CN105970876A - 一种水库抽沙方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种河床清理方法，特别涉及一种多沙河流水库河床泥沙的抽沙方法，其IPC国际专利分类号为E02B 3/02，E02D 17/16，属于水利领域。本发明的抽沙方法，采用包含多个铰刀、喷枪的吸泥装置，进行淤积物破碎、搅扰，使淤积的泥沙保持悬浮以形成高浓度浑水场，同时通过布设过滤栅、防护罩隔离浑水等辅助设施，以更有效的形成有足够数量、浓度相对稳定的浑水抽吸作业区，使水库清淤的效率大大提高，因此具有极大的社会效益和经济效益，意义巨大。

Description

一种水库抽沙方法
技术领域：
本发明涉及一种河床清理方法，特别涉及一种多沙河流水库河床泥沙的抽沙方法，其IPC国际专利分类号为E02B 3/02，E02D 17/16，属于水利领域。
背景技术：
水库枢纽工程建成运行后，对当地工农业经济发展及防洪安全发挥了重要的作用。大部分水库，尤其是多沙河流水库，汛期洪水含沙量高，水库泥沙淤积就会较为严重，大大缩短了水库的使用寿命，导致蓄水量减少，严重影响了流域地区工农业经济发展。
很多水库工程在规划设计没有考虑排沙设施，为了将水库泥沙排出库外，不得不利用水库导流洞排沙，但导流洞进口闸门启闭平台高程一般较低，必须将水库水位降低很多闸门才能打开。有时将水库放空采用机械拉运和机械辅助水力清淤方式，清除坝前淤积泥沙，但清理单位立方米淤积泥沙的成本很高，且耗费了大量宝贵的水资源。
通过多种清淤方式比较，自吸式管道清淤方式具有耗水量少、效率高、节能环保的特点，是水库泥沙处理的较好的排沙方式。
发明内容：
本发明的目的是提出一套适合水库自吸式管道清淤的抽沙方法，实现水库清淤耗水量少，能够控制抽沙浓度，不易堵塞管道且效率高的目标，解决水库泥沙淤积问题。本发明的技术方案如下：
一种水库抽沙方法，包括以下步骤：
(1)安装抽沙系统：该抽沙系统包括水面工作船、升降浮筒、缆绳、阀门、主管道和吸泥装置；所述水面工作船上设有监测装置和抽吸动力装置；所述水面工作船通过移动控制装置连接吸泥装置，用于控制吸泥装置在水中的高度，并能够进行一定范围的横向移动；所述水面工作船上还设有管道升降装置连接所述主管道；所述主管道沿长度方向设有多个缆绳，所述缆绳与多个所述浮筒固定连接；所述主管道的进口端设置在吸泥装置内，在所述主管道的出口端设置所述阀门，所述主管道的进口端水位高于出口端水位；
所述吸泥装置包括过滤栅、隔离罩、喷枪和铰刀，所述隔离罩为双层结构，外层结构为半球形，内层结构为圆台形，所述隔离罩的顶部固定在所述移动控制装置上，所述隔离罩的顶部中心部位设有顶端通孔，所述主管道的所述进口端穿过所述顶端通孔；在所述隔离罩的底部周边设有多个所述喷枪；所述过滤栅固定设置在所述隔离罩的底端开口，所述过滤栅上设有多个所述铰刀；
(2)进行抽沙作业：利用水面工作船上的控制装置控制铰刀和喷枪对淤积的泥沙进行破碎搅扰，使泥沙悬浮，形成高浓度浑水，并穿过过滤栅扩散至整个隔离罩的内部空间，石块和其他杂物被挡在过滤栅以外，在隔离罩内形成有足够数量、浓度相对稳定的浑水区域；通过所述管道升降装置调整主管道进口端的位置，使其处于该区域适宜的位置；打开阀门，在库水位与主管道的出口端水位差作用下，在主管道的进口端产生吸力，隔离罩内的浑水被吸入主管道，输往下游；
(3)监控监测：水面工作船利用监控设备对主管道中浑水的流速、泥沙浓度进行监测，通过移动控制装置控制吸泥装置在水中的位置，使其吸入的泥沙浓度保持在一个合适的水平。
本发明的抽沙方法，发明点体现在以下几个方面：
(1)采用包含多个铰刀、喷枪的吸泥装置，进行淤积物破碎、搅扰，使淤积的泥沙保持悬浮以形成高浓度浑水场，同时通过布设过滤栅、防护罩隔离浑水等辅助设施，以更有效的形成有足够数量、浓度相对稳定的浑水抽吸作业区。
(2)通过设置单独的管道升降装置，调整抽沙主管道进口端的高度，使其处于该区域适宜的位置，以便控制抽沙浓度和提高抽吸浑水的效率。
本发明能够达到管道抽沙浓度非常稳定，杂物不易进入管道形成栓塞的目的。另外，该抽沙的浑水区域中，无石块、未破碎的大块淤积物悬浮，避免了这类易于堵塞管道的物体进入管道，进一步降低了管道淤堵的可能性。水库清淤的效率大大提高，因此具有极大的社会效益和经济效益，意义巨大。
附图说明：
图1、本发明的抽沙系统布置示意图
图2、本发明的吸泥装置的剖视图
图3、本发明吸泥装置的平面示意图
图中，①为水面工作船、②为升降浮筒、③为缆绳、④为阀门、⑤为主管道、⑥为吸泥装置、⑦为过滤栅、⑧为隔离罩、⑨为喷枪、⑩为铰刀。
具体实施方式：
下面结合附图1-3，对本发明做详细说明。
本发明的一种水库抽沙方法，包括以下步骤：
(1)安装抽沙系统：该抽沙系统包括水面工作船1、升降浮筒2、缆绳3、阀门4、主管道5和吸泥装置6；所述水面工作船1上设有监测装置和控制装置，还设有抽吸动力装置，如真空泵等，用于在开始抽沙作业时对主管道5提供初始抽吸力，也可以在管道自吸力不够大的情况下，提供辅助动力。所述水面工作船1通过移动控制装置连接吸泥装置6，用于控制吸泥装置6在水中的高度，并能够进行一定范围的横向移动。所述水面工作船1上还设有单独的管道升降装置连接所述主管道5，用于控制主管道5进口端在水中的高度，所述管道升降装置可以采用能够带动主管道5实现上升、下降功能的所有现有装置，例如卷扬机、齿轮式升降装置、轨道式升降装置等。所述主管道5沿长度方向设有多个缆绳3，所述缆绳3与多个所述浮筒2固定连接，利用缆绳3的长度确定主管道5在水中的深度。所述主管道5的进口端设置在吸泥装置6内，所述主管道5的出口端穿过水库导流洞或排沙洞，在出口端设置所述阀门4，所述主管道5的进口端水位高于出口端水位。
所述吸泥装置6包括过滤栅7、隔离罩8、喷枪9和铰刀10，所述隔离罩8为双层结构，外层结构为半球形，内层结构为圆台形，所述隔离罩8的顶部固定在所述移动控制装置上，所述隔离罩8的顶部中心部位设有顶端通孔，所述主管道5的所述进口端穿过所述顶端通孔；在所述隔离罩8的底部周边设有多个所述喷枪9；所述过滤栅7固定设置在所述隔离罩8的底端开口，所述过滤栅7上设有多个所述铰刀10。
(2)进行抽沙作业：利用水面工作船1上的控制装置控制铰刀10和喷枪9对淤积的泥沙进行破碎搅扰，使泥沙悬浮，形成高浓度浑水，并穿过过滤栅7扩散至整个隔离罩8的内部空间，石块和其他杂物被挡在过滤栅7以外，在隔离罩8内形成有足够数量、浓度相对稳定的浑水区域；通过所述管道升降装置，调整主管道5进口端的位置，使其处于该区域适宜的位置；打开阀门4，在库水位与主管道5的出口端水位差作用下，主管道5内水流产生一定的流速，在主管道5的进口端产生吸力，隔离罩8内的浑水被吸入主管道5，被输往下游。
(3)监控监测：水面工作船1利用监控设备对主管道5中浑水的流速、泥沙浓度进行监测，通过移动控制装置控制吸泥装置6在水中的位置，使其吸入的泥沙浓度保持在一个合适的水平。
本发明解决了水库清淤仅采用的自吸式管道排沙系统水下仅有吸泥头、输沙管道等组成的局限，增加了喷枪、铰刀、过滤栅、隔离罩及控制吸泥装置位置的移动控制装置，克服了传统自吸式管道排沙系统抽沙时水流中石块、未破碎的大块淤积物等易于堵塞管道的物体进入管道的问题，进一步降低了管道淤堵的可能性，且使其吸入的泥沙浓度保持在一个合适的水平。本发明具有适用范围广，抽沙效率高、节能环保、清淤价格低廉等优点。且原理简单，实用性强，操作方便，对各类水库清淤均具有较高的实用价值。

Claims (1)

1.一种水库抽沙方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)安装抽沙系统：该抽沙系统包括水面工作船(1)、升降浮筒(2)、缆绳(3)、阀门(4)、主管道(5)和吸泥装置(6)；所述水面工作船(1)上设有监测装置和抽吸动力装置；所述水面工作船(1)通过移动控制装置连接吸泥装置(6)，用于控制吸泥装置(6)在水中的高度，并能够进行一定范围的横向移动；所述水面工作船(1)上还设有管道升降装置连接所述主管道(5)；所述主管道(5)沿长度方向设有多个缆绳(3)，所述缆绳(3)与多个所述浮筒(2)固定连接；所述主管道(5)的进口端设置在吸泥装置(6)内，在所述主管道(5)的出口端设置所述阀门(4)，所述主管道(5)的进口端水位高于出口端水位；
所述吸泥装置(6)包括过滤栅(7)、隔离罩(8)、喷枪(9)和铰刀(10)，所述隔离罩(8)为双层结构，外层结构为半球形，内层结构为圆台形，所述隔离罩(8)的顶部固定在所述移动控制装置上，所述隔离罩(8)的顶部中心部位设有顶端通孔，所述主管道(5)的所述进口端穿过所述顶端通孔；在所述隔离罩(8)的底部周边设有多个所述喷枪(9)；所述过滤栅(7)固定设置在所述隔离罩(8)的底端开口，所述过滤栅(7)上设有多个所述铰刀(10)；
(2)进行抽沙作业：利用水面工作船(1)上的控制装置控制铰刀(10)和喷枪(9)对淤积的泥沙进行破碎搅扰，使泥沙悬浮，形成高浓度浑水，并穿过过滤栅(7)扩散至整个隔离罩(8)的内部空间，石块和其他杂物被挡在过滤栅(7)以外，在隔离罩(8)内形成有足够数量、浓度相对稳定的浑水区域；通过所述管道升降装置调整主管道(5)进口端的位置，使其处于该区域适宜的位置；打开阀门(4)，在库水位与主管道(5)的出口端水位差作用下，在主管道(5)的进口端产生吸力，隔离罩(8)内的浑水被吸入主管道(5)，输往下游；
(3)监控监测：水面工作船(1)利用监控设备对主管道(5)中浑水的流速、泥沙浓度进行监测，通过移动控制装置控制吸泥装置(6)在水中的位置，使其吸入的泥沙浓度保持在一个合适的水平。
监控监测：水面工作船(1)利用监控设备对主管道(5)中浑水的流速、泥沙浓度进行监测，通过移动控制装置控制吸泥装置(6)在水中的位置，使其吸入的泥沙浓度保持在一个合适的水平。
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