长距标准断面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法与流程

本发明涉及长距标准断面自流渠，尤其是涉及长距标准断面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，工、农业用水量和生活用水量越来越大，水的供应量不足将严重制约国民经济的发展和影响人们的正常生活。因此，采取长距标准断面自流渠来调节丰水区域与缺水区域之间的用水平衡，是水利工程所采用的重要手段。在长距标准断面自流渠长年累月不间断运行过程中，渠道内势必存在泥沙、有机物积淤问题，究其产生的原因主要有以下几方面：1、水源地水体自带泥沙进入自流渠：受水源地自然客观条件的影响，存在悬浮泥沙，丰水期（雨季）泥沙含量较高，枯水期（旱季）泥沙含量相对较低，长期输水运行会将水源地的泥沙带入自流渠内；2、渠道的外部环境泥沙进入自流渠：自流渠长年累月不间断的运行， 受天气和气候的变化，刮大风时会有空气中的扬尘携带泥沙落入渠内；下大雨时会有雨水携带堤岸边的泥沙进入渠内。国内单条长距标准断面自流渠的明流段长度已经超过1100km，初步统计，每年由自流渠外部通过自流渠两岸渠堤和沿渠两侧空气中扬尘进入渠内的泥沙在数千乃至上万吨以上；3、有害污染物沉积在泥沙中污染水质：长度为1100 km的明流渠长期运行，难免存在小动物（老鼠、蛇、鱼、青蛙、水鸭）及鸟类的尸体沉积在渠底泥沙中，腐烂的有机物会对水质产生污染，影响调水和供水质量。因此，防止渠内泥沙大量淤积影响水利设施及水质的安全，对长距标准断面自流渠进行定期清理泥沙及沉淀物势在必行，但目前还未见诸有关报道清理泥沙及污染物的措施。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种长距标准断面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述长距标准断面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法，包括下述步骤：

第一步、根据所述自流渠所处的环境情况，计算渠内各典型断面的沉沙量，结合修建在自流渠道中节制闸的弧形闸门，确定聚能回旋加速清理泥沙的位置和数量；

第二步、在所述自流渠的渠底位于所述节制闸上游侧向下开挖布置渠内沉沙池，在自流渠外部布置渠外沉沙池，在节制闸的弧形闸门底坎下游侧布置聚能锥，所述聚能锥为喇叭口曲线型结构，源于聚能锥的特殊结构，聚能锥具有聚集水体动能的功能，聚能锥的大直径锥口为进水口并朝向上游侧设置；所述渠内沉沙池与聚能锥之间布置聚能回旋加速水管道，所述聚能回旋加速水管道的进水口与所述聚能锥连通而出水口位于渠内沉沙池内，聚能回旋加速水管道上设置回旋加速水管阀门；渠内沉沙池与渠外沉沙池之间通过拉沙管相连通，在位于拉沙管末端渠外沉沙池进口处设置拉沙管阀门；

第三步、渠底泥沙清理：

方式一：所述自流渠正常运行时，节制闸弧形闸门处于开启状态，回旋加速水管阀门和拉沙管阀门均关闭，自流渠内水体携带的泥沙沉积在渠内沉沙池内部；等待泥沙持续沉积达到一定数量时，打开拉沙管阀门，渠内沉沙池内的泥沙通过拉沙管排至渠外沉沙池内；

方式二：所述自流渠正常运行时，节制闸弧形闸门处于开启状态，回旋加速水管阀门和拉沙管阀门均关闭，自流渠内水体携带的泥沙沉积在渠内沉沙池内部；等待泥沙持续沉积达到一定数量时，操作节制闸弧形闸门使弧形闸门开度小于二分之一以下，然后打开拉沙管阀门和回旋加速水管阀门，由于弧形闸门开度减小，形成闸门前、后水位差，通过节制闸的上游来水水流速度加快、动能增加，经聚能锥聚能后，水流速度进一步加快、动能进一步增加，流入聚能回旋加速水管道内的水流进一步加速，聚能回旋加速水管道出口水流冲击渠内沉沙池内的泥沙，使得渠内沉沙池内的泥沙处于离散和半悬浮状态，泥沙很容易通过拉沙管排至渠外沉沙池内。

位于所述渠内沉沙池内的拉沙管进水口朝向上游侧设置，所述聚能回旋加速水管道的出水口朝向下游侧设置在渠内沉沙池内；所述聚能锥进水口的高程大于所述拉沙管的进水口高程。

所述聚能回旋加速水管道的中段管道位于所述长距标准断面自流渠外侧，且为水平延伸的弧形管道。

本发明优点在于实现长距标准断面自流渠不间断调水和供水的前提下，通过节制闸弧形闸门、聚能回旋加速水管阀门、拉沙管阀门的操作，不需要外部能源，利用渠内水流动自身的能量聚集清理渠内泥沙，防止渠内泥沙大量淤积影响水利设施的安全运行，拉沙过程排除泥沙中有害物质（污染的粉尘沙粒）、腐烂的有机物、小动物（老鼠、蛇、鱼、水鸭）及鸟类的尸体等，达到保障调水和供水的水质安全目的。同时还具有清理渠内泥沙操作方式简单、节约人力资源，运行维护工作量小的优点。

附图说明

图1是本发明清理泥沙设施的平面布置示意图。

图2是图1的A-A向剖视结构示意图。

图3是图2的I部放大结构示意图。

图4是图3的B-B向剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-4所示，本发明所述长距标准断面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法，包括下述步骤：

第一步、根据所述自流渠1所处的环境情况，计算渠内各典型断面的沉沙量，结合修建在自流渠道中节制闸的弧形闸门2，确定聚能回旋加速清理泥沙的位置和数量；

第二步、在自流渠1的渠底3位于节制闸上游侧向下开挖布置渠内沉沙池4，在自流渠1外部布置渠外沉沙池5，在节制闸的弧形闸门2底坎下游侧布置聚能锥6，聚能锥6为喇叭口曲线型结构，聚能锥6的大直径锥口为进水口并朝向上游侧设置；渠内沉沙池4与聚能锥6之间布置聚能回旋加速水管道7，聚能回旋加速水管道7的进水口与聚能锥6连通而出水口位于渠内沉沙池4内，聚能回旋加速水管道7的出水口朝向下游侧设置在渠内沉沙池4内；聚能回旋加速水管道7的中段管道为向自流渠1外侧水平延伸的弧段管道8，聚能回旋加速水管道7的弧段管道8上设置回旋加速水管阀门9；渠内沉沙池4与渠外沉沙池5之间通过拉沙管10相连通，拉沙管10进水口朝向上游侧设置在渠内沉沙池4内；拉沙管10位于渠外沉沙池5进口处设置拉沙管阀门11。

第三步、渠底泥沙清理：

方式一：自流渠1正常运行时，节制闸弧形闸门2处于开启状态，回旋加速水管阀门9和拉沙管阀门11均关闭，自流渠1内水体携带的泥沙沉积在渠内沉沙池4内部；等待泥沙持续沉积达到一定数量时，打开拉沙管阀门11，渠内沉沙池4内的泥沙通过拉沙管10排至渠外沉沙池5内。本方式清理渠内泥沙的特点为：泥沙清理的不干净、不彻底，清理泥沙耗费水量大，清理泥沙耗费时间长，但是不需要操作节制闸弧形闸门2。

方式二：自流渠1正常运行时，节制闸弧形闸2门处于开启状态，回旋加速水管阀门9和拉沙管阀门11均关闭，自流渠1内水体携带的泥沙沉积在渠内沉沙池4内部；等待泥沙持续沉积达到一定数量时，操作节制闸使弧形闸门2开度小于二分之一以下，（当然，弧形闸门2的开度越小，形成闸门前、后水位差，通过节制闸的上游来水水流速度加快、动能增加；）然后打开拉沙管阀门11和聚能回旋加速水管阀门9，由于弧形闸门2开度减小，通过节制闸的上游来水流速度加快动能增加，经聚能锥6聚能后，水流速度进一步加快、动能进一步增加，流入聚能回旋加速水管道7内的水流进一步加速冲击渠内沉沙池4内的泥沙，使得渠内沉沙池4内的泥沙处于离散和半悬浮状态并通过拉沙管10排至渠外沉沙池5内。本方式清理渠内泥沙的特点为：泥沙清理的比较干净，尤其是可以排除泥沙中有害物质（污染的粉尘沙粒）、腐烂的有机物、小动物（老鼠、蛇、鱼、青蛙、水鸭）及鸟类的尸体等，清理泥沙耗费水量小，清理泥沙耗费时间短。同时还具有清理渠内泥沙操作方式简单、节约人力资源，运行维护工作量小的优点。