CN108661100A - 一种新型水力驱动的水库清淤系统 - Google Patents

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陈艳
康伟杰
姚铭
孟晓雨
栾绍伦
刘谦
刘焕永
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/8808—Stationary installations, e.g. installations using spuds or other stationary supports
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明在坝体泄水坝段坝体冲沙底孔的基础上，设置了输沙管道、冲淤管道、吸沙管道、泥沙扰动装置进水管道、泥沙扰动装置。通过对坝体泄水坝段的重新布置，利用水力将库区淤积的泥沙扰动并吸取，通过与之相连的水平混凝土输沙管道，将泥沙输送到下游，该发明的应用，可充分利用汛期泄洪时库区原有水力资源，对库区淤积的泥沙进行有效清理，增加水库防洪和兴利库容，保证水库正常效益发挥和延长水库使用寿命，具有高效、节能等优点。

Description

一种新型水力驱动的水库清淤系统
技术领域
本发明涉及水力驱动库区综合清淤系统，属于环境保护技术领域。
背景技术
我国江河大多泥沙量大,所建水库淤积严重,在河流上修建水库后,由于水位抬高,流速减小,必然造成泥沙在水库中的淤积，泥沙淤积不仅会影响水库综合效益和使用寿命，而且还会使水库上游的淹没和浸没范围扩大，同时下泄清水会加剧下游河床的冲刷，水库泥沙淤积问题的处理，会影响到水库运行效益的正常发挥、水库有效库容及水库使用寿命，泥沙淤积问题给水利工程及河道带来了很多新问题。
近年来我国江河湖库的泥沙淤积情况日益严重，导致库容损失、水库安全和综合效益也不断减弱，使得寻求更节能、高效的减淤措施迫在眉睫，为了改善泥沙在库区淤积所带来的不利影响，利用汛期下泄洪水所蕴含的水力能量进行库区清淤，解决库区泥沙淤积问题，同时减少能源消耗，将是未来探讨处理泥沙淤积问题的一个途径。
本发明的构想，依据水力学、水利工程构造等基本原理，将传统坝体排沙系统与新型输沙结构相结合，近坝排沙和库区中远距离输沙相互补充，较传统清淤方法能大大提高清淤效率，并可有效减少库区清淤工作的能量消耗，减少资金投入，是一个值得推广的创新设计，有较好的经济和社会效益。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种新型水力驱动水库清淤系统，通过对坝体泄水坝段的设计改造，利用上下游水位差所产生的水能，将库区底部淤积泥沙扰动后吸入输沙管道排向坝体下游，实现库区清淤。
新型水力驱动水库清淤系统，包括泄水坝段1、坝体泄水孔2、输沙管道3、冲淤管道4、吸沙管道5、泥沙扰动装置进水管道6、泥沙扰动装置7、坝体排沙底孔8，在泄水坝段1防洪限制水位以下设置坝体泄水孔2，向下依次布置输沙管道3、泥沙扰动系统7，在坝体底部布置排沙底孔8，在输沙末端设有三通接口，垂直设置冲淤管道4，二者衔接处设有管道启闭开关，水平衔接输沙管道5，二者衔接处设有管道启闭开关，在泥沙扰动管道对应吸沙管道位置安装泥沙转轮叶片，末端泥沙扰动装置进水管道6倾斜伸向水面清水区，具体长度根据具体需要确定。
附图说明
图1是本发明的立体效果图。
图2是本发明的左视图。
图3是本发明的细部构造图。
图4是本发明的泥沙扰动装置细部构造图。
图中1、泄水坝段，2、坝体泄水孔，3、输沙管道，4、冲淤管道，5、吸沙管道，6、泥沙扰动装置进水管道，7、泥沙扰动装置，8、排沙底孔，9、吸沙（冲於）管段开关，10、吸沙头，11、扰沙叶片，12、扰动管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～2所示，新型水力驱动水库清淤系统，包括1、泄水坝段，2、坝体泄水孔，3、输沙管道，4、冲淤管道，5、吸沙管道，6、泥沙扰动装置进水管道，7、泥沙扰动装置，8、排沙底孔。
泄水坝段1底宽为4m,高度为10m，坝顶宽度3m，坝段长度取8m，泄水孔2距坝顶3m，当坝体排水时，由水的能量平衡方程可以得到在泄水孔2与底孔8之间产生一个随水位上升逐渐增大的负压区，提供输沙、扰动能量，根据所需能量取输沙管道3距顶部4.5m，扰动管道12出口距上部输沙管道3间隔2m,排沙管道8设置在坝体底部，各管道直径取1m。
如图3所示，图3为细部构造图，坝体负压区产生后输沙管道3内水流开始流动，输沙管道3长度根据泥沙淤积位置而定，此时吸沙管段开关9开启，冲淤管段开关9闭合，泥浆通过吸沙头10进入吸沙管道5，随水流流向输沙管道3随管道排向下游。排沙即将结束时，吸沙管段开关9闭合，冲淤管段开关9开启，清水随冲淤管道4流入输沙管道3，完成管道的清淤工作。吸沙头10长度为0.5m，直径0.8m，冲淤管道4长度视清水区位置而定。
如图4所示，图4为扰动装置细部构造图，坝体负压区产生后扰动管道12内水流开始流动，水流通过泥沙扰动装置进水管道6流入，带动泥沙扰动装置7管内转轮转动，从而带动管外绞沙叶片11转动，绞动沉积泥沙，绞动后的泥沙与水混掺以泥浆形式吸入吸沙管道5。扰动管道12长度依据泥沙淤积位置而定，扰动装置7对应设置在吸沙管道5下部，绞沙叶片11长度取1m，扰动管道12进水口伸向清水区，长度依据实际情况而定。
本发明的积极意义在于，该系统充分利用库区原有水力资源进行其底部的清淤工作，弥补传统水力清淤水量消耗大缺点，减少机械清淤的耗能、耗资。

Claims (4)

1.一种新型水力驱动的水库清淤系统，其特征在于，所述清淤系统包括泄水坝段（1）、坝体泄水孔（2）、输沙管道（3）、冲淤管道（4）、吸沙管道（5）、泥沙扰动装置进水管道（6）、泥沙扰动装置（7）、坝体排沙底孔（8），所述清淤系统的泄水坝段（1）、坝体泄水孔（2）下部设有输沙管道（3），其中部设置冲淤管道（4）与末端吸沙管道（5）连接，在输沙管道（3）下部水流通过泥沙扰动装置进水管道（6）、泥沙扰动装置（7），在坝体底部布置排沙底孔（8）。
2.根据权利要求1所述的一种新型水力驱动水库清淤系统，其特征在于，泄水坝段（1）为规则梯形体，在坝体防洪限制水位以下设置坝体泄水孔（2），向下依次布置输沙管道（3）、泥沙扰动装置（7），在坝体底部布置坝体排沙底孔（8）。
3.根据权利要求1所述的一种新型水力驱动水库清淤系统，其特征在于，输沙管道（3）根据输沙距离来具体布置，在其末端设有三通接口，垂直设置冲淤管道（4），二者衔接处设有管道启闭开关，水平衔接吸沙管道（5），二者衔接处设有管道启闭开关。
4.根据权利要求1所述的一种新型水力驱动水库清淤系统，其特征在于，在泥沙扰动管道对应上部吸沙管道（5）位置安装泥沙转轮叶片，叶片大小根据库水位高低与泥沙淤积特性具体设置，末端泥沙扰动装置进水管道（6）伸向水面清水区，具体长度根据具体需要确定。
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