CN210561959U - 采用人工滤层的制水工程构筑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用人工滤层的制水工程构筑，包括设置在主流河道内的拦河坝，主流河道的一侧设有导渠或/和集水构筑，主流河道内设有净水场，净水场包括边岸护墙和河内护墙，边岸护墙、河内护墙及拦河坝合围形成净水区域，净水场底部具有进水口，边岸护墙的高度比河内护墙低，河内护墙高度比拦河坝高；净水区域内通过安装架安装有净化模块，安装架的高度比边岸护墙低，净化模块包括至少一个净化单元，净化单元为斜管单元或/和斜板单元，净化单元内的斜管或/和斜板与水流方向夹角为30°～60°。达到水质净化、引水分流或净水存储的目的，通过模块化安装施工，降低施工难度，提高施工效率，便于后期拆装维护，延长工程整体使用寿命。

Description

采用人工滤层的制水工程构筑

技术领域

本实用新型涉及水利工程技术领域，具体涉及一种采用人工滤层的制水工程构筑。

背景技术

水资源是重要的自然资源之一，被广泛应用于工业发电、农业灌溉及生活用水等多个领域，然而随着工业化的高度发展，生态环境遭到大量破坏，水资源日益匮乏，加之水资源自身分布不均匀，故通常需要对主流江河的水进行分流引流到水资源匮乏区域，然而对于含沙量较高的江河水，如直接引入则极易在分流区域形成堰塞区，导致分流渠堵塞，且引入的水流也不能直接利用于农业灌溉等，后期水处理成本较大，故亟需一种制水构筑，对分流渠的水流进行处理，满足引水分流及水处理需求。

实用新型内容

为解以上技术问题，本实用新型提供了一种采用人工滤层的制水工程构筑，满足引水分流需求，同时对分流水进行处理，使其可直接用于农业灌溉或减少其他后期制水成本。

其技术方案如下：

一种采用人工滤层的制水工程构筑，其关键在于：包括设置在主流河道内的拦河坝，所述主流河道的一侧设有导渠或/和集水构筑，所述主流河道内设有净水场，所述净水场位于导渠的上游，所述净水场包括边岸护墙和河内护墙，所述边岸护墙、河内护墙及拦河坝合围形成净水区域，所述净水场的底部具有进水口，所述边岸护墙位于导渠所在的一侧，且边岸护墙的高度比河内护墙低，所述河内护墙高度比拦河坝高；

所述净水区域内分布有净化模块，所述净化模块通过安装架以可拆卸方式安装在净水区域内，并保持净化模块与净水区域底部之间留有与进水口连通的径流层，所述安装架的高度比边岸护墙低，所述净化模块包括至少一个净化单元，所述净化单元为斜管单元或/和斜板单元；

所述净化单元内的斜管或/和斜板与水流方向夹角为30°～60°，所述主流河道内的水经进水口进入净水区域底部的径流层，通过所述净化模块后从边岸护墙的顶部溢出并流入导渠或集水构筑内。

采用以上结构，通过拦水坝抬高水位，并用净水场对河水进行初次净化处理后引入导渠或集水构筑，达到引水分流及水质净化的双重目的，同时进水场内采用净化模块与安装架结构，实现模块化施工安装，大大提高安装效率，同时便于后期斜管的清理更换等，有利于延长净水场的整体使用寿命，降低工程维护成本等。

作为优选：所述净水区域底部对应各净化模块的位置均设有排沙组件，所述排沙组件包括排沙管，所述排沙管沿主流河道的水流方向设置，所述拦河坝或/和河内护墙上对应排沙管下游端部位置设有排沙孔，所述排沙管下游端部与对应的排沙孔相连，上游端部敞口。采用以上方案，通过排沙组件可对净水场底部及时清沙，防止泥沙在底部堆积，减少净水场实际制水面积，甚至影响净水质量。

作为优选：所述边岸护墙底部对应导渠的位置设有反冲沙孔。采用以上结构，可防止泥沙在导渠入口处堆积，保证其入口通畅。

作为优选：所述排沙管的上游端部具有竖直朝上设置且呈喇叭状的积沙座，所述积沙座内壁上具有呈螺旋状蜿蜒分布的导出槽，所述导出槽上下两端敞口。采用以上结构，通常情况下，净化单元中的斜管/斜板内沉淀产生的泥沙大部分直接堆积到积沙座上，当通过排沙泵在排沙管的下游端部进行抽吸时，可将积沙座上堆积的泥沙吸走，避免泥沙在河床的堆积，此外在导出槽的作用下，容易在各净化模块的下方均形成涡流，涡流对斜管/斜板内壁的附着物产生吸力，可实现对斜管/斜板内壁的清理，从而延长斜管/斜板清理周期，降低维护成本。

作为优选：所述安装架上均匀分布有安装格，所述净化模块位于安装格内，安装架顶部对应每个安装格的位置均对称设置有燕尾槽，所述燕尾槽顶部敞口，所述净化模块包括设置于所述净化单元周向外侧的连接框体，所述连接框体上具有所述卡槽配合的楔形凸台。采用以上方案，通过燕尾槽与楔形凸台卡接的方式实现净化模块的安装，进一步提高净化模块的安装效率，同时保证净化模块在净水场的稳定性。

作为优选：所述安装架上对应燕尾槽的位置设有压紧块，所述压紧块的固定端与安装架铰接，活动端可通过螺钉与安装架固定连接，且当活动端与安装架固定连接时，所述压紧块位于燕尾槽上方。采用以上方案，可进一步提高净化模块在净水场内的稳定性，防止净化模块漂浮，同时具有打开或锁紧功能，以便于将净化模块取出进行彻底清理或更换等，满足长期使用需求。

作为优选：所述安装架具有下层框体，所述下层框体具有呈经纬线铺设的承托架，所述承托架的缝隙大于斜管的孔径或/和斜板的间距，所述净化模块支撑在所述承托架上。采用以上方案，通过承托架对净化模块构成平面支撑，可保证净化模块的稳定性，减小净化模块与安装架卡接结构的受力，同时避免承托架对斜管下端造成堵塞，影响有效净水斜管数量。

作为优选：所述拦河坝沿主流河道的宽度方向设置，所述导渠和净水区域均位于拦河坝的上游，所述河内护墙的底部通过支承桩形成架空结构，相邻支承桩之间的间隙构成所述进水口。采用以上方案，可获得较高的水位，相应的是的流入导渠的水具有较大的初始速度，能满足更远更广泛区域的用水需求。

作为优选：所述拦河坝沿主流河道的宽度方向设置，所述导渠和净水区域均位于拦河坝的下游，所述拦河坝底部正对净水场的位置设有与所述径流层连通的进水孔。采用以上方案，可通过拦河坝降低水流速度，泥沙在拦河坝内实现初次沉淀，这样进入净水场内的水流泥沙含量减小，相对降低了斜管工作负荷，有利于提高进入导渠水流的水质。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

采用以上技术方案的采用人工滤层的制水工程构筑，同时达到引水分流及水质净化的双重目的，且通过模块化安装施工，降低施工难度，减少施工步骤，提高施工效率，便于后期拆装维护或更换，延长工程整体使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为图1中A-A处剖视图；

图3为图1中B-B处剖视图；

图4为排沙组件安装结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的结构示意图；

图6为净化模块的安装结构示意图；

图7为安装架结构示意图；

图8为净化模块结构示意图；

图9为图8的剖视图；

图10为积沙座结构示意图；

图11为图10的俯视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

参考图1至图11所示的本实用新型的采用人工滤层的制水工程构筑，其主要包括主流河道C，以及在主流河道C一侧设置的导渠D或/和集水构筑，导渠D主要是起到引流作用，通常是与主流河道C连通的，而集水构筑主要起存储净水的作用，通常与主流河道C相对独立，主流河道C内设有用于抬高水位的拦河坝1，主流河道C内设有净水场2，本申请中净水场2依托拦河坝1和河岸地形条件设计，可相对减少工程量，净水场2包括边岸护墙20和河内护墙21，其中边岸护墙20位于导渠D或/和集水构筑所在的一侧，河内护墙21位于主流河道C内，河内护墙21、边岸护墙20与拦河坝1合围形成净水区域2a，净水区域2a相对主流河道C为独立区域，且边岸护墙20的高度比河内护墙21低，而河内护墙21的高度又比拦河坝1的高度高，净水场2的底部设有与外部水域连通的进水口2b，主流河道C内的河水可通过进水口2b进入净水区域2a内。

净水区域2a内分布有净化模块4，净化模块4通过安装架3以可拆卸方式安装在净水区域2a内，净化模块4所在区域为制水层，净化模块4与净水区域2a之间的空间为径流层，进水口2b的位于与径流层的位置相对应，安装架3的高度与边岸护墙20的高度齐平或略低，净化模块4包括至少一个净化单元40，本实施例中净化单元40由多根斜管或/和斜板组装而成，既可以是单独的斜管单元或斜板单元，也可以是二者的组合体，且当净化单元40安装完成之后，其内的斜管或/和斜板与对应位置水流的方向夹角为30°～60°，本申请的主要净水机理在于，主流河道C内的河水经进水口2b进入径流层，然后从净化模块4的下方向上漫，即从斜管孔或斜板间隙的下端向上漫出，达到沉沙净化的目的，上表经过净化的水则从边岸护墙20的顶部溢出流入对应的导渠D或/和集水构筑内。

考虑实际施工情况及环境影响因素等，本申请中对净水场2相对主流河道C及导渠D的相对位置，提出了两种不同的实施例，图1至图4为实施例一，如图所示，拦河坝1沿主流河道C的宽度方向设置，其结构为梯形坝结构，对应设有冲砂孔，坝顶可溢流，导渠D和净水场2均位于拦河坝1的上游，河内护墙21主要包括沿水流方向设置的侧墙210，以及正对水流方向的迎水墙211，侧墙210和迎水墙211的底部均设有支承桩2c，支承桩2c均匀分布，且相邻支承桩2c之间留有间隙，使得河内护墙21构成架空结构，而相邻支承桩2c的间隙则构成进水口2b。

图5为实施例二的示意图，其净水场2的结构与实施例一基本相似，其中图5的实施例二中拦河坝1同样沿主流河道C的宽度方向设置，但不同之处在于导渠D和净水场2均位于拦河坝1的下游，其中河内护墙21主要包括沿水流方向设置的侧墙210，以及构成净水场2下端端壁的背水墙212，净水场2的迎水侧墙直接有正对的拦河坝1部分构成，其中侧墙210的结构与实施例一中结构不一致，为顺流实体墙，即顺着水流方向设置的实体墙，拦河坝1正对净水场2的部分底部设有进水孔，进水孔的高度比净水区域2a内径流层的高度略低，进水孔则实际构成进水区域2a的进水口2b，拦河坝1上游的水则可通过这些进水孔直接进入进水场2内，并且不会破坏进水区域2a的原始制水层流状态，背水墙212为实体墙构筑，净水区域2a内在靠近拦河坝1的位置设置缓冲区域，以安装排沙设备等，用于拦河坝1上游的排沙，防止大量泥沙从坝顶溢出之后即进入净水区域2a内，增加净化模块4的工作负荷。

如前所述，各实施例中的净化模块4均通过安装架3以可拆卸方式设置在净水区域2a内，参考图6至图9，安装架3大体呈框架结构，其上均匀分布有多个安装格30，净化模块4的大小与安装格30的大小相适应，同时安装架3的大小与净水区域2a的大小相适应，即是说河水通过进水口2b进入径流层之后，必须经过净化模块4的作用之后，才能从边岸护墙20的顶部溢出。

安装架3具有下层框体33，下层框体33上具有呈经纬线铺设的承托架34，净化模块4放入安装格30之后，其主要支撑在承托架34上，同时本实申请中，为防止净化模块4浮动，故在净化模块4与安装架3之间设有卡接结构，如图所示，安装架3上对应每个安装格30均对称设置有燕尾槽31，燕尾槽31的顶部敞口，净化模块4还包括设置于净化单元40周向外侧的连接框体41，连接框体41与净化单元40固定连接，同时连接框体41上具有与燕尾槽31配合的楔形凸台42，安装时，将楔形凸台42正对燕尾槽31插入即可，从而实现对净化模块41的平面固定，此外连接框体41还可起到对净化单元40上下端面的保护作用，且便于统一堆放运输及安装。

与此同时，安装架3上在对应燕尾槽31的位置还设有压紧块32，压紧块32的一端通过转轴以转动方式安装在安装架3的顶部，并可以转轴为转动中心发生旋转，其对应的燕尾槽31位于其转动圆周范围内，同时在燕尾槽31与转轴连线上设有螺孔，压紧块32则可通过螺钉紧固方式进行固定，以转动方式设置压紧块32，有效防止安装过程对净化模块4的干涉，同时便于拆装。

当净化模块4装入安装格30之后，主要支撑在承托架34上，同时楔形凸台42与燕尾槽31配合，而压紧块32对燕尾槽31的上部进行封闭，从而实现对净化模块4的限位，保证净化模块4在净水区域2a的稳定性，此外需要注意的是，承托架34的缝隙需要大于净化单元40中斜管的孔径或/和斜板的间距，从而减少对净化单元40有效进水面积的遮挡。

鉴于前述的两种不同的实施例，河水进入净水区域2a内的水流方向存在一定差异，故在实际施工过程中最好提前在每个净化模块4上做出角度倾斜标记或相应结构，或对楔形凸台42及对应燕尾槽31的结构做出适应性配套调整等，从而可根据水流方向将净化模块4以不同的方向放入安装格30中，以提高净化效果，且可防止出现角度安装错误等问题。

考虑到保证净水场2的使用寿命及净化效率等问题，本申请中净水区域2a的底部对应各净化模块4均设有排沙组件5，参考图4、图10和图11，如图所示，排沙组件5主要包括排沙管50，排沙管50可以在均匀分布在净水区域2a底部的多根空管，而处于净水区域2a的拦河坝1或/和河内护墙20上则设有与所有排沙管50连通的排沙孔，这样当排沙孔打开时，净水区域2a内的泥沙在水流作用下通过排沙管50流到净水区域2a的下游。

如图所示，所有排沙管50最终汇集到一起穿出至净水场2的下游，并在其上安装有抽沙泵52，同时排沙管50上对应各净化模块4的位置设有积沙座51，积沙座51呈喇叭状，并竖直朝上设置，且与对应的排沙管50相互连通，积沙座51内壁上具有呈螺旋状蜿蜒分布的导出槽510，且导出槽510的上下两端敞口，或者积沙座51呈中空双层结构，即具有与排沙管50连通的中空内腔，其内壁表面呈螺旋状分布有与其中空内腔连通的进液孔，且进液孔沿对应圆周的切线方向切入，即水流只能以对应切线方向进入积沙座51的内腔，当抽沙泵52工作时，水流以较大速度通过积沙座51进入排沙管50中，同时由于积沙座51上的导出槽510构造或者进液孔构造，使得在积沙座51的上方形成小型旋涡，涡流的吸引力作用有利于将斜管内壁或斜板表面附着的泥沙吸出，从而达到辅助清理斜管/斜板的目的，延长净化单元清理周期或使用寿命，同时喇叭状的积沙座51可有效增大其积沙面积，及净化模块4工作产生的泥沙基本都沉淀至积沙座51表面，特别是安装过程中，可考虑将排沙管50沉入净水场2对应底壁内，积沙座51的上沿基本与净水场2的底部齐平或比之略高，这样更便于实现对净水场2内泥沙的清理，防止泥沙在净水场2的底部堆积。

同样出于清沙的目的，本申请中在边岸护墙20的底部对应导渠D或集水构筑的位置均设有反冲沙孔，主要用于对导渠D入口位置处泥沙清理防止泥沙在入口处堆积，对流入的河水质量造成影响。

参考图1至图11，所示的采用人工滤层的制水工程构筑，施工过程中，首先根据工程应用及供水需求等目的，根据主流河道C和导渠D相对位置，依托河岸地形在主流河道C内构筑边岸护墙20及河内护墙21，并与拦河坝1相应合围形成净水区域2a。

之后，在净水区域2a内搭建安装架3，并根据净水区域2a的大小划定安装格30，并根据水流方向等对燕尾槽31的位置做出调整等，后方则根据安装格30的大小位置等，将多个净化单元40通过连接框体41相互固定构成一体式的净化模块4，并做好角度标识，最后将做好的净化模块4放入对应的安装格30中，并通过压紧块32进行顶部固定即可，而排沙组件5可在安装架3成型之后，即在底部对应各安装格30进行铺设，或者与净化模块4的安装同步施工，并不干涉。

使用过程中，主流河道C内的河水只能由净水场2底部的进水口2b进入净水区域2a内，从下往上漫，经过净化模块4的净化作用后，最终从边岸护墙20的顶部溢出进入导渠D或/和集水构筑内，达到水质净化、引水分流或净水存储的目的，同时斜管/斜板采用模块化施工模式，大大提高施工效率，同时也便于后期快速拆装进行清理或更换，且配合底部排沙组件5使用，可有效延长斜管/斜板的清理或更换周期，大大延长净水场2的整体使用寿命。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：包括设置在主流河道(C)内的拦河坝(1)，所述主流河道(C)的一侧设有导渠(D)或/和集水构筑，所述主流河道(C)内设有净水场(2)，所述净水场(2)位于导渠(D)的上游，所述净水场(2)包括边岸护墙(20)和河内护墙(21)，所述边岸护墙(20)、河内护墙(21)及拦河坝(1)合围形成净水区域(2a)，所述净水场(2)的底部设有进水口(2b)，所述边岸护墙(20)位于导渠(D)所在的一侧，且边岸护墙(20)的高度比河内护墙(21)低，所述河内护墙(21)高度比拦河坝(1)高；

所述净水区域(2a)内分布有净化模块(4)，所述净化模块(4)通过安装架(3)以可拆卸方式安装在净水区域(2a)内，并保持净化模块(4)与净水区域(2a)底部之间留有与进水口(2b)连通的径流层，所述安装架(3)的高度比边岸护墙(20)低，所述净化模块(4)包括至少一个净化单元(40)，所述净化单元(40)为斜管单元或/和斜板单元；

所述净化单元(40)内的斜管或/和斜板与水流方向夹角为30°～60°，所述主流河道(C)内的水经进水口(2b)进入净水区域(2a)底部的径流层，通过所述净化模块(4)后从边岸护墙(20)的顶部溢出并流入导渠(D)或集水构筑内。

2.根据权利要求1所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述净水区域(2a)底部对应各净化模块(4)的位置均设有排沙组件(5)，所述排沙组件(5)包括排沙管(50)，所述排沙管(50)沿主流河道(C)的水流方向设置，所述拦河坝(1)或/和河内护墙(21)上对应排沙管(50)下游端部位置设有排沙孔，所述排沙管(50)下游端部与对应的排沙孔相连，上游端部敞口。

3.根据权利要求1或2所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述边岸护墙(20)底部对应导渠(D)或集水构筑的位置设有反冲沙孔。

4.根据权利要求2所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述排沙管(50)的上游端部具有竖直朝上设置且呈喇叭状的积沙座(51)，所述积沙座(51)内壁上具有呈螺旋状蜿蜒分布的导出槽(510)，所述导出槽(510)上下两端敞口。

5.根据权利要求1或2或4所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述安装架(3)上均匀分布有安装格(30)，所述净化模块(4)位于安装格(30)内，安装架(3)顶部对应每个安装格(30)的位置均对称设置有燕尾槽(31)，所述燕尾槽(31)顶部敞口，所述净化模块(4)包括设置于所述净化单元(40)周向外侧的连接框体(41)，所述连接框体(41)上具有所述燕尾槽(31)配合的楔形凸台(42)。

6.根据权利要求5所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述安装架(3)上对应燕尾槽(31)的位置设有压紧块(32)，所述压紧块(32)的固定端与安装架(3)铰接，活动端可通过螺钉与安装架(3)固定连接，且当活动端与安装架(3)固定连接时，所述压紧块(32)位于燕尾槽(31)上方。

7.根据权利要求1或4所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述安装架(3)具有下层框体(33)，所述下层框体(33)具有呈经纬线铺设的承托架(34)，所述承托架(34)的缝隙大于斜管的孔径或/和斜板的间距，所述净化模块(4)支撑在所述承托架(34)上。

8.根据权利要求1或2或4所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述拦河坝(1)沿主流河道(C)的宽度方向设置，所述导渠(D)或集水构筑和净水区域(2a)均位于拦河坝(1)的上游，所述河内护墙(21)的底部通过支承桩(2c)形成架空结构，相邻支承桩(2c)之间的间隙构成所述进水口(2b)。

9.根据权利要求1或2或4所述的采用人工滤层的制水工程构筑，其特征在于：所述拦河坝(1)沿主流河道(C)的宽度方向设置，所述导渠(D)和净水区域(2a)均位于拦河坝(1)的下游，所述拦河坝(1)底部正对净水场(2)的位置设有与所述径流层连通的进水孔。

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