一种新型沉沙槽式取水枢纽束水导墙结构的制作方法

本实用新型涉及水利水电工程中沉沙槽的应用，尤其是改善沉沙槽内水流流态，进而达到改善水流挟沙能力，提高沉沙槽的拉沙效果。

背景技术：

水电站的进水口的取水防沙关系到水电站正常运行以及实际效益。沉沙槽式引水枢纽就是一种典型的依靠河流中的水流来对淤积的泥沙进行清理的枢纽形式。沉沙槽式引水枢纽是一种常见的“侧面引水，正面排沙”的引水枢纽形式，由于其布置和结构简单、施工容易、造价较低等优点并且拥有一定的防沙能力，在我国低水头水电站取水防沙得到了广泛的应用。沉沙槽式取水枢纽利用进水口前的沉沙槽使水流中的粗粒泥沙下沉，再利用冲沙闸进行冲沙，从而达到取水防沙的目的。

目前对于沉沙槽的改进主要有以下几个方面：一、加大沉沙槽及冲沙闸尺寸，采用弧形沉沙槽，槽内增设潜没分水墙、导沙坎等以改变水流结构，提高防沙效果。二、合理选择进水闸与拦河建筑物之间的夹角，一般使进槽水流与进闸水流成30°～60°角，以减弱引水时产生的环流强度。三、在沉沙槽内增设冲沙管或冲沙廊道，使引水与冲沙同时进行。四、为结合泄洪要求，将壅水坝全部或大部分改为拦河闸，以利冲刷上游淤沙，稳定主流。

对于低水头水电站而言，采用以上优化方案并不能完全解决沉沙槽内流态问题，而且对于沉沙槽的拉沙效果不够明显，因此需要进一步深入研究沉沙槽的结构型式优化，提出一种更好的沉沙槽结构优化方案，对于改善沉沙槽内的流态，从而改善沉沙槽的拉沙效果，保证泥沙不会在库区淤积进而影响电站的运行和经济效益具有重要意义。

技术实现要素：

影响沉沙槽拉沙效果的原因主要在于两个方面：一、冲沙闸内水流的流速，提高冲沙闸内水流的流速，能明显增强水流的冲沙能力；二、沉沙槽底部水流的流速和紊动，增大沉沙槽底部水流的流速和紊动，能有效带动沉沙槽内泥沙颗粒。本实用新型所要解决的正是提供一种有效增大冲沙闸内的流速和沉沙槽底部水流流速和紊动的方案。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种新型沉沙槽式取水枢纽束水导墙结构，它包括进水闸板，所述多个进水闸板并列形成进水口，多个进水闸板的顶部通过横梁固定相连，在进水口的出水口设置有沉沙槽，与进水闸板相垂直的位置设置有多个冲沙闸闸墩，在沉沙槽渠首且位于第一个冲沙闸闸墩的位置增设有束水导墙，所述束水导墙一直水平延伸至电站进水口的中点位置与弧形拦沙坎构成沉沙槽，所述拦沙坎与最外侧的进水闸板相连，所述多个冲沙闸闸墩之间形成冲沙闸闸室。

所述束水导墙的高度根据水流条件确定，低于冲沙闸内最低水深0.5m。

所述束水导墙两侧坡度与冲沙闸闸墩一致，束水导墙的迎水面为半圆形，直径为束水导墙的宽度。

本实用新型通过在沉沙槽内增设束水导墙，使沉沙槽的防沙能力得到的提升主要体现在以下几点：

1、束水导墙的高度虽然低于水面，但能够挡住冲沙闸闸室内淤积的泥沙，防止泥沙进入电站进水口；

2、束水导墙的迎水面为半圆形，使进入电站进水口的水流分流，使冲沙闸内水流更为集中，提高了水流流速；

3、束水导墙的长度使部分水流只有在翻越束水导墙之后才能进入电站进水口，使水流在沉沙槽内呈现出螺旋流特性向前运动，提高了水流的紊动，使水流的挟沙能力得到显著提升。

所以，在沉沙槽内冲沙闸闸墩前增设束水导墙，对改善冲沙闸内的流速和沉沙槽内的底部流速和紊动作用明显，能提高沉沙槽的拉沙能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的束水导墙结构设计图。

图2为本实用新型束水导墙冲沙前后效果对比图。

图3为本实用新型改善束水导墙结构形式后进水渠水流流态图。

图中：束水导墙1、沉沙槽2、拦沙坎3、进水口4、冲沙闸闸墩5、沙闸闸室6、进水闸板7、横梁8。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1，一种新型沉沙槽式取水枢纽束水导墙结构，它包括进水闸板7，所述多个进水闸板7并列形成进水口4，多个进水闸板7的顶部通过横梁8固定相连，在进水口4的出水口设置有沉沙槽2，与进水闸板7相垂直的位置设置有多个冲沙闸闸墩5，在沉沙槽渠首且位于第一个冲沙闸闸墩5的位置增设有束水导墙1，所述束水导墙1一直水平延伸至电站进水口的中点位置与弧形拦沙坎3构成沉沙槽2，所述拦沙坎3与最外侧的进水闸板7相连，所述多个冲沙闸闸墩5之间形成冲沙闸闸室6。

进一步的，所述束水导墙1的高度根据水流条件确定，低于冲沙闸内最低水深0.5m。

进一步的，所述束水导墙1两侧坡度与冲沙闸闸墩5一致，束水导墙1的迎水面为半圆形，直径为束水导墙1的宽度。

如图2，为试验过程中束水导墙冲沙前后效果对比图，其中图a为束水导墙冲沙前照片，图b为束水导墙冲沙后照片，很明显通过增设束水导墙之后，使冲沙闸内的泥沙无法越过束水导墙进入电站进水口，同时增大了冲沙闸内水流流速。而且束水导墙外的水流翻越束水导墙后，呈现出螺旋流特性向前运动，而正是这种强烈的螺旋式流动将沉积在沉沙槽底部的沉沙带走，提高了沉沙槽内水流的挟沙能力。

如图3，为改善束水墙结构形式后进水渠水流流态图。通过图3可以看出束水导墙外的水流翻越束水导墙后，呈现出螺旋流特性向前运动，而正是这种强烈的螺旋式流动将沉积在沉沙槽底部的沉沙带走，提高了沉沙槽内水流的挟沙能力。

本实用新型工作过程和工作原理：

在冲沙闸闸墩上增设束水导墙可应用于沉沙槽式取水枢纽，针对低水头水电站流速不够的工程，通过增设束水导墙而优化沉沙槽结构这一方法更可以有效地改善沉沙槽拉沙能力。

增设的束水导墙布置于沉沙槽渠首、冲沙闸靠近进水口第一个闸墩前端，束水导墙的高度根据水流条件确定，要求低于冲沙闸内最低水深0.5m。束水导墙长度一直水平延伸至电站进水口的中点位置，与弧形拦沙坎构成沉沙槽。束水导墙两侧坡度与冲沙闸闸墩一致，束水导墙的迎水面为半圆形，直径为束水导墙的宽度。束水导墙的束水作用十分明显，增设束水导墙之后，使冲沙闸内的泥沙无法越过束水导墙进入电站进水口，同时增大了冲沙闸内水流流速。而且束水导墙外的水流翻越束水导墙后，呈现出螺旋流特性向前运动，而正是这种强烈的螺旋式流动将沉积在沉沙槽底部的沉沙带走，提高了沉沙槽内水流的挟沙能力。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。