CN1067084A

CN1067084A - 水利水电工程中的泥沙分离法

Info

Publication number: CN1067084A
Application number: CN 92104321
Authority: CN
Inventors: 黄国宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1992-12-16

Abstract

本发明涉及一种水利水电工程中的泥沙分离法。主要包括以下步骤：分别在泥沙沉淀池的进水端和出水端设置进水堰和出水堰，在进水堰和出水堰之间拓出底部数个呈倒置锥形池，锥底开有排沙口，排沙口连通排入水库大坝下游或渠道外河床的排沙管道或廊道构成的泥沙沉淀池，泥沙沉淀池中各排沙口上方均放置有自动调整排沙流量的节流装置。该装置可自动合理地调整排沙流量，其泥沙分离效果显著，适用于各类水利、水电工程设施。

Description

本发明涉及一种水利水电工程中的泥沙分离法。

在中国专利CN87100533A中公开了“防止泥沙进入水库的方法”，它的目的是：使含有泥沙的河流在水库注水前将泥沙沉积，防止其进入水库。该方法包括：在库区外的河道上最好距水库3-5公里处，拓宽河道成椭圆形，在河床上修建至少一个由减缓水流流速的阶梯和沉淀泥沙的慢坡构成的阻沙坝。其不足之处是：所有的沉淀泥沙都要由专用船长期连续地进行处理，耗资大，难度大;当河道含沙量大或洪水期时，阻沙坝有被大量推移质和悬移质泥沙浸没的可能，使其丧失功效。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种水利水电工程中的泥沙分离及排出的有效方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：水利水电工程中的泥沙分离法，其特殊之处在于：

（1）在水库库尾的河床上或引水渠道上，拓出至少一级底部数个呈倒置锥形池，锥底开有排沙口，排沙口连通排入水库大坝下游或渠道外河床的排沙管道或廊道构成的泥沙沉淀池;

（2）泥沙沉淀池的进水端设置具有拦污装置的进水堰;

（3）泥沙沉淀池中的各排沙口上方均放置有自动调整排沙流量的节流装置;

（4）泥沙沉淀池的出水端设置具有隔沙装置的出水堰。

本发明自动调整排沙流量的节流装置由竖立于泥沙沉淀池中各排沙口上方的杠杆，杠杆下端端部固接与排沙口形状相吻合的节流几何体，节流几何体上部的杠杆上套装或与杠杆传动连接的全封闭浮子，全封闭浮子上端的杠杆上装有能使杠杆上、下滑动的支持架，支持架上固装可使杠杆滑动并可调整定位的构件，构件与杠杆之间连接的弹性限位元件组成。

本发明自动调整排沙流量的节流装置由泥沙沉淀池中水面漂浮的浮子，在浮子中心通孔内装设可调整定位的杠杆，支承杠杆并使杠杆上下滑动位移的支持件，远离浮子的杠杆下端端部固接与泥沙沉淀池中相应排沙口形状相吻合的节流几何体组成。

本发明的拦污装置由相互竖直平行排列的数根高强度材料或钢构件制成的栅条构成的拦污栅，拦污栅上固接的工作桥组成。

本发明相比现有技术具有如下优点：（1）利用自身结构进行泥沙分离和排出，且效果显著;（2）自动调整得当，使水能得以充分利用;（3）能适应各种水情，对水库能够很有效地进行排浑蓄清，延长了水利设施的使用年限;（4）结构合理，磨损量小，能够常年连续运行。

附图的图面说明如下：

图1是在水库库尾设置泥沙分离设施的示意图。

图2是在渠道上设置泥沙分离设施的示意图。

本发明下面将结合实施例作进一步详述：

图1示出了本发明的第一个实施例。对水库库尾的泥沙分离及排出法包括如下步骤：

（一）在水库库尾的河床（1）上，拓出底部数个呈倒置锥形池（2、2′），相应的锥底开有排沙口（3、3′），排沙口（3、3′）连通排入水库大坝（4）下游的排沙廊道（5）和管道（6）共同构成了泥沙沉淀池（7）。泥沙沉淀池（7）越大，泥沙沉淀效果越显著。因此，对水库则应加大泥沙沉淀池（7）的宽度和长度。另外，锥形池（2、2′）的锥度与排沙口（3、3′）的大小应能满足沉淀泥沙向排沙口（3、3′）的滑动能力和最大输沙量。

（二）泥沙沉淀池（7）的进水端设置进水堰（8），进水堰（8）的下游具有较缓坡度的助流面（9），进水堰（8）的上部设置由相互竖直平行排列的数根固接在进水堰（8）上的栅条构成的拦污栅（10）。拦污栅（10）的栅条要保证具有足够的强度，以拦截水流带来的异常性卵石和污物。

（三）泥沙沉淀池（7）中每个排沙口（3、3′）的上方均设置由竖立于排沙口（3、3′）上方的杠杆（11、11′），杠杆（11、11′）的下端端部固接与相应排沙口（2、2′）形状相吻合的节流板（12、12′），位于节流板（12、12′）上部的杠杆（11、11′）上套装的全封闭浮子（13、13′），全封闭浮子（13、13′）上端的杠杆（11、11′）上装有能使杠杆（11、11′）上、下滑动的支持架（14、14′）支持架（14、14′）上固装可使杠杆（11、11′）滑动并可调整定位的构件（15、15′），构件（15、15′）与构件（15、15′）上部的杠杆（11、11′）之间连接的弹性限位元件（16、16′）（如弹簧、橡皮等）组成的自动调整排沙流量的节流装置。清水时，浮子（13、13′）的浮力应与其下部杠杆（11、11′）和节流板（12、12′）的重量基本相等。当泥沙含量变化时，浮子（13、13′）可带动节流板（12、12′）自动对排沙流量作出合理的调整。对于通航的水库，拦污栅（10）可设置得较低，并在支持架（14、14′）上架设栅网，以防止污物堵塞排沙口（3、3′）。

（四）泥沙沉淀池（7）的出水端设置出水堰（17），出水堰（17）上设置由底端铰接在出水堰（17）顶部的隔沙板（18），隔沙板（18）的上端固接的浮子（19）组成的浮动式隔沙板。浮动式隔沙板在水库水位发生变化时，能改变出水堰（17）的过水能力，使出水堰（17）减少水流的压力。

水库库尾设置泥沙分离设施的工作过程如下：

当水流经过进水堰（8）上设置的拦污栅（10）时，漂木及异常性滚动卵石停留于拦污栅（10）前，随后水流均匀地进入泥沙沉淀池（7），由助流面（9）将水流引至泥沙沉淀池（7）中的深处，此时，水流中的推移质泥沙直接向池底排沙口（3、3′）移动，悬移质泥沙因水流流速的大大减小，开始向池底沉淀，沉淀至池底锥面后，依靠自身势能滑移到排沙口（3、3′），然后进入排沙口（3、3′），通过排沙管道（6）和廊道（5）排至水库大坝（4）下游的河床，泥沙沉淀池（7）中泥沙沉淀后的水流经出水堰（17）上的浮动式隔沙板进入水库。当水流中的泥沙含量增大时，锥形池（2、2′）中的水的比重增大，浮子（13、13′）产生的浮力大于弹性限位元件（16、16′）的弹力，带动杠杆（11 11′）和节流板（12、12′）上升，加大了排沙口（3、3′）的排沙流量，使沉淀泥沙顺利排出。反之，则减小排沙流量。

根据水库对水量及水质的要求，也可以人工调整构件（15、15′）以改变节流板（12、12′）与排沙口（3、3′）的进水量。极端情况下，可将节流板（12、12′）全部堵死排沙口（3、3′）或节流板（12、12′）上移，全部放开排沙口（3、3′）。

图2示出了本发明的第二个实施例。渠道中的泥沙分离及排出法包括以下步骤：

（一）在渠道（20）上拓出底部至少呈一个倒置的锥形池（2），锥底开有排沙口（3），排沙口（3）连通排入渠道（20）外河床的排沙廊道（5）构成的泥沙沉淀池（7）。渠道（20）拓出的泥沙沉淀池（7）应加大深度和宽度，底部拓出至少一个倒置锥形池（2），以有利于进行泥沙分离。

（二）泥沙沉淀池（7）的进水端设置进水堰（8），进水堰（8）的下游具有较缓坡度的助流面（9），进水堰（8）上设置由固接在进水堰（8）顶部的拦污栅（10），拦污栅（10）顶部固接的工作桥（22）构成的拦污装置。

（三）泥沙沉淀池（7）中排沙口（3）的上方放置由泥沙沉淀池（7）水面漂浮的浮子（13），浮子（13）的上方固装用于调整定位的构件（15），在浮子（13）中心通孔内通过构件（15）装设杠杆（11），支承杠杆（11）并使杠杆（11）上下滑动位移的支持件（14），远离浮子（13）的杠杆（11）下端端部固接与泥沙沉淀池（7）中排沙口（3）形状相吻合的节流板（12）组成的自身调整排沙流量的节流装置。浮子（13）根据泥沙沉淀池（7）中水面的高低通过杠杆（11）带动节流板（12）自动调节排沙流量的大小。

（四）泥沙沉淀池（7）的出水端设置出水堰（17），以使泥沙分离后的水流平稳地进入渠道（20′），并加深了泥沙沉淀池（7）。

渠道（20、20′）上设置泥沙分离设施的工作过程如下：

当水流由渠道（20）经过进水堰（8）时，污物和卵石停留在拦污栅（10）前，由人工从工作桥（22）上打捞排出。随后水流均匀地进入泥沙沉淀池（7），由助流面（9）将水流引至池中深处。此时，水流中的推移质泥沙直接向池底排沙口（3）移动，悬移质泥沙因水流流速的减小，开始向池底沉淀，沉淀至池底锥面时，依靠自身势能滑移至排沙口（3），然后进入排沙口（3），通过排沙廊道（5）排至渠道（20、20′）外河床，池中泥沙沉淀后的水流经出水堰（17）进入渠道（20′）。当来水增大时，泥沙含量随之增大，此时水位上升，泥沙沉淀池（7）中漂浮的浮子（13）随之上升，带动杠杆（11）和杠杆（11）下端端部的节流板（12）上升，使排沙口（3）中的流量增大，加大了排沙能力，反之，则减小的排沙能力。

Claims

1、一种水利水电工程中的泥沙分离法，其特征在于：

(1.1)在水库库尾的河床上或引水渠道上，拓出至少一级底部数个呈倒置锥形池，锥底开有排沙口，排沙口连通排入水库大坝下游或渠道外河床的排沙管道或廊道构成的泥沙沉淀池；

(1.2)泥沙沉淀池的进水端设置具有拦污装置的进水堰；

(1.3)泥沙沉淀池中的各排沙口上方均放置有自动调整排沙流量的节流装置；

(1.4)泥沙沉淀池的出水端设置具有隔沙装置的出水堰。

2、根据权利要求1所述的水利水电工程中的泥沙分离法，其特征在于：自动调整排沙流量由竖立于泥沙沉淀池中各排沙口上方的杠杆，杠杆下端端部固接与排沙口形状相吻合的节流几何体，节流几何体上部的杠杆上套装或与杠杆传动连接的全封闭浮子，全封闭浮子上端的杠杆上装有能供杠杆上、下滑动的支持架，支持架上固装可使杠杆滑动并可调整定位的构件，构件与杠杆之间连接的弹性限位元件组成。

3、根据权利要求1所述的水利水电工程中的泥沙分离法，其特征在于：自动调整排沙流量的节流装置，由泥沙沉淀池中水面漂浮的浮子，在浮子中心通孔内装设可调整定位的杠杆，支承杠杆并使杠杆上下滑动位移的支持件，远离浮子的杠杆下端端部固接与泥沙沉淀池中相应排沙口形状相吻合的节流几何体组成。

4、根据权利要求1所述的水利水电工程中的泥沙分离法，其特征在于：拦污装置由相互竖直平行排列的数根高强度材料或钢构件制成的栅条构成的拦污栅，拦污栅上固接的工作桥组成。