CN1718944A - 清理水库淤积的泥沙并将泥沙远程输送沉积的方法 - Google Patents

Abstract

一种清理水库淤积的泥沙并将泥沙远程输送沉积的方法，其特征是在水库水底的泥沙采集点与海拔高度低于水库水面的泥沙沉积点之间安装管道系统，利用管道中形成的高速水流，将水库库底(7)处的泥沙通过管道输送到泥沙沉积点(4)，泥沙采集点安装一台泥沙采集机，水库水面有泥沙采集工作船(6)，由于输送过程是自然流送，不耗能，没有运输费用，所以可以远距离输送，由于泥沙采集机活动范围大，所以清理泥沙范围能覆盖整个水库库区，泥沙沉积点选择在干旱缺水的地区，通过向该地区输送水、泥、沙可以改变该地区的生态环境。该方法每年采集泥沙量可达上亿立方米，且耗水量少，可以将库容恢复到最初的设计水平，由于泥沙不排到下游，可以有效解决下游的沙患。

Description

清理水库淤积的泥沙并将泥沙远程输送沉积的方法

技术领域：本发明属于清理水库淤积泥沙的技术领域，同时提供了治理黄河之类的泥沙含量大的河流的方法。

背景技术：据我所知，黄河泥沙含量大，建在黄河中下游地区的水库在蓄水的同时，也淤积了大量泥沙，现在的处理方法是在洪水期开闸放水排沙，从而减少水库泥沙年淤积量，同时带走部分蓄水时沉积的泥沙，即使这样，每年水库仍然有大量的泥沙淤积，水库库容仍在一年年减小。最终将被泥沙填满，成为“死库”。这种方法虽然简单易行，但对水资源的浪费巨大，每年都需浪费数百亿立方米的水，同时泥沙排放到下游，由于黄河中下游河道平缓，排出的泥沙在中下游重新沉积使得中下游河道升高，又给中下游地区的防洪提出了更高要求，中下游地区每年都要投入巨资防洪和加高河堤，再者，由于开闸排沙，水库每年因此而少发电造成的经济损失数以亿计，水资源的浪费又使得黄河下游每年都断流，因此现有方法不管是从经济效益、社会效益和生态效益来说，都存在不足。之前，也有人提出过清理水库泥沙的方法。但这些方法操作性不强，有许多不能解决的技术问题，至今还没有哪一种方法得到实施。

发明内容：本发明提供了一整套清理水库的淤积泥沙和将清理小的泥沙沉积到指定地点的方法，目的是通过清理水库的泥沙并沉积到适当地区，从而减轻中下游地区的沙患，从而使下游河水变清，实现中华民族千年来的梦想，同时使水库减少开闸排沙时间或者不开闸排沙，使水库每年增加数亿元的经济效益。同时也解决了因水库泥沙淤积而使库容减少的后顾之忧。本方法投资小，运行成本低，易于安装，易于操作，需要的人力少，能源消耗少，有利于改善生态环境，本发明是通过附图1所示的结构系统实现的。

附图1是本发明的结构示意图。

附图1说明

图1中(1)到(8)是安装在水库岸边的固定钢管，其位置是水库正常蓄水时。水刚好淹没钢管为宜。

图1中(2)处是(1)到(8)的钢管上与库外的(3)处距离最近的点。

图1中的(2)到(3)是库内到库外安装的钢管，要求是(3)处的海拔高度低于水库每年蓄水时最低水位至少30米，位置可以选在水库四周任意合适的地点。

图1中(3)到(4)是铺设在库外输送水、泥、沙的水泥制成的管道。

图1中的(1)到(2)，(2)到(3)，(3)到(4)的管道内径相同，其内径大小由该系统每年需要完成的采沙量多少决定。

图1中(4)处是泥沙沉积处，其海拔高应低于(3)处至少200米，位置可以离水库几百上千公里都可以(也可直接排入大海)面积不得少于10平方公里，能堆积几十年甚至上百年从水库采集的泥沙，最好是干旱严重、水资源短缺地区。

图1中的(3)处，如果技术条件允许，可建一座水、泥、沙发电厂。

图1中的(1)到(8)的钢管上，每隔一定距离(如5000米)安装一个带闸阀的分接头(5)，以备与图1中的(7)到(6)、(6)到(5)的管道连接。目的是使采沙系统能够覆盖全部库区。

图1中的(7)到(6)，(6)到(5)是由有一定硬度且能自由弯曲的导管连接，其内径是(1)到(8)的固定钢管内径的完全平方数之一如(1/1、1/4、1/9……)。

图1中的(7)到(6)到(5)的管道要求有一定硬度是为了防止系统工作时，管道变形而堵塞，要求能自由弯曲是为了使管道能随意自由移动和卷曲收放。

图1中的(6)处是停放在水面的泥沙采集控制船，它的作用是卷曲收放(6)到(5)的管道和(7)到(6)的管道；控制(7)处的泥沙采集机的工作；为泥沙采集机提供电能以及起吊维修泥沙采集机。

图中的(7)处安装一台“泥沙采集机”，“泥沙采集机”是一台小型潜艇，它的动力由电动机带动，工作程序和电源由图1中的(6)处的采沙控制船提供，实现无人驾驶，泥沙采集机的侧面示意图如附图(2)

图2是泥沙采集机的侧面示意图。

附图2说明

图2中的(1)处安装转动轮，其作用是带动泥沙采集机在水底移动和控制泥沙采集机的运动速度。

图2中的(2)处安装旋耕机，其作用是疏松库底的泥沙使泥沙采集机周围局部水域内泥沙含量至少达到20％以上。

图2中(3)处安装泥沙入口装置。

图2中(3)处泥沙入口装置是一个过滤装置，其作用是防止直径大于2cm的沙石进入管道输送系统，泥沙入口装置与图1中与(7)到(6)的管道连接。

泥沙采集机内部安装电动机带动泥沙采集机移动和带动旋耕机转动，还要安装控制采沙机沉浮的装置，它的电源和工作程序由采沙控制船供给和控制。

本发明的工作过程如下：

当图1中(1)到(8)的钢管低于水库水平面时，打开任意一个分接头的阀门，水从分接头进入管道，排出库外，由于水面与图1中的(3)处存在落差，所以在管道中形成高速水流，然后把与采沙船连接的导管接到图1中分接头(5)，打开分接头(5)处的阀门，再关闭最初打开的阀门，这时水就从图1中的(7)处进入管道系统，排出库外，同时在全管道系统中形成高速水流。

当图1中(7)处的泥沙采集机开始工作是时，水、泥、沙由图(1)中的(7)到(6)到(5)到(3)到(4)排放到泥沙沉集点(4)处，随着(4)处泥沙的沉积，在图1中的(4)处形成人工平源，可开垦出大量良田，并为图(1)中的(4)处提供水源，使干旱严重的地区有水资源，从而改变这一地区的生态环境。

如果系统开始工作时，图1中(1)到(8)固定钢管的位置高于水库水平面，但高度差在9米以内时，系统不能自然启动，需要安装抽水机启动系统工作，一旦抽水机使系统正常运行后，关闭抽水机，系统仍正常运行。

如果图1中(1)到(8)的钢管高于水平面9米(理论数据9.8米)，系统不能自然运行，只有借助抽水机系统才能正常运行。

技术分析：图1中固定管道内径是0.60m，图1中(7)到(6)，(6)到(5)的管道内径是0.30m，那么可在水库内不同地区同时启动4台泥沙采集机，管内水流速度是20米/秒，水中泥沙含量为20％，一年工作300天计算：那么一年系统的泥沙采集量＝0.3²×∏×20×20％×3600×24×300＝29314829.37(m³)即约为3千万立方米，用水量仅为1.2亿立方米。一个水库可建多套这样的采沙系统。也可建一套排沙量更大或更小的系统。

建设这一套这样的系统，即使把泥沙输送到1000公里以外的泥沙沉积点，总固定投资不到3亿，一次建设可使用几十上百年，如果排入大海可以长久使用，系统每年的运行成本主要有人工工资，设备维护，泥沙沉积点的移民生活补贴共计不到1千万元，而水库一年增加效益远远大于设备的运行成本，其经济效益是明显的同时带来的社会效益和生态效益也是明显的。

一个水库建一套年处理泥沙1亿立方米的本发明系统，在黄河中游建数个水库，则每年治理泥沙量可达数亿立方米，总用水是数十亿立方米，水库总共可在洪水期多存100多亿立方米水，枯水季节综合调控到下游，黄河将不再断流或断流的时间变短，下游的河水将变清，使黄河真正成为中华民族的“母亲河”实现中华民族千年夙愿。

Claims (7)

1、一种清理水库淤积的泥沙并将泥沙远程输送沉积的方法，其特征是从水库的上游(1)处到下游(8)处沿水库岸边铺设固定钢管，在库外的(3)处与(1)到(8)的固定钢管上的(2)处之间铺设固定钢管相连接，从(3)至(4)用水泥制管相连接，水库岸边从(1)到(8)的管道上每隔5000米安装分接管(5)；分接管(5)与泥沙采集机(7)之间用有一定硬度并能弯曲的管道通过泥沙采集工作船(6)相连接。

2、根据权利要求1所述的(3)处，其特征是海拔高度应低于水库最低水位30米以上，位置可以是水库四周任意合适的地点。

3、根据权利要求1所述的(4)处的泥沙沉积点，其特征是海拔高度低于水面最少200米，且是干旱、缺水地区，能沉积至少50年的泥沙，或者是大海。

4、根据权利要求1中的泥沙采集机，其特征是一艘安装有泥沙疏松装置和泥沙过滤器的小型潜艇。

5、根据权利要求1所述的泥沙采集工作船，其特征是安装有卷曲收放管道的机器装置和具有起吊维修泥沙采集机的功能，并能为泥沙采集机提供电能和控制泥沙采集机工作。

6、根据权利要求1所述的管道，其特征是一根固定管道可供多部泥沙采集机在不同地点同时使用。

7、根据权利要求1所述的(1)到(8)的钢管，其特征是位于水库正常水位附近且基本水平的钢管。

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