CN112814080B - 清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法 - Google Patents

清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，S1，将进水池进水口正对输水泵站设置，在进水池两侧分别设置沉积池，沉积池通过挡水墙与进水池隔开；沉积池由泥沙沉积区和引水过渡区组成，泥沙沉积区底板低于引水过渡区和进水池的底板；S2，在进水池底板上设置导沙槽，导沙槽自进水口延伸至泥沙沉积区；S3，在引水过渡区内设置旁路引水管，旁路引水管通过电动阀与输水泵站抽水管连通；S4，输水泵站正常运行时，通过开设在挡水墙上的导流孔和导沙槽的联合作用，在进水池和泥沙沉积区形成水位差，将进水池内泥沙输送至泥沙沉积区；S5，定期采用泥浆泵车对泥沙沉积区内泥沙集中清理。本发明实现了泥沙清理时输水泵站不停机，保证正常供水。

Description

清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法
技术领域
本发明涉及输水渠道长距离调水工程领域，尤其是涉及清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法。
背景技术
在大江大渠长距离调水工程中，设置输水泵站是必不可少的，输水泵站为城市经济、社会可持续发展提供供水安全保障。输水泵站通常包括：前池、检修闸门、进水池、水泵房及副厂房等建筑物。输水泵站投入运行后工作人员需要定期进入进水池内进行清理淤积的泥沙，在清理泥沙时需要水泵停机中断供水。目前，输水泵站工作人员在工作过程中遇到有待解决的问题有：
1、泵站运行一年后进水池内沉积泥沙影响水体流态，降低泵站运行效率。以南水北调中线配套工程34号输水管线铁西泵站为例，进水池尺寸为长度为31.9m，宽度为6.3m，深度9.8m，每年淤积泥沙深度约为6m，即为进水池净深度的三分之二；水体由前池流入进水池至水泵进水管，在进水池内水体的底部类似升高的沙滩，水体过流有效截面较少，糙率增大。
2、伴随泵站运行，进水池内淤积泥沙达到一定程度之后，泥沙的淤积速度不再同进水池初期运行时一样，泥沙的淤积速度会随之减慢，水体带来的泥沙大多进入水泵抽到输水管道中，进而沉积到输水管道中；另外，对于水泵的过机泥沙还会加速水泵叶轮的磨损。
3、清理进水池内淤积泥沙每年需要清理一次，清理泥沙需要水泵停止运行、中断供水，清理泥沙年平均费用需要二十余万，导致泵站运行费用高。
4、进水池内淤积的泥沙含有藻类有机物，每年5月份开始发酵，直接看到水面有气泡冒出，到八、九月份最为严重，对泵站水质产生污染。
分析发生以上缺陷的原因，主要是流动的水体中含有泥沙和藻类菌，水体进入进水池后过流面积增大，流速变慢，为泥沙沉积创造了条件。仔细观察由进水检修闸门至水泵主过流区域相对沉积泥沙少，水泵进水口处几乎形成漏斗形状，泥沙被水泵抽走了。查阅目前现行的设计规范，没有专门针对输水泵站进水池清理泥沙的设计规范和标准，相关的建筑设计规范中也没输水泵站进水池清理泥沙的条文要求。因此，对进水池内进行淤积泥沙清理，是适应长距离供水工程建设的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，利用水体进入进水池后的动能以及水泵引水管提供的动能，实现不停机淤积泥沙清理。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，包括下述步骤：
S1，在输水泵站的建设期同时建设进水池，将所述进水池的进水口正对输水泵站，在进水池两侧对称于进水口水流中线分别设置一个结构相同的沉积池，两个所述沉积池分别通过挡水墙与进水池隔开；沉积池由泥沙沉积区和引水过渡区组成，所述泥沙沉积区位于靠近进水口的一侧，所述引水过渡区位于靠近输水泵站的一侧；泥沙沉积区的底板高程低于所述引水过渡区和进水池的底板高程；
S2，在进水池底板上对称于进水口水流中线的两侧分别至少设置一组导沙槽，每组所述导沙槽分别自进水口延伸至进水口水流中线对应一侧泥沙沉积区的所述挡水墙位置处，并通过开设在挡水墙上对应位置处的导流孔与泥沙沉积区连通；
S3，在两引水过渡区内分别设置旁路引水管，两所述旁路引水管分别通过电动阀与输水泵站抽水管连通；
S4，输水泵站抽水管正常抽水运行时，同步调节两旁路引水管的电动阀门开度，通过开设在挡水墙上的所述导流孔和导沙槽的联合作用，在进水池和两泥沙沉积区形成水位差，使得在进水池内形成进水口与两泥沙沉积区的有效过流通道，一方面在进水口处利用水体动能将进水池进水口水体带来的泥沙推入导沙槽内，保持泥沙在导沙槽内向泥沙沉积区移动，另一方面利用两泥沙沉积区与进水池的水位差，起到对进水池内泥沙的拉沙的作用，将进水池内的泥沙输送沉积在两泥沙沉积区；
S5，根据两泥沙沉积区泥沙的沉积情况，定期采用泥浆泵车对两泥沙沉积区内的泥沙集中清理。
优选地，所述泥沙沉积区的底板为水平面，所述引水过渡区的底板为朝着泥沙沉积区向下倾斜的斜面，坡度为5-7%，以利于泥沙保持在泥沙沉积区内；泥沙沉积区底板高程低于引水过渡区地板高程的高程差设定原则为：以满足输水泵站一周时间沉积泥沙的容量为准。
优选地，所述导沙槽底板为弧形结构，开设在两个所述挡水墙上的导流孔均为方形导流孔。
优选地，所述进水池的底板为称于所述进水口水流中线朝着沉积池向下倾斜的斜面，坡度为2-3%。
本发明优点体现在以下方面：
1、减少输水泵站进水池内泥沙沉积，改善进水池内水体流态，水体过流有效截面稳定，提高输水泵站运行效率。
2、减少水泵过机泥沙及水泵叶轮的磨损。
3、定期清理输水泵站进水池内淤积泥沙工序简单，采用泥浆泵车对泥沙沉积池的沉积区进行泥沙集中清理，减少劳动力，提高工作效率；同时达到输水泵站不停机，保证正常供水。
4、输水泵站进水池内淤积泥沙适时清理，遏制沉积泥沙中藻类有机物对泵站水质产生污染。
5、避免了在输水泵站进水池内大面积清理沉积泥沙工作，节约泵站运行费用；现有已经运行的一个输水泵站清理沉积泥沙专项费用每年在25万元左右；初步测算，采用本发明成果泵站清理沉积泥沙每周清理一次，清理一次费用约1000元左右，年清理费用5万4千元，而且还足以保证泵站能够长期、连续运行，提高供水可靠性和供水质量。
附图说明
图1是本发明所述输水泵站、进水池、沉积池的布置示意图。
图2是图1的N-N向剖视图（顺时针旋转90º）。
图3是图1的K1-K1向剖视图（顺时针旋转90º）。
图4是图1的K2-K2向剖视图（顺时针旋转90º）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1-4所示，本发明所述的清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，包括下述步骤：
S1，在输水泵站1的建设期同时建设进水池2，将进水池2的进水口2.1正对输水泵站1，在进水池2两侧对称于进水口水流中线2.2分别设置一个结构相同的沉积池3，两个沉积池3分别通过挡水墙4与进水池2隔开，两个沉积池3的面积之和是进水池2面积的20%，进水池2的底板为称于进水口水流中线2.2朝着两侧沉积池3向下倾斜的斜面，坡度为2-3%；沉积池3由泥沙沉积区3.1和引水过渡区3.2组成，泥沙沉积区3.1位于靠近进水口2的一侧，引水过渡区3.2位于靠近输水泵站1的一侧；泥沙沉积区3.1的底板为水平面，引水过渡区3.2的底板为朝着泥沙沉积区3.1向下倾斜的斜面，坡度为5%，以利于泥沙保持在泥沙沉积区内；泥沙沉积区3.1的底板高程低于引水过渡区3.2和进水池的底板高程，具体地，泥沙沉积区3.1底板高程低于引水过渡区3.2地板高程的高程差设计原则为：以满足输水泵站1一周时间内沉积泥沙的容量为准，一般为3～5米；
S2，根据进水池2进水口2.1的宽度，在进水池2底板上对称于进水口水流中线2.2的两侧分别设置一组导沙槽，每组导沙槽由三条底部平面为弧形的导沙槽2.3组成，每组导沙槽分别自进水口2.1延伸至进水口水流中线2.2对应一侧泥沙沉积区3.1的挡水墙4位置处，并通过开设在挡水墙4上对应位置处的方形导流孔4.1与泥沙沉积区3.1连通；
每一侧挡水墙4上的各方形导流孔4.1过流面积之和与对应侧引水过渡区3.2内设置的旁路引水管3.3过流面积相等；每组导沙槽的宽度选择，以满足包围进水口2.1宽度范围为准；
进水口2.1的宽度≤3米时，每组导沙槽由三条导沙槽2.3组成；进水口2.1的宽度大于3米且≤4米时，每组导沙槽由四条导沙槽2.3组成；进水口2.1的宽度大于4米时，每组导沙槽由五条导沙槽2.3组成；
S3，在两引水过渡区3.2内分别设置旁路引水管3.3，两旁路引水管3.3分别通过电动阀3.4与输水泵站1的抽水管3.5连通；
S4，输水泵站1抽水管正常抽水运行时，同步调节两旁路引水管3.3的电动阀3.4开度，通过开设在挡水墙4上的方形导流4.1和导沙槽2.3的联合作用，在进水池2和泥沙沉积区3.1形成水位差，使得在进水池2内形成进水口2.1与两侧泥沙沉积区3.1之间的有效过流通道；一方面在进水口2.1处利用水体动能将进水池进水口2.1水体带来的泥沙推入导沙槽2.3内，保持泥沙在导沙槽2.3内向进水口水流中线2.2两侧的泥沙沉积区3.1移动，另一方面利用两泥沙沉积区3.1与进水池2的水位差，起到对进水池2内泥沙的拉沙的作用，将进水池2内的泥沙输送沉积在两泥沙沉积区3.1；
S5，根据两泥沙沉积区3.1泥沙的沉积情况，定期采用泥浆泵车对两泥沙沉积区3.1内的泥沙集中清理。

Claims (4)

1.一种清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1，在输水泵站的建设期同时建设进水池，将所述进水池的进水口正对输水泵站，在进水池两侧对称于所述进水口水流中线分别设置一个结构相同的沉积池，两个所述沉积池分别通过挡水墙与进水池隔开；沉积池由泥沙沉积区和引水过渡区组成，所述泥沙沉积区位于靠近进水口的一侧，所述引水过渡区位于靠近输水泵站的一侧；泥沙沉积区的底板高程低于所述引水过渡区的底板高程和进水池的底板高程；
S2，在进水池底板上对称于进水口水流中线的两侧分别至少设置一组导沙槽，每组所述导沙槽分别自进水口延伸至进水口水流中线对应一侧泥沙沉积区的所述挡水墙位置处，并通过开设在挡水墙上对应位置处的导流孔与泥沙沉积区连通；
S3，在两引水过渡区内分别设置旁路引水管，两所述旁路引水管分别通过电动阀与输水泵站抽水管连通；
S4，输水泵站抽水管正常抽水运行时，调节两旁路引水管的电动阀门开度，通过开设在挡水墙上的所述导流孔和导沙槽的联合作用，在进水池和两泥沙沉积区形成水位差，使得在进水池内形成进水口至两泥沙沉积区的有效过流通道，一方面在进水口处利用水体动能将进水池进水口水体带来的泥沙推入导沙槽内，保持泥沙在导沙槽内向两泥沙沉积区移动，另一方面利用两泥沙沉积区与进水池的水位差，起到对进水池内泥沙的拉沙的作用，将进水池内的泥沙输送沉积在泥沙沉积区；
S5，根据两泥沙沉积区泥沙的沉积情况，定期采用泥浆泵车对两泥沙沉积区内的泥沙集中清理。
2.根据权利要求1所述的清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，其特征在于：所述泥沙沉积区的底板为水平面，所述引水过渡区的底板为朝着泥沙沉积区向下倾斜的斜面，坡度为5-7%，以利于泥沙保持在泥沙沉积区内；泥沙沉积区底板高程低于引水过渡区底板高程的高程差设定原则为：以满足输水泵站一周时间沉积泥沙的容量为准。
3.根据权利要求1或2所述的清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，其特征在于：所述导沙槽底板为弧形结构，开设在两个所述挡水墙上的导流孔均为方形导流孔。
4.根据权利要求1或2所述的清理输水泵站正面进水池内泥沙的方法，其特征在于：所述进水池的底板为对称于所述进水口水流中线朝着沉积池向下倾斜的斜面，坡度为2-3%。
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