使水体经过环形底坎300进入取水槽200的过程更顺畅。

内环壁320的顶端至水平面600的距离L1小于外环壁310的顶端至水平面600的距离L2，该结构使内环壁320的顶端高于外环壁310的顶端所处的位置，使环形底坎300能够截留水体中的悬浮颗粒，保证悬浮颗粒能够落淤至环形底坎300内部。

取水槽200的槽侧壁的顶端至水平面600的距离L3小于等于环形底坎300的内环壁320的顶端至水平面600的距离L1。该结构使槽侧壁的顶端不低于环形底坎300的内环壁320，防止落淤到环形底坎300内部的悬浮颗粒再次悬浮至水体表面，使水体在环形底坎300处得以净化后，再流入取水槽200中。

内环壁320的顶端与取水槽200的槽侧壁的顶端处于同一连通面400，连通面400与水平面600平行。该结构使水体能够顺畅地从环形底坎300进入取水槽200内部。

外环壁310相对于底壁330形成的坡度大于1：10；该外环壁310相对于底壁330形成的坡度范围使外环壁310充分起到消能作用，有效降低水流速度。

内环壁320相对于底壁330形成的坡度小于1：3。该内环壁320相对于底壁330形成的坡度范围使内环壁320有效地防止落淤到环形底坎300内部的悬浮颗粒再次悬浮至水体表面。

取水槽200与取水管道500连通。水体从取水管道500排出，以供进一步处理。同时，水体通过取水管道500排出的过程中，取水槽200中的水体的量减少，使环形底坎300的水体补充入取水槽200，形成稳定的水体流动方向。

如图1至图3所示，图3显示为本发明的改善取水口水质的底坎结构的使用时的流程图。将改善取水口水质的底坎结构应用于一湖泊取水工程中，改善取水口水质的底坎结构的使用方法，包括以下步骤：

1)建设环形底坎300和取水槽200：测量所处湖泊的水体中的悬浮颗粒的粒径，通过计算确定主要悬浮颗粒的启动流速及沉降流速；在河床100上挖设有取水槽200；在取水槽200的外部的河床100上挖设有环形底坎300，环形底坎300围设于取水槽200的外部；所述环形底坎300包括远离所述取水槽200的外环壁310、靠近所述取水槽200的内环壁320和连接所述外环壁310与所述内环壁320的底壁330，所述底壁330与水平面600平行；取水槽200的槽侧壁的顶端、外环壁310的顶端和内环壁320的顶端均处于水平面600以下，外环壁310相对于底壁330形成的坡度小于内环壁320相对于底壁330形成的坡度；取水槽200的槽侧壁的顶端与水平面600的距离L3小于等于环形底坎300的内环壁320的顶端至水平面600的距离L1，内环壁320的顶端至水平面600的距离L1小于外环壁310的顶端至水平面600的距离L2；内环壁320的顶端与取水槽200的槽侧壁的顶端处于同一连通面400，连通面400与水平面600平行；取水槽200与取水管道500连通；

2)取水管道500排水：取水槽200中水体通过取水管道500排出，取水槽200外部的水体向取水槽200与取水管道500的连通处汇聚，形成稳定的水体流动方向；

3)悬浮颗粒落入在环形底坎300内部：水体从环形底坎300的外部通过环形底坎300的外环壁310进入环形底坎300的内部，外环壁310相对于底壁330形成的坡度与内环壁320相对于底壁330形成的坡度相比，外环壁310相对于底壁330形成的坡度为缓坡，外环壁310对水体起到消能作用，外环壁310使水体的流速降低，水体中携带的悬浮颗粒落淤在环形底坎300内部；

4)悬浮颗粒被截留在环形底坎300内部：环形底坎300内部的水体通过环形底坎300的内环壁320进入取水槽200中，外环壁310相对于底壁330形成的坡度与内环壁320相对于底壁330形成的坡度相比，内环壁320相对于底壁330形成的坡度为陡坡，内环壁320使落淤到环形底坎300内部的悬浮颗粒难以再次悬浮至水体表面，难以通过内环壁320随水体流入取水槽200中，悬浮颗粒被截留在环形底坎300内部；

5)清理环形底坎300：当环形底坎300内部的悬浮颗粒的量达到环形底坎300所能够容纳悬浮颗粒的极限量时，对环形底坎300内的悬浮颗粒进行清理。

本发明在取水槽200的外部设置了环形底坎300，环形底坎300的深度、外环壁310相对于底壁330形成的坡度、内环壁320相对于底壁330形成的坡度、环形底坎300的建设规模度均由取水槽200的类型、规模及所在地区的地质资料共同分析确定。根据水体中主要悬浮颗粒的启动流速及沉降流速确定环形底坎300的建设规模、外环壁310相对于底壁330形成的坡度、内环壁320相对于底壁330形成的坡度和内环壁320的顶端至水平面600的距离L1的数值；建设环形底坎300的过程中，当河床100的材料不能满足环形底坎300的内环壁320或者外环壁310的强度要求时，可选择合适的建筑材料作为建造环形底坎300的辅助材料。

水流从环形底坎300的外环壁310进入环形底坎300内，由于外环壁310较内环壁320为缓坡，缓坡的坡度由主要悬浮颗粒的启动速度决定，通过缓坡对水体起到消能作用，缓坡使水流速度小于的主要悬浮颗粒的启动速度，悬浮颗粒在环形底坎300中落淤。环形底坎300的内环壁320为陡坡，陡坡对水体起到阻挡作用，环形底坎300内部的悬浮颗粒难以通过陡坡，所以环形底坎300内部的悬浮颗粒也就难以进入取水槽200中，进入取水槽200的水质得以净化。

环形底坎300对水体中的悬浮颗粒进行落淤及拦截，可以有效地减少水体中的悬浮颗粒，达到改善水体水环境的目的。另外，当环形底坎300内的悬浮颗粒的量达到环形底坎300的悬浮颗粒极限容纳量时，对环形底坎300内的悬浮颗粒进行清理，清理时可采用颗粒吸出器，颗粒吸出器伸入环形底坎300内将悬浮颗粒连同少量的水一同吸出，清理悬浮颗粒的过程中无需停止取水槽200中水体的排出，清理结束后，清理出的悬浮颗粒可循环使用。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。本发明为经济发达、人类活动频繁、人水矛盾突出区域的水源地原水水质的改善提供了新的思路。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种改善取水口水质的底坎结构，其特征在于：

在河床(100)上挖设有取水槽(200)；

在所述取水槽(200)的外部的所述河床(100)上挖设有环形底坎(300)，所述环形底坎(300)围设于所述取水槽(200)的外部；

所述环形底坎(300)包括远离所述取水槽(200)的外环壁(310)、靠近所述取水槽(200)的内环壁(320)和连接所述外环壁(310)与所述内环壁(320)的底壁(330)，所述底壁(330)与水平面(600)平行；所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端、所述外环壁(310)的顶端和所述内环壁(320)的顶端均处于水平面(600)以下，所述外环壁(310)相对于所述底壁(330)形成的坡度小于所述内环壁(320)相对于所述底壁(330)形成的坡度；

所述内环壁(320)的顶端至水平面(600)的距离小于所述外环壁(310)的顶端至水平面(600)的距离，所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端至水平面(600)的距离小于等于所述环形底坎(300)的所述内环壁(320)的顶端至水平面(600)的距离。

2.根据权利要求1所述的改善取水口水质的底坎结构，其特征在于：所述内环壁(320)的顶端与所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端处于同一连通面(400)，所述连通面(400)与水平面(600)平行。

3.根据权利要求1所述的改善取水口水质的底坎结构，其特征在于，所述外环壁(310)相对于所述底壁(330)形成的坡度大于1：10。

4.根据权利要求1所述的改善取水口水质的底坎结构，其特征在于，所述内环壁(320)相对于所述底壁(330)形成的坡度小于1：3。

5.根据权利要求1所述的改善取水口水质的底坎结构，其特征在于，所述取水槽(200)与取水管道(500)连通。

6.一种改善取水口水质的底坎结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建设环形底坎(300)和取水槽(200)：在河床(100)上挖设有取水槽(200)；在所述取水槽(200)的外部的所述河床(100)上挖设有环形底坎(300)，所述环形底坎(300)围设于所述取水槽(200)的外部；所述环形底坎(300)包括远离所述取水槽(200)的外环壁(310)、靠近所述取水槽(200)的内环壁(320)和连接所述外环壁(310)与所述内环壁(320)的底壁(330)，所述底壁(330)与水平面(600)平行；所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端、所述外环壁(310)的顶端和所述内环壁(320)的顶端均处于水平面(600)以下，所述外环壁(310)相对于所述底壁(330)形成的坡度小于所述内环壁(320)相对于所述底壁(330)形成的坡度；所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端至水平面(600)的距离小于等于所述环形底坎(300)的所述内环壁(320)的顶端至水平面(600)的距离，所述内环壁(320)的顶端至水平面(600)的距离小于所述外环壁(310)的顶端至水平面(600)的距离；所述内环壁(320)的顶端与所述取水槽(200)的槽侧壁(210)的顶端处于同一连通面(400)，所述连通面(400)与水平面(600)平行；所述取水槽(200)与取水管道(500)连通；

2)所述取水管道(500)排水：所述取水槽(200)中水体通过取水管道(500)排出，所述取水槽(200)外部的水体向所述取水槽(200)与所述取水管道(500)的连通处汇聚；

3)悬浮颗粒落入所述环形底坎(300)内部：水体从所述环形底坎(300)的外部通过所述环形底坎(300)的所述外环壁(310)进入所述环形底坎(300)的内部，水体的流速降低，水体中携带的悬浮颗粒落淤在环形底坎(300)内部；

4)悬浮颗粒被截留在所述环形底坎(300)内部：所述环形底坎(300)内部的水体通过所述环形底坎(300)的所述内环壁(320)进入所述取水槽(200)中，所述环形底坎(300)内部的悬浮颗粒难以再次悬浮至水体表面，悬浮颗粒被截留在所述环形底坎(300)内部；

5)清理所述环形底坎(300)：当所述环形底坎(300)内部的悬浮颗粒的量达到所述环形底坎(300)所能够容纳悬浮颗粒的极限量时，对所述环形底坎(300)内的悬浮颗粒进行清理。