一种新型水力驱动的水库清淤系统的制作方法

文档序号:15671615发布日期:2018-10-16 19:26阅读:228来源:国知局

本发明涉及水力驱动库区综合清淤系统,属于环境保护技术领域。



背景技术:

我国江河大多泥沙量大,所建水库淤积严重,在河流上修建水库后,由于水位抬高,流速减小,必然造成泥沙在水库中的淤积,泥沙淤积不仅会影响水库综合效益和使用寿命,而且还会使水库上游的淹没和浸没范围扩大,同时下泄清水会加剧下游河床的冲刷,水库泥沙淤积问题的处理,会影响到水库运行效益的正常发挥、水库有效库容及水库使用寿命,泥沙淤积问题给水利工程及河道带来了很多新问题。

近年来我国江河湖库的泥沙淤积情况日益严重,导致库容损失、水库安全和综合效益也不断减弱,使得寻求更节能、高效的减淤措施迫在眉睫,为了改善泥沙在库区淤积所带来的不利影响,利用汛期下泄洪水所蕴含的水力能量进行库区清淤,解决库区泥沙淤积问题,同时减少能源消耗,将是未来探讨处理泥沙淤积问题的一个途径。

本发明的构想,依据水力学、水利工程构造等基本原理,将传统坝体排沙系统与新型输沙结构相结合,近坝排沙和库区中远距离输沙相互补充,较传统清淤方法能大大提高清淤效率,并可有效减少库区清淤工作的能量消耗,减少资金投入,是一个值得推广的创新设计,有较好的经济和社会效益。



技术实现要素:

为了解决以上问题,本发明提供了一种新型水力驱动水库清淤系统,通过对坝体泄水坝段的设计改造,利用上下游水位差所产生的水能,将库区底部淤积泥沙扰动后吸入输沙管道排向坝体下游,实现库区清淤。

新型水力驱动水库清淤系统,包括泄水坝段1、坝体泄水孔2、输沙管道3、冲淤管道4、吸沙管道5、泥沙扰动装置进水管道6、泥沙扰动装置7、坝体排沙底孔8,在泄水坝段1防洪限制水位以下设置坝体泄水孔2,向下依次布置输沙管道3、泥沙扰动系统7,在坝体底部布置排沙底孔8,在输沙末端设有三通接口,垂直设置冲淤管道4,二者衔接处设有管道启闭开关,水平衔接输沙管道5,二者衔接处设有管道启闭开关,在泥沙扰动管道对应吸沙管道位置安装泥沙转轮叶片,末端泥沙扰动装置进水管道6倾斜伸向水面清水区,具体长度根据具体需要确定。

附图说明

图1是本发明的立体效果图。

图2是本发明的左视图。

图3是本发明的细部构造图。

图4是本发明的泥沙扰动装置细部构造图。

图中1、泄水坝段,2、坝体泄水孔,3、输沙管道,4、冲淤管道,5、吸沙管道,6、泥沙扰动装置进水管道,7、泥沙扰动装置,8、排沙底孔,9、吸沙(冲於)管段开关,10、吸沙头,11、扰沙叶片,12、扰动管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1~2所示,新型水力驱动水库清淤系统,包括1、泄水坝段,2、坝体泄水孔,3、输沙管道,4、冲淤管道,5、吸沙管道,6、泥沙扰动装置进水管道,7、泥沙扰动装置,8、排沙底孔。

泄水坝段1底宽为4m,高度为10m,坝顶宽度3m,坝段长度取8m,泄水孔2距坝顶3m,当坝体排水时,由水的能量平衡方程可以得到在泄水孔2与底孔8之间产生一个随水位上升逐渐增大的负压区,提供输沙、扰动能量,根据所需能量取输沙管道3距顶部4.5m,扰动管道12出口距上部输沙管道3间隔2m,排沙管道8设置在坝体底部,各管道直径取1m。

如图3所示,图3为细部构造图,坝体负压区产生后输沙管道3内水流开始流动,输沙管道3长度根据泥沙淤积位置而定,此时吸沙管段开关9开启,冲淤管段开关9闭合,泥浆通过吸沙头10进入吸沙管道5,随水流流向输沙管道3随管道排向下游。排沙即将结束时,吸沙管段开关9闭合,冲淤管段开关9开启,清水随冲淤管道4流入输沙管道3,完成管道的清淤工作。吸沙头10长度为0.5m,直径0.8m,冲淤管道4长度视清水区位置而定。

如图4所示,图4为扰动装置细部构造图,坝体负压区产生后扰动管道12内水流开始流动,水流通过泥沙扰动装置进水管道6流入,带动泥沙扰动装置7管内转轮转动,从而带动管外绞沙叶片11转动,绞动沉积泥沙,绞动后的泥沙与水混掺以泥浆形式吸入吸沙管道5。扰动管道12长度依据泥沙淤积位置而定,扰动装置7对应设置在吸沙管道5下部,绞沙叶片11长度取1m,扰动管道12进水口伸向清水区,长度依据实际情况而定。

本发明的积极意义在于,该系统充分利用库区原有水力资源进行其底部的清淤工作,弥补传统水力清淤水量消耗大缺点,减少机械清淤的耗能、耗资。



技术特征:

技术总结
本发明在坝体泄水坝段坝体冲沙底孔的基础上,设置了输沙管道、冲淤管道、吸沙管道、泥沙扰动装置进水管道、泥沙扰动装置。通过对坝体泄水坝段的重新布置,利用水力将库区淤积的泥沙扰动并吸取,通过与之相连的水平混凝土输沙管道,将泥沙输送到下游,该发明的应用,可充分利用汛期泄洪时库区原有水力资源,对库区淤积的泥沙进行有效清理,增加水库防洪和兴利库容,保证水库正常效益发挥和延长水库使用寿命,具有高效、节能等优点。

技术研发人员:陈艳;康伟杰;姚铭;孟晓雨;栾绍伦;刘谦;刘焕永
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:2017.03.28
技术公布日:2018.10.16
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