CN1157358A

CN1157358A - 排沙漏斗

Info

Publication number: CN1157358A
Application number: CN 96114757
Authority: CN
Inventors: 周著; 侯杰; 王长新; 朱慧珍
Original assignee: WATER CONSERVANCY HYDROPOWER DESIGN INST XINJIANG AGRICULTURAL UNIV
Current assignee: WATER CONSERVANCY HYDROPOWER DESIGN INST XINJIANG AGRICULTURAL UNIV
Priority date: 1996-11-23
Filing date: 1996-11-23
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2016-11-23
Also published as: CN1046983C

Abstract

一种处理带泥沙河水流量大、造价低、管理方便、耗水量小的排沙漏斗，其包括进水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，而溢流堰为部分周边溢流的；其具有以下特点：漏斗处理流量范围不限；处理泥沙粒径范围为大于0.05毫米的各级泥沙；排沙率为(90～100)％；排沙耗水量占总引水量的5％以下；其工程造价低；处理10立方米/秒含沙水，每年就可节省排沙水2000至3000万立方米，可以增灌2.5～3.5万亩地，相当于修建一座中型水库的效益。

Description

排沙漏斗

本发明涉及用于排除河水中泥沙的设施，是一种排沙漏斗。

目前，对于利用多泥沙河水进行灌溉或引水发电来说，灌溉或引水发电所用的渠道都严重遭受泥沙危害。以往的厢型沉沙池可以排除河水泥沙中的30％左右的悬移质泥沙，但是排沙耗水量超过总引水量的30％，而且造价高、管理复杂。原苏联沙拉克霍夫提出了漏斗室排沙设施，该排沙设施的结构如图1、2和3所示，由进水涵洞2、漏斗室11、溢流堰5、回水道5、排沙底孔7构成，其溢流堰5为全周边溢流的，当带有泥沙的河水从进水涵洞2沿边缘进入漏斗室11后，在漏斗室11边壁的作用下，形成螺旋流，使河水中的泥沙向漏斗室11中央集中，并从排沙底孔7排出，而清水沿漏斗室11顶部全周边溢流到回水道5内流出；尽管其排沙和节水效果都比较好，但是，当流量大，即要求环流室也大时，造成泥沙至排沙底孔7周围呈一环状淤积，因此，其单室处理流量不能超过3立方米/秒，当处理较大流量时必须修建漏斗群，其造价昂贵、管理不便、耗水量大。

本发明人在进行大量的模型试验并分析研究后，认为其不能处理大于3立方米/秒流量的原因，首先是全周边溢流所造成。当处理大流量的带泥沙河水时，要求漏斗室也要相应增大，但是，当河水一进入漏斗室11就外溢，水流所具有的能量不能在漏斗室11内形成较强的螺旋流，即沿漏斗室11边壁产生的强迫涡向中心影响范围小，即漏斗室11的周边强迫涡不能与中心排沙底孔由重力作用产生的重力涡相耦合，强迫涡与重力涡之间形成环状低流速带，泥沙至此呈一环状淤积，从而导致不能处理大于3立方米/秒流量的带泥沙河水。

在继续进行了大量模型试验后，提出了本发明的目的：即克服现有技术之不足而设计一种处理带泥沙河水量大、造价低、管理方便、耗水量小的排沙漏斗。

本发明的目的是通过以下措施来实现的：该排沙漏斗包括进水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，而溢流堰为部分周边溢流的；溢流堰为90度至180度圆心角的；漏斗室的边壁上设有调流墩；调流墩呈直立的墩形，调流墩最好为直线与圆弧组合而成的；在漏斗室的壁上设有调流悬板，调流悬板最好为水平放置的90度至180度圆心角的扇形形状的；进水涵洞接在引水渠道上；排水渠道接在回水道上；排沙廊道接在排沙底孔上。

附图1为原苏联沙拉克霍夫提出了漏斗室排沙设施的俯视图，附图2为附图1的I｀-I｀向剖视图，附图3为附图1的II｀-II｀向剖视图；

附图4为本发明最佳实施例的俯视图，附图5为附图4的I-I向剖视图，附图6为附图4的II-II向剖视图；

附图中的编码分别为：1为引水渠，2为进水涵洞，3为调流悬板，4为调流墩，5为溢流堰，6为回水道，7为排沙底孔，8为排沙廊道，9为排水渠，10为接河道，11为漏斗室。

下面结合最佳实施例对本发明作进一步描述：

如附图4、5和6所示，该最佳实施例包括进水涵洞2、漏斗室11、溢流堰5、回水道6、排沙底孔7，而溢流堰5为部分周边溢流的，经过模型试验，不但可以处理小于3立方米/秒流量的带泥沙河水，而且还可以处理大于3立方米/秒流量的带泥沙河水。

在模型试验时，漏斗室11内产生的螺旋流不稳定，容易在漏斗室11内产生泥沙淤积现象，造成排沙效果不稳定了，为了稳定螺旋流，并增加排沙效果，如附图4、5和6所示，在漏斗室11的壁上设有调流墩4，并且最好将调流墩4设在离漏斗室11进水口不远的漏斗室11边壁上，调流墩4最好呈直立的墩形，其墩形最好为直线与圆弧组合而成的；为了进一步稳定螺旋流和增加排沙效果，如附图4、5和6所示，在漏斗室11的壁上设有调流悬板3，并且调流悬板3为水平放置的90度至180度圆心角的扇形形状的；在设调流墩4和调流悬板3后，在模型试验时，漏斗室11内的螺旋流非常强，对大于1毫米的粗颗粒推移质泥沙可以100％排除，对大于0.05毫米的细颗粒悬移质泥沙可以排除90％以上，排沙耗水量不超过总引水量的5％，其中的排沙效果与处理流量能力两项主要技术指标居国际领先。

本发明既可建成移动式的，也可建成非移动式的；移动式的排沙漏斗最好采用钢结构的；非移动式的排沙漏斗各部分最佳结构如下：

一、进水涵洞：矩形断面，钢筋混凝土结构；进水涵洞2接在引水渠1上，含泥沙河水在河流上游经引水渠1节制闸和进水闸的调节下，首先进入进水涵洞2，形成有压流。

二、漏斗室：漏斗形，钢筋混凝土、混凝土或浆砌卵石结构，主要由径向坡度的底板，圆弧挡水边墙和圆弧溢流边墙组成；含泥沙河水由进水涵洞2进入漏斗室11，在漏斗室11圆形边墙、调流墩4和调流悬板3的固体边界综合作用下，作近似于圆周的曲线运动，中心产成空气漏斗，形成典型的三维水流，运动中的泥沙渐渐沉降，并向排沙底孔运动，而清水则溢过溢流堰5。

三、调流悬板和调流墩：调流悬板3为圆心角为90度至180度扇形，水平放置，调流墩4为直线与园弧组合而成，垂直放置。均为钢筋混凝土结构或钢结构。

四、溢流堰：圆心角为90度至180度所对应的园弧段漏斗边墙，为混凝土或浆砌石结构；含泥沙河水在三维水流的作用下使水沙分离后，清水由园弧形溢流堰5溢入回水槽6后经排水渠9送回原引水渠道，完成引清水的作用。

五、排沙底孔：孔径为环状多级可调式钢结构；含泥沙河水在三维水流的作用下使水沙分离后，泥沙随少量排沙水进入排沙底孔7。

六、排沙廊道：U形断面为钢筋混凝土或混凝土结构或钢结构，圆形断面为钢筋混凝土或钢结构；由排沙底孔7进入排沙廊道8的泥沙随排沙水输送至下游河道10，完成排沙的作用。

本发明具有以下特点：

一、漏斗室处理流量范围不限(仅受漏斗室大小限制)；

二、处理泥沙粒径范围：大于0.05毫米的各级泥沙；

三、排沙率：(90～100)％；

四、排沙耗水量占总引水量的5％以下。

具备上述四项技术指标的排沙设施目前国内外都没有，其工程造价是曲线型沉沙池的一半，是厢型沉沙池的四分之一，其节约的排沙水量可达总引水量的(20～30)％。处理10立方米/秒含沙水，每年就可节省排沙水2000万立方米～3000万立方米，可以增灌2.5～3.5万亩地，相当于修建一座中型水库的效益。

Claims

1.一种排除河水中泥沙的排沙漏斗，包括进水涵洞、漏斗室、溢流堰、回水道、排沙底孔，其特征在于溢流堰为部分周边溢流的。

2.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于溢流堰为90度至180度圆心角的。

3.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于漏斗室的边壁上设有调流墩。

4.根据权利要求3所述的排沙漏斗，其特征在于调流墩呈直立的墩形。

5.根据权利要求3或4所述的排沙漏斗，其特征在于调流墩为直线与圆弧组合而成的。

6.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于漏斗室的壁上设有调流悬板。

7.根据权利要求6所述的排沙漏斗，其特征在于调流悬板为水平放置的90度至180度圆心角的扇形形状的。

8.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于进水涵洞接在引水渠道上。

9.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于排水渠道接在回水道上。

10.根据权利要求1所述的排沙漏斗，其特征在于排沙廊道接在排沙底孔上。