CN110952507B - 一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，在河道内设置陡坎，并设置引水渠将水流引入沉沙池部分，沉沙池底部设立沉沙坎，并根据所需沉积的粒径大小自行调整设定沉沙池深度和坡降，随着水位的升高，上层清液从沉沙池侧边的溢流堰溢出进入排水渠，排水渠内流速经闸门控制与引水渠相同，使沉沙池对于河道流速的影响降到最低。需要进行清淤时，关闭闸门，打开排水口，将沉沙池剩余水排入排水渠。本发明提供的用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，可以进行机械清淤，交替使用，避免了水力冲洗的弊端，进一步节约水资源，还可根据需要设立多个不同深度和坡降的沉沙池，自带分级，高效利用了沉积下来的泥沙，提高了泥沙的商业利用价值。

Description

一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域，特别是涉及一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池。
背景技术
西北内陆河流发源于高山，其流经山前冲积平原，泥沙含量较大，不利于工农业生产以及国家实施的西部生态安全战略。现有的冲洗式沉沙池虽结构简单，但是沉沙室内水流的流态不稳，当含沙量较大时，冲洗频繁，以致浪费大量的水资源、人力和物力，更不利于水资源高效利用。而不同粒径的河道泥沙具有极高的商业利用价值，在建筑业等方面作用显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，以解决上述现有技术存在的问题，解决因西北河流泥沙量大，易对水电站水轮机磨损和对农田良田沙化的特点对河水中的泥沙进行连续高效沉积并将泥沙按颗粒分级方便重复利用。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，包括设置于建立在河道旁的多个不同沉积粒径的沉沙池，单个所述沉沙池包括引水部分、沉沙池部分和排水部分，所述引水部分包括陡坎和引水渠，所述引水渠首端连通河道，所述引水渠尾端连通所述沉沙池部分，所述陡坎设置于河道内并位于所述引水渠的首端，所述沉沙池部分与所述引水渠之间设置有闸门；所述沉沙池部分包括沉沙坎、倒坡、排水口和溢流堰，所述沉沙坎设置于池体的首端并横向分布，所述倒坡设置于所述沉沙坎的尾端，并由所述池体的首端到尾端高度逐渐升高，所述池体的两侧分别设置有一所述溢流堰，所述溢流堰的高度沿水流方向逐渐升高，其坡比根据沉积泥沙粒径大小确定设置，两个所述溢流堰的底部分别设置有一排水口，所述排水部分包括设置于沉沙池部分两侧的两个排水渠，两个所述排水渠分别位于两个所述溢流堰的外侧，所述沉沙池部分的池体内部通过所述排水口与所述排水渠首端连通，所述排水渠尾端与所述河道连通；水流经过所述引水渠进入所述沉沙池部分，随着水位的升高经过所述沉沙池侧边的所述溢流堰进入所述排水渠。
优选地，所述引水渠的渠底设置有坡降。
优选地，所述引水渠的边墙为弧形边墙。
优选地，所述沉沙坎等距均布。
优选地，所述沉沙池部分的池体内沿着水流方向设置有隔墙，所述隔墙将池体分为独立的两个池体，两个池体与所述引水渠之间分别设置一所述闸门。
优选地，所述隔墙两侧的池体对称设置。
优选地，所述沉沙池部分的池体底部高程低于所述引水渠底部高程。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
本发明提供的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，针对西北内陆河流流经山前冲积平原，易形成高含沙水流特点，设计一种改进型沉沙池，可以进行机械清淤，交替使用，避免了水力冲洗的弊端，进一步节约水资源，还可根据需要设立多个不同深度和坡降沉沙池，自带分级，高效利用了沉积下来的泥沙，极大情况的提高了泥沙的商业利用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中沉沙池在河道旁的分布图；
图2为本发明中单个沉沙池的结构示意图；
图3是图2中A-A处的断面图；
图4是图2中B-B处的断面图；
图中：1-河道、2-陡坎、3-引水渠、4-闸门、5-沉沙坎、6-倒坡、7-排水口、8-溢流堰、9-排水渠、10-隔墙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，如图1-4所示，包括设置于建立在河道1旁的多个不同沉积粒径的沉沙池，单个沉沙池包括引水部分、沉沙池部分和排水部分，引水部分包括陡坎2和引水渠3，引水渠3首端连通河道1，引水渠3尾端连通沉沙池部分，陡坎2设置于河道1内并位于引水渠3的首端，使水流进入引水渠3；沉沙池部分与引水渠3之间设置有闸门4；沉沙池部分包括沉沙坎5、倒坡6、排水口7和溢流堰8，沉沙坎5设置于池体的首端并横向分布，倒坡6设置于沉沙坎5的尾端，并由池体的首端到尾端高度逐渐升高，沉沙池池长和倒坡6坡比根据所引水流泥沙含量和粒径大小确定。池体的两侧分别设置有一溢流堰8，溢流堰8的高度沿水流方向逐渐升高，其坡降根据沉积泥沙粒径大小确定设置；两个溢流堰8的底部分别设置有一排水口7，排水部分包括设置于沉沙池部分两侧的两个排水渠9，两个排水渠9分别位于两个溢流堰8的外侧，沉沙池部分的池体内部通过排水口7与排水渠9首端连通，排水渠9尾端与河道1连通；水流经过引水渠3进入沉沙池部分，随着水位的升高经过沉沙池侧边的溢流堰8进入排水渠9。
本实施例中，引水渠3的渠底具有一定坡降，使河道1内的水流速发生改变；使其更顺利的进入沉沙池。
本实施例中，引水渠3的边墙为弧形边墙，引水渠3边墙具有一定弧度，制造人工弯道，使层流变为紊流，使推移质变为悬移质，利于在沉沙池部分进行沉淀。
本实施例中，沉沙池部分的池体底部高程低于引水渠3底部高程，并设置沉沙坎5，沉沙坎5等距均布，可以增加水流的紊乱现象，更好的进行沉淀。
本实施例中，沉沙池部分的池体内设置倒坡6，倒坡6具有一定坡降，降低水流速度，增加沉积时间，以提高排沙率和沉沙率，且根据坡降对不同粒径泥沙进行分级，坡降不同进而流速不同，有利于泥沙不同粒径分别沉淀。
本实例中，沉沙池部分的池体内沿着水流方向设置有隔墙10，隔墙10将池体分为独立的两个池体，两个池体对称，两个池体与引水渠3之间分别设置一闸门4；隔墙10两侧的两个沙体可以左右交替连续使用，对其中一个沉沙池进行清淤而不影响另一沉沙池进行沉沙。
本实施例中溢流堰8的作用是使上层清液均匀溢出，进入排水渠9，经过溢流堰8水流吸出高度越低，出池水流的含沙量就越小，从而取得表面更清的水。溢流堰8与倒坡6平行，即沉沙池部分边墙高度处处相等，使得溢出的水进行相同时间和条件的沉沙处理。排水渠9将经过溢流堰8的上层清水排入河道1内，其流速经闸门4控制与引水渠3相同，使得沉沙池对于河道1流速的影响降到最低。
本发明提供的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，在具体应用过程中，水流经过陡坎2流速发生改变，在引水渠3内因为边墙具有一定弧度，使层流变为紊流，使推移质变为悬移质，后经过隔墙10导流进入沉沙池部分，因沉沙池部分底部低于引水渠3底部并设有沉沙坎5，增加了水流的紊乱现象，可以更好的进行沉淀，尾部还设有倒坡6，具有一定坡降，降低水流速度，增加沉积时间，以提高排沙率和沉沙率，溢流堰8有随倒坡6方向设置逐渐升高的坡降，即沉沙池部分边墙高度处处相等，使得溢出的水进行相同时间和条件的沉沙处理，随着沉沙池部分水位的升高，上层清液经过沉沙池侧边的溢流堰8进入排水渠9，排水渠9内流速经闸门4控制与引水渠3相同，使得沉沙池对于河道1流速的影响降到最低。当需要进行清淤的时候，关闭闸门4，打开排水口7，将沉沙池剩余水排入排水渠9，水位降低后，进行机械清淤，根据沉沙池不同深度和坡降的沉沙池将粒径不同的泥沙自动分级，高效利用。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：包括建立在河道旁的多个不同沉积粒径的沉沙池，单个所述沉沙池包括引水部分、沉沙池部分和排水部分，所述引水部分包括陡坎和引水渠，所述引水渠首端连通河道，所述引水渠尾端连通所述沉沙池部分，所述陡坎设置于河道内并位于所述引水渠的首端，所述沉沙池部分与所述引水渠之间设置有闸门；所述沉沙池部分包括沉沙坎、倒坡、排水口和溢流堰，所述沉沙坎设置于池体的首端并横向分布，所述倒坡设置于所述沉沙坎的尾端，并由所述池体的首端到尾端高度逐渐升高，根据所述倒坡的坡降不同对不同粒径泥沙进行分级；所述池体的两侧分别设置有一所述溢流堰，所述溢流堰的高度沿水流方向逐渐升高，两个所述溢流堰的底部分别设置有一排水口，所述排水部分包括设置于沉沙池部分两侧的两个排水渠，两个所述排水渠分别位于两个所述溢流堰的外侧，所述沉沙池部分的池体内部通过所述排水口与所述排水渠首端连通，所述排水渠尾端与所述河道连通；水流经过所述引水渠进入所述沉沙池部分，随着水位的升高经过所述沉沙池侧边的所述溢流堰进入所述排水渠。
2.根据权利要求1所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述引水渠的渠底设置有坡降。
3.根据权利要求1所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述引水渠的边墙为弧形边墙。
4.根据权利要求1所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述沉沙坎等距均布。
5.根据权利要求1所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述沉沙池部分的池体内沿着水流方向设置有隔墙，所述隔墙将池体分为独立的两个池体，两个池体与所述引水渠之间分别设置一所述闸门。
6.根据权利要求5所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述隔墙两侧的池体对称设置。
7.根据权利要求1所述的适用于山前冲积平原的改进型分级沉沙池，其特征在于：所述沉沙池部分的池体底部高程低于所述引水渠底部高程。
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