TW201335468A - 水中堆積物之吸引流送設備及異物之捕集方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種水中堆積物之吸引流送設備及異物之捕集方法，係從上方以網狀篩覆蓋吸引管之上方之水中堆積物的凹部全域，藉此可從吸引管之開口部吸引之水中堆積物會通過網狀篩而堆積在凹部內，另一方面藉由網狀篩捕集無法從吸引管之開口部吸引之異物。

Description

水中堆積物之吸引流送設備及異物之捕集方法

本發明係關於一種水庫或蓄水池等蓄水設施中之水中堆積物之吸引流送設備、及蓄水設施之水中堆積物之吸引流送中的異物之捕集方法。

在蓄留、流送流體之蓄水設施中，為了進行設施之維持，必須進行沈澱物或堆積物之排出去除作業。特別是，近年來水庫之淤砂問題嚴重，從維持水庫或蓄水池、用水池之利用容量或延長利用壽命的觀點來看，必須進行前述之有效率之處理。

對於上述社會要求，本發明人已提案有一種以往未知之革新性技術的方法及利用該方法之設備，該方法係藉由在水中之沈澱物、堆積物或集積物(以下統稱該等為「水中堆積物」)之中埋設附有開口之管，並且使上游端或上游部之開口部位於水中，並藉由隨著從位於上游端或上游部之水中的開口進入的水流入於管路內所產生之管路內的負壓，一邊將開口周圍之水中堆積物吸引至管內，一邊將其送出至出口(參照例如專利文獻1及2)。

藉此，不需要新的能量，即可廣範圍且有效率地將水庫等蓄水設施之水中堆積物予以排出。且不需要在進行敷設、 修補之際附隨於此作業之習知之大規模的施工或設備，且不需要選擇時期，即可容易地排出水中堆積物，且能以低成本進行有効率之排出。

在已提案之該方法、設備中，例如可在第5圖例示其概要。在吸引流送設備1中，係於水面W下，設有在下側具有開口部2a之吸引管2的開放端部2b突出於水中堆積物D之上方的水中，且連接於該吸引管2的排出管3係設置在下游。

在該設備中，係從吸引管2之開放端部2b及開口部2a吸引水中堆積物D，且流動至下游之排出管3而排出。此時，堆積於吸引管2之上部的水中堆積物D係一邊擂鉢狀地產生斜面崩塌，一邊在吸引管2之開口部2a的吸引點P被吸引。如第5圖中之箭頭所示，該吸引點P係依序自然地從吸引管2之上游側行進至下游側，擂鉢狀之斜面亦從上遊行進至下游而形成凹部。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2002-294677號公報

專利文獻2：日本特開2005-16294號公報

專利文獻1、2等之方法、設備雖係劃時代者，但依據本發明人之後的研究，發現更確實穩定地進行水中堆積物之吸引流送的課題。

亦即，在水庫或蓄水池等之蓄水設施中，漂流木、 石頭、大型垃圾等異物亦會隨著砂土流入。因此，例如異物之尺寸比吸引管2之開口部2a更大時，隨著吸引管2對水中堆積物D之吸引，會有被吸引之異物阻塞吸引管2之開口部2a之情形。此時，水中堆積物D之吸引效率會降低，甚至依情況亦可能發生水中堆積物D之吸引停止之事態。

就避免上述事態用之一個方法而言，例如亦可考慮在吸引管2之開口部2a附近設置格子狀之防護欄等，以捕集尺寸較大之異物。

然而，在吸引管2之開口部2a附近設置防護欄時，防護欄係必須要堅固地設計，俾不會壓扁吸引管2。亦即，防護欄係必須採用可支持阻塞在格子的異物、或因該異物而堆積在防護欄上之砂土之重量的素材、構造，因此難以抑制成本。

此外，在設置於水庫湖之湖底附近的吸引管2設置防護欄時，防護欄之設置位置係成為水深必然較深之位置。因此，防護欄之設置作業係必須潛水至水壓高之深處來進行，因此會有作業困難之問題。再者，滯留在防護欄上之異物的狀況確認或去除作業亦不容易在水深較深之位置進行。

如此，就在吸引管2之開口部2a附近將進入形成有擂鉢狀之凹部的區域之異物予以去除的方法而言，會有以上之問題。

本發明係鑑於上述情形而研創者，其目的在於獲致一種水中堆積物之吸引流送設備及異物之捕集方法，其係在貯留水中之異物進入擂鉢狀之凹部區域之前，藉由事前處理而在水深較淺之位置捕集，以確保水中堆積物之吸引連續性，且可低成本 且容易地抑制因異物所造成之吸引管阻塞，異物之確認或去除作業亦容易地改善。

本發明之吸引流送設備係為蓄水設施中之水中堆積物的吸引流送設備，其具備：吸引管，在下側設置有開口部；排出管，與該吸引管連接，且排出所吸引之水中堆積物；及網狀篩(screen)，可捕集無法從吸引管之開口部吸引之異物；使吸引管位於上游側，使排出管位於下游側，使吸引管之開放端部突出於比水中堆積物更上方之水中，並且從上方以網狀篩覆蓋吸引管上方之水中堆積物的凹部，藉此可從吸引管之開口部吸引之水中堆積物會通過網狀篩而堆積在凹部內，另一方面無法從吸引管之開口部吸引之異物係被網狀篩捕集，且藉由裝滿於吸引管之水從排出管之開放端部排出而產生的負壓，將堆積於凹部內之水中堆積物從吸引管之開放端部及開口部予以吸引，而從排出管排出。

在該吸引流送設備中，網狀篩較佳為由具有柔軟性之材料所形成。

在該吸引流送設備中，較佳為在網狀篩配設有浮具。

在該吸引流送設備中，較佳為在網狀篩中配設有固定構件。

本發明之異物捕集方法係蓄水設施之水中堆積物之吸引流送中的異物之捕集方法，其係在上游側配置有於下側具有開口部的吸引管，且在下游側配置有與該吸引管連接，用以排出所吸引之水中堆積物的排出管，使吸引管之開放端部突出於比水中堆積物更上方之水中，並且從上方以可捕集無法從吸引管之開 口部吸引之異物的網狀篩來覆蓋吸引管之上方之水中堆積物的凹部，藉此可從吸引管之開口部吸引之水中堆積物會通過網狀篩而堆積在凹部內，另一方面無法從吸引管之開口部吸引之異物係被網狀篩捕集。

依據本發明之吸引流送設備，係可低成本且容易地抑制因異物所造成之吸引管之阻塞，亦容易地進行異物之確認或去除作業。

1‧‧‧吸引流送設備

2‧‧‧吸引管

2a‧‧‧開口部

2b‧‧‧開放端部

3‧‧‧排出管

3a‧‧‧開放端部

4‧‧‧網狀篩

5‧‧‧固定構件

6‧‧‧浮具

D、D1、D2‧‧‧水中堆積物

H‧‧‧凹部

T‧‧‧堤體

M‧‧‧異物

W‧‧‧水面

第1圖係例示本發明之吸引流送設備之一實施形態之側剖面的概要圖，且例示在凹部未堆積水中堆積物之狀態。

第2圖係例示本發明之吸引流送設備之一實施形態之從上方觀看的概要圖。

第3圖係例示本發明之吸引流送設備之一實施形態之側剖面的概要圖，且例示在凹部堆積水中堆積物且捕集異物之狀態。

第4圖係在第2圖之A-A’箭頭剖面中，例示在凹部堆積水中堆積物且捕集異物之狀態。

第5圖係例示本發明人已提案之以吸引流送設備吸引水中堆積物之狀態的概要圖。

依據第1圖之側剖面的概要圖、第2圖之從上方觀看之概要圖，說明本發明之吸引流送設備的一實施形態。

吸引流送設備1係為在多目的水庫、防砂水庫、蓄 水池等蓄水設施中之水面W下中吸引、排出水中堆積物D者。該吸引流送設備1係具有吸引管2、與該吸引管2連接之排出管3、及網狀篩4。

吸引管2係位於上游側。吸引管2之剖面形狀係可適當地設計成圓形、方形等之形狀。在吸引管2之周圍雖存在有水中堆積物D，但在上方並未堆積水中堆積物，而形成有凹部H。吸引管2之開放端部2b係設計成恆常突出於水中堆積物之上方的水中之狀態。

在吸引管2之下側設置有複數個開口部2a。開口部2a係可連續地或繼續地設置，開口部2a之形狀係可適當設計成圓形、方形、橢圓形等形狀。

此外，吸引管2之直徑、開口部2a之大小、數量、開口部2a彼此之間隔等，係可在能進行水中堆積物D之連續性吸引的範圍內適當地設計。具體而言，從吸引效率等之觀點來看，可考慮例如本發明人已申請之日本特開2005-16294號公報之內容。

吸引管2之材料係可適當使用鋼管、內襯鋼管、鑄鐵管等金屬、氯乙烯或高密度聚乙烯等各種高分子材料等。

排出管3係與吸引管2連接，且位於吸引管2之下游。此外，排出管3係通過水庫或水壩等之堤體T內，而以使開放端部3a位於堤體T之外側之方式配置。排出管3之剖面形狀係與吸引管2之剖面形狀同樣地，可適當地設計成圓形、方形等形狀。

排出管3之材料係可適當使用鋼管、內襯鋼管、鑄 鐵管等金屬、氯乙烯或高密度聚乙烯等各種高分子材料等。

網狀篩4係在吸引管2之上方的水面W附近，從上方覆蓋擂鉢狀之凹部H。網狀篩4係可使用將線材或繩索等具柔軟性之繩狀的材料編織成網眼狀者。

網狀篩4係可考慮隨著以吸引管2對水中堆積物D之吸引而形成之擂鉢狀的凹部H之區域，而使用可覆蓋該擂鉢狀的凹部H之大小者。具體而言，網狀篩4較佳為可覆蓋擂鉢狀的凹部H之全域者，但考慮到砂土往凹部H之流動等，亦可為覆蓋擂鉢狀的凹部H之大致全域或局部區域者。

網狀篩4之網眼的大小係設計成可捕集有阻塞吸引管2之開口部2a之虞之尺寸的異物M(第3圖及第4圖所示)之大小。在此，「異物」係指難以從吸引管2之開口部2a吸引，且有阻塞吸引管2之開口部2a之虞的漂流木、廢棄物、石頭、垃圾等。

在網狀篩4中，遍及其外周部之全周配設有複數個固定構件5。藉由固定構件5而確實地固定網狀篩4，以覆蓋水中堆積物D之擂鉢狀的凹部H整體，且抑制浮遊、移動等。就固定構件5而言，較佳為可例示例如錨或錘等。

在網狀篩4配設有浮具(floater)6。浮具6之配設數、配設位置雖可適當設計，但較佳為例如配設複數個在網狀篩4之中央附近。藉由配設浮具6，可更確實地將網狀篩4保持在水深較淺之位置。

接著，除了第1圖及第2圖以外，以第3圖及第4圖說明本發明之以吸引流送設備1進行之水中堆積物D的吸引與排出、及貯留水中之異物M的捕集。

第3圖係例示本發明之吸引流送設備之一實施形態之側剖面的概要圖，且例示在凹部堆積水中堆積物且捕集有異物之狀態。第4圖係在第2圖之A-A’箭頭剖面中，例示在凹部堆積水中堆積物且捕集有異物之狀態。

如第1圖及第2圖所例示，吸引流送設備1係將吸引管2及排出管3設置在擂鉢狀的凹部H之底部。網狀篩4係從上方覆蓋擂鉢狀的凹部H全域，且保持在吸引管2之更上方之水深較淺的位置。

再者，當砂土等流入水庫湖等蓄水設施時，如第3圖、第4圖所例示，砂土等中之可從吸引管2之開口部2a吸引者，係通過網狀篩而作為水中堆積物D2堆積在凹部H內。此時，吸引管2之開放端部2b係突出於水中堆積物D1、D2之上方的水中，而且吸引管2之除了開放端部2b附近以外之區域係埋設在堆積於凹部H內的水中堆積物D2。另一方面，無法從吸引管2之開口部2a吸引且有阻塞之虞的異物M係無法通過網狀篩4而被捕集。因此，在堆積於凹部H之區域內的水中堆積物D2中，並未存在無法以吸引管2吸引之形狀、大小的異物M。

此外，藉由使裝滿在吸引管2內之水從排出管3之開放端部3a排出，而在吸引管2及排出管3內產生負壓。藉由該負壓，從吸引管2之開放端部2b及開口部2a堆積於凹部H之區域內的水中堆積物D2會被吸引而從排出管3排出。亦即，藉由使水流動於吸引管2及排出管3內，會從吸引管2之開放端部2b及位在上游側之水中的開口部2a開始吸入水，且吸引管2及排出管3內會成為比周圍之靜流體壓更低之低壓，因此水中堆積物D2 會依序沿著吸引管2之開口部2a被吸引，而從排出管3排出。如此，會連續地產生水中堆積物D2之吸引與排出。

就用以使水中堆積物D2從排出管3排出之水的流動產生的能量而言，較佳為利用湖內外之水頭差的虹吸作用(siphon action)所產生者。此時，亦可併用泵等之外部能量，並利用來自泵之水流在吸引管2及排出管3內製作出水之流動。

隨著因水中堆積物D2之吸引而使吸引管2內之水中堆積物D2的濃度變高，管路之阻力會增加，流速會下降，吸引力會降低，結果造成吸引管2內之水中堆積物D2的濃度之稀釋。相反地，吸引管2內之水中堆積物D2的濃度較低時，由於流速快且吸引力大，因此吸引管2內之水中堆積物D2的濃度會隨此而變高。因此，依據吸引流送設備1，在不使用任何之控制設備的情形下，遍及吸引管2之全長而自動調節吸引力。

如此，以吸引流送設備1進行水中堆積物D之吸引、排出時，如第3圖中之虛線所例示，堆積於凹部H之區域內的吸引管2之上方的水中堆積物D2係一面擂鉢狀地產生斜面崩塌，一邊被使擂鉢狀之凹部H從上游側擴大至下游側(第3圖中之箭頭方向)。擂鉢狀之凹部H係對應吸引管2之長度而廣範圍地形成，且再度成為第1圖例示之狀態。

此外，即使藉由吸引流送設備1進行水中堆積物D2之吸引、排出，異物M亦會成為捕集於網狀篩4之狀態，且在堆積於凹部H之區域內的水中堆積物D2中，在吸引管2並未存在有無法吸引之異物M。因此，吸引管2之開口部2a不會因異物M而被阻塞，而確實地維持以吸引管2對水中堆積物D2之吸引及 將水中堆積物D2從排出管3排出之連續性。

再者，網狀篩4係保持在吸引管2之更上方之水深較淺的位置。在網狀篩4配設有浮具6時，網狀篩4係藉由浮具6之浮力而更確實地保持在水深較淺之位置。

在水深較深之位置中，雖要求可承受異物M、或因異物M而堆積之水中堆積物的重量之堅固構造，但該吸引流送設備1之網狀篩4係配設在水深較淺之位置且僅捕集異物M。可藉由吸引管2而吸引之砂土等係通過網狀篩4而作為水中堆積物D2堆積在擂鉢狀的凹部H，然後被吸引管2所吸引。因此，網狀篩4無須為堅固者，且能以線材或繩索等柔軟廉價之材料所形成，因此可將製造成本抑制為較低。

此外，由於網狀篩4位於水深較淺之位置，因此容易地進行被捕集之異物M的確認作業，且可容易且適當地判斷實施異物M之去除、回收作業的時期。

再者，由於網狀篩4位於水深較淺之位置，因此容易地進行異物M之去除作業。具體而言，例如藉由機械將網狀篩4捲上或拉上至陸地上，即可回收網狀篩4與被捕集之異物M。由於因異物M或異物M而堆積之水中堆積物之重量所產生的影響較少，因此可容易地進行捲上或拉上網狀篩4之作業。然後，在從網狀篩4去除所捕集之異物M後，可再度將網狀篩4設置在吸引管2之上方。亦可容易地進行網狀篩4之再設置。

此外，人亦可直接去除網狀篩4所捕集之異物M。在此情形下，由於可在水深較淺之位置進行去除作業，因此水壓之影響較少，作業亦容易。

設置網狀篩4之時期，較佳為在水中堆積物D2堆積於吸引管2之上方的凹部內之前。具體而言，例如在水中堆積物D2堆積於吸引管2之上方之前之形成有擂鉢狀的凹部H之狀態(第1圖例示之狀態)下，較佳為藉由錨等固定構件5將網狀篩4固定於凹部H之外周而從上方覆蓋凹部H全域，而成為藉由浮具6使網狀篩4之中央區域浮遊之狀態。藉此，如第3圖、第4圖所例示，可從吸引管2吸引之砂土等雖係通過網狀篩4而作為水中堆積物D2堆積在吸引管2之上方的凹部H內，但無法以吸引管2吸引之異物M係可事前捕集在網狀篩4上。並且，藉由吸引管2吸引未存在有異物M之水中堆積物D2，而再度成為第1圖例示之形成有擂鉢狀的凹部H之狀態，然後例如可在回收網狀篩4並去除異物M且水中堆積物D再度堆積於吸引管2之上方之凹部H內之前，可在凹部H設置網狀篩4。

本發明之吸引流送設備並非限定於以上之形態，可有各種之態樣。例如，吸引管、排出管之敷設形狀並不限定於直線，亦可任意地作成為蛇行狀。此外，亦可在途中使吸引管分歧，而敷設複數支。再者，亦可在吸引管及排出管設置用以調整管內之壓力的取水管等。

1‧‧‧吸引流送設備

2‧‧‧吸引管

2a‧‧‧開口部

2b‧‧‧開放端部

3‧‧‧排出管

3a‧‧‧開放端部

4‧‧‧網狀篩

5‧‧‧固定構件

6‧‧‧浮具

D1‧‧‧水中堆積物

H‧‧‧凹部

T‧‧‧堤體

W‧‧‧水面

Claims (5)

1. 一種吸引流送設備，係為蓄水設施中之水中堆積物的吸引流送設備，其具備：吸引管，在下側設置有開口部；排出管，與該吸引管連接，且排出所吸引之水中堆積物；及網狀篩，可捕集無法從吸引管之開口部吸引之異物；該吸引流送設備係使吸引管位於上游側，使排出管位於下游側，使吸引管之開放端部突出於比水中堆積物更上方之水中，並且從上方以網狀篩覆蓋吸引管之上方之水中堆積物的凹部，藉此可從吸引管之開口部吸引之水中堆積物會通過網狀篩而堆積在凹部內，另一方面無法從吸引管之開口部吸引之異物係被網狀篩捕集，藉由裝滿於吸引管之水從排出管之開放端部排出而產生的負壓，將堆積於凹部內之水中堆積物從吸引管之開放端部及開口部予以吸引，而從排出管排出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之吸引流送設備，其中，網狀篩係由具有柔軟性之材料所形成。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之吸引流送設備，其中，在網狀篩配設有浮具。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之吸引流送設備，其中，在網狀篩中配設有固定構件。
5. 一種異物捕集方法，係蓄水設施之水中堆積物之吸引流送中的 異物之捕集方法，其係在上游側配置有於下側具有開口部的吸引管，且在下游側配置有與該吸引管連接並用以排出所吸引之水中堆積物的排出管，使吸引管之開放端部突出於比水中堆積物更上方之水中，並且從上方以可捕集無法從吸引管之開口部吸引之異物的網狀篩來覆蓋吸引管之上方之水中堆積物的凹部，藉此可從吸引管之開口部吸引之水中堆積物會通過網狀篩而堆積在凹部內，另一方面無法從吸引管之開口部吸引之異物係被網狀篩捕集。