CN209836953U - 一种泄洪用砂砾清理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泄洪用砂砾清理系统，该系统设置在通过泄洪口排出的水流落点位置上，包括底板以及按照泄洪水流向依次设置在底板上的消能区和过滤区；开闸泄水时砂石料经过消能区时消除一部分动能，再经过过滤区，由于动能减少，大颗粒砂砾以及部分泥沙可通过消能区的缝隙渗到下方的倾斜底板上，通过位于倾斜底板一侧的储水塔引用清水将过滤在倾斜底板上的泥沙颗粒物冲至倾斜底板另一侧衬砌好的坑道中。该系统能够有效的清除多泥沙河流淤泥，避免大颗粒砂砾石等物质对下游水工建筑物的损坏，造价低，结构简单，且做到了废物利用。

Description

一种泄洪用砂砾清理系统

技术领域

本实用新型属于水利水电建筑物技术领域，具体涉及一种泄洪用砂砾清理系统。

背景技术

带有泥沙较多的河流中存在着大量的推移质及悬移质，包括大颗粒的砂砾石沙粒及小颗粒的泥沙等等。这些砂砾泥沙造成了河道的堵塞，在洪水来临时不能及时泄洪，危及两岸安全，而且造成了上游河道漫顶，下游人民无水可用的情况；同时由于开闸泄洪时，水流携带着砂砾等大颗粒物质具有巨大的动能，易对下游底板及两岸护坡造成损坏，提高了水工建筑物的维修成本，因此就需要对泄洪水进行消能来减少一部分动能。

在传统的泄洪中通常采用导流的技术手段来消能, 如以下专利文件：

公开号为CN207878411U的实用新型专利公布了一种节能环保的泄洪消能设备，该设备中采用了多个泄洪导流渠以及防坍塌层和汇流渠对泄洪水进行分流来达到消能的目的。

但将泄洪水消能之后，仍然无法避免砂砾泥沙对河道造成的堵塞，因此还需要对泄洪口进行砂砾清理，常用的方法通常是将砂砾进行沉淀、过滤，如以下专利文件：

公开号为CN203229932U的实用新型专利公布了一种河流沉沙泄洪系统，该系统包括水库和与水库连通的湿地，在湿地的前方（水流来源方向）设有沉沙池，沉沙池设有与水库连接的泄洪口，通过沉沙池缓冲来自河流的水流速度，有效地拦截流入水库的来自各河流的水中的泥沙，避免这些泥沙进入水库，还在水渠中铺设有反滤层，在沉沙池对来自各河流的水的沉沙作用的基础上，可对流出沉沙池的水再次进行过滤，进一步拦截进入湿地的水中的泥沙。但是这种利用沉沙池进行砂砾清理的办法除沙效果不太好，并不适用于泥沙较多的河流。

综上所述，以上现有技术中并不能对河流中存在的大量的推移质及悬移质进行最大可能的消除动能以及及时清理，因此需要一种新型的装置来迎合多泥沙河流中砂砾等大颗粒物质的清理。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种泄洪用砂砾清理系统，该系统能够有效的清除多泥沙河流淤泥，避免大颗粒砂砾石等物质对下游水工建筑物的损坏，造价低，结构简单，且做到了废物利用。

本实用新型所采用的技术方案为：一种泄洪用砂砾清理系统，该系统设置在通过泄洪口排出的水流落点位置上，所述系统包括底板以及按照泄洪水流向依次设置在底板上的消能区和过滤区；所述消能区由若干相互平行的消能单元组成，且相邻两个消能单元之间具有间隙A，每个消能单元包括对称设置在底板上的两根混凝土立柱以及将两根混凝土立柱顶部连接为一体的混凝土架梁，混凝土架梁与泄洪水流向呈0°～60°夹角；混凝土架梁顶部通过木板层设置有弹性垫层，以利用弹性垫层对悬移质进行消能；过滤区包括若干相互平行的过滤单元，相邻过滤单元之间具有间隙B，每个过滤单元包括位于同一直线上的若干根混凝土支撑柱，且这些混凝土支撑柱顶部由一混凝土梁连接为一体，混凝土梁与混凝土架梁的夹角为60°～120°,在混凝土梁表面均匀铺设有大小不一的鹅卵石，以利用鹅卵石对推移质进行过滤；在消能区和过滤区之间设置有低于混凝土架梁的隔离墙，且其与泄洪水流垂直；在消能区和过滤区的一侧设置有储水塔，另一侧设有坑道，其中储水塔排出的清水分别对底板上的消能区和过滤区下方位置进行冲洗，并使冲洗水排入到坑道内。

作为本实用新型一种泄洪用砂砾清理系统的进一步优化：所述弹性垫层为橡胶皮垫，橡胶皮垫与木板层之间通过钢条固定。

作为本实用新型一种泄洪用砂砾清理系统的进一步优化：所述若干消能单元的宽度与间隙A之间的比例为4:1～2:1。

作为本实用新型一种泄洪用砂砾清理系统的进一步优化：所述若干过滤单元的宽度与间隙B之间的比例为6:1～3:1。

作为本实用新型一种泄洪用砂砾清理系统的进一步优化：所述底板由设有储水塔的一侧向设有坑道的一侧倾斜。

有益效果：

一、本实用新型砂砾清理系统采用表面具有弹性垫层的消能单元进行消能，泄洪时携带泥沙的水流流经弹性垫层，可有效地消耗分散水流动能减少对水岸护坡的损坏，与此同时部分悬移质泥沙颗粒物可通过消能单元之间的间隙隙流至底板上，以此实现悬移质泥沙颗粒的滤除，改善下游水质。

二、本实用新型砂砾清理系统中过滤区可有效地过滤水流中的大颗粒推移质，流经消能区的水流经过消能后失去了大部分动能，水流中的大颗粒砂砾会停留在间隔分布的过滤柱内，大大提高了下流河道的安全系数，减少下游建筑物的损坏，降低水岸护坡的维修成本，改善下游环境。

三、本实用新型砂砾清理系统的弹性垫层采用橡胶皮垫制成，橡胶皮垫可以是废旧轮胎，造价低，结构简单且易于实现，废物利用，更加环保。

四、本实用新型砂砾清理系统将弹性垫层固定在木质层上，不但有利于弹性垫层的固定，而且提高了消能单元的减震性能。

五、本实用新型砂砾清理系统在消能区与过滤区之间设有低于混凝土立柱的隔离墙，防止从消能区过滤出的悬移质泥沙颗粒物进入下游且防止泥沙对混凝土支撑柱的破坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型消能单元结构示意图；

图3为本实用新型过滤单元结构示意图；

图中标记：1、泄洪口，2、消能单元，201、混凝土立柱，202、混凝土架梁，203、木板层，204、弹性垫层，205、间隙A，3、过滤单元，301、混凝土支撑柱，302、混凝土梁，303、鹅卵石，304、间隙B，4、储水塔，5、底板，6、坑道,7、隔离墙。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。

实施例1

如图1所示，本实用新型的砂砾清理系统设置在通过泄洪口1排出的水流落点位置上，所述系统包括底板5以及按照泄洪水流向依次设置在底板5上的消能区和过滤区；如图2所示，所述消能区由若干相互平行的消能单元2组成，且相邻两个消能单元2之间具有间隙A205，每个消能单元2包括对称设置在底板5上的两根混凝土立柱201以及将两根混凝土立柱201顶部连接为一体的混凝土架梁202，混凝土架梁202与泄洪水流向夹角为0°，混凝土架梁202顶部通过木板层203设置有弹性垫层204，以利用弹性垫层204对悬移质进行消能；如图3所示，过滤区包括若干相互平行的过滤单元3，相邻过滤单元3之间具有间隙B304，每个过滤单元3包括位于同一直线上的若干根混凝土支撑柱301，且这些混凝土支撑柱301顶部由一混凝土梁302连接为一体，混凝土梁302与混凝土架梁202的夹角为90°，在混凝土梁302表面均匀铺设有大小不一的鹅卵石303；在消能区和过滤区之间设置有低于混凝土架梁202的隔离墙7，且其与泄洪水流垂直；在消能区和过滤区的一侧设置有储水塔4，另一侧设有坑道6，其中储水塔4排出的清水分别对底板5上的消能区和过滤区下方位置进行冲洗，并使冲洗水排入到坑道6内；所述底板5为倾斜底板，由设有储水塔4的一侧向设有坑道6的一侧倾斜。

所述弹性垫层204为橡胶皮垫，橡胶皮垫的厚度为1～3cm，最好为废旧轮胎，轮胎与木板层203之间通过钢条固定，可以进行废物利用，降低造价，弹性垫层204长约2m、宽约20cm，两个消能单元2之间间隔A205约为5～10cm，轮胎胶皮垫在木板层203上，不但有利于固定轮胎皮，而且提高了消能单元2的减震性能，再在木板层203底部预制上高强度抗冲蚀的混凝土立柱201和混凝土架梁202，以免木板层203腐蚀后造成不可控的安全事故；隔离层7由混凝土浇筑而成，长度与泄洪口1的宽度一致，隔离层7将消能区与过滤区隔绝，防止过滤出的泥沙进入下游并且防止泥沙对过滤区的侵蚀破坏，混凝土立柱201远离过滤区的一侧与开闸泄洪口1衬砌在一起，提高局部的稳定性。

所述过滤单元3的长度与泄洪口1的宽度一致，宽度约为30cm，两个过滤单元2之间的间隔B304为5～10cm，混凝土梁302的表面均匀铺设大小不一的鹅卵石303，不仅提高了混凝土表面的抗冲蚀性能，而且表面的粗糙性有利于水流中不同粒径砂砾石能更容易通过缝隙，不被水流带走。

该系统的使用方法为：开闸泄水时砂石料经过消能区时消除一部分动能，弹跳后经过过滤区，由于动能减少，大颗粒砂砾以及悬移质和部分泥沙可通过消能单元2的缝隙渗到下方的底板5上；在经过过滤区时，由于混凝土梁302表面铺设有鹅卵石303，提高了混凝土梁302表面的抗冲蚀性能，同时有利于砂砾石以及推移质等物质通过缝隙渗透到底板5上，在底板5临近储水塔的一侧设有与泄洪水流向相同的多个引水口，在泄洪口1进行泄洪时，关闭储水塔4处的闸门，防止泄出来的水进入引水口中，当泄水完毕后，打开储水塔4处的闸门，使储水塔4中的水经过管道流如引水口中，将过滤在倾斜底板5上的泥沙颗粒物冲至坑道6中。由于泄洪水流动能的减少，水流速减缓，会有一部分的悬移质和推移质等泥沙物吸附在消能单元2和过滤单元3的表面，待泄水完毕后，进行人工清理。

本实用新型并不仅限于这一个实施例，此实施例仅为最佳实施例，在不脱离本实用新型内容的前提下，可根据不同河流的不同泄洪口进行消能区及过滤区的调整，使其适用于不同的泄洪口。

Claims (5)

1.一种泄洪用砂砾清理系统，该系统设置在通过泄洪口（1）排出的水流扩店位置上，其特征在于：所述系统包括底板（5）以及按照泄洪水流向依次设置在底板（5）上的消能区和过滤区；所述消能区由若干相互平行的消能单元（2）组成，且相邻两个消能单元（2）之间具有间隙A（205），每个消能单元（2）包括对称设置在底板（5）上的两根混凝土立柱（201）以及将两根混凝土立柱（201）顶部连接为一体的混凝土架梁（202），混凝土架梁（202）与泄洪水流向呈0°～60°夹角，混凝土架梁（202）顶部通过木板层（203）设置有弹性垫层（204），以利用弹性垫层（204）对悬移质进行消能；所述过滤区包括若干相互平行的过滤单元（3），相邻过滤单元（3）之间具有间隙B（304），每个过滤单元（3）包括位于同一直线上的若干根混凝土支撑柱（301），且这些混凝土支撑柱（301）顶部由一混凝土梁（302）连接为一体，混凝土梁（302）与混凝土架梁（202）的夹角为60°～120°，在混凝土梁（302）表面均匀铺设有大小不一的鹅卵石（303），以利用鹅卵石（303）对推移质进行过滤；在消能区和过滤区之间设置有低于混凝土架梁（202）的隔离墙（7），且其与泄洪水流垂直；在消能区和过滤区的一侧设置有储水塔（4），另一侧设有坑道（6），其中储水塔（4）排出的清水分别对底板（5）上的消能区和过滤区下方位置进行冲洗，并使冲洗水排入到坑道（6）内。

2.根据权利要求1所述的一种泄洪用砂砾清理系统，其特征在于：所述弹性垫层（204）为橡胶皮垫，橡胶皮垫与木板层（203）之间通过钢条固定。

3.根据权利要求1所述的一种泄洪用砂砾清理系统，其特征在于：所述若干消能单元（2）的宽度与间隙A（205）之间的比例为4:1～2:1。

4.根据权利要求1所述的一种泄洪用砂砾清理系统，其特征在于：所述若干过滤单元（3）的宽度与间隙B（304）之间的比例为6:1～3:1。

5.根据权利要求1所述的一种泄洪用砂砾清理系统，其特征在于：所述底板（5）由设有储水塔（4）的一侧向设有坑道（6）的一侧倾斜。