一种水利河道清理子母船及清理方法

本发明涉及河道清理，特别是指一种水利河道清理子母船及清理方法。

背景技术：

1、当前用于输水的水利河道多为梯形截面，如南水北调引水河道等，河道底部和侧壁经过混凝土硬化，长期输水过程中，河道底部及侧壁会沉积大量泥沙及沉积大量其他有机物，另外输水过程中，上游水体中的藻类会随水流沿河道流动，长期不对河底沉积的泥沙及有机物进行清理容易导致藻类大量繁殖，影响水质。输水河道的水体多用于生产生活，对水质要求较高，因此河道中沉积的泥沙和有机物需要经常的清理，对沿水体流动的藻类需要进行整治。

2、公开号为cn103669450a的中国发明专利公开了一种使用方便高效的多功能河道清理船，包括船体，船头上设有挖掘机上车，船尾并列设有两个定位装置，所述挖掘机上车上可拆卸地设有清理装置。该方案中，对河道的清理主要依靠挖掘机上车进行挖掘，该方案适合野外河道的清淤，在对水利河道清理时容易破坏河道硬底。公开号为cn116556458a的中国发明专利公开了一种绞吸式河道清淤船、公开号为cn114396092a的中国发明专利公开了一种具有自动调节功能的自航耙吸式挖泥船耙头，上述方案均存在无法对河道侧壁进行清理的现象。现有的qh2005型小型耙吸式挖泥船既存在无法对河道侧壁清理现象，又存在容易破坏硬底河道的现象。

3、并且现有技术中的清理船只在对河道进行清理时，随着绞吸动作或耙吸动作，会在水体内激荡起较多泥沙等沉积物，并被水流冲刷，从而使得水体出现浑浊现象，浑浊的水体随水流持续流向下游，将在短时间内使得水质情况出现较大波动，影响下游生产和生活用水水质稳定。

4、另外，现有的河道清理船多采用耙吸或绞吸的形式，此两种方式适合自然河道清理，在对硬化后的水利河道清理时耙吸或绞吸的刀头会与河道硬化的底面碰撞造成损坏，因此其在清理时需要保持刀头与底板的距离，从而导致存在清洁死角，导致清理不彻底现象。且其无法对河道的斜坡的沉积物清理，因此常规清理船不适用水利河道的清理。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种水利河道清理子母船及清理方法，解决了现有技术中利用现有河道清理船在对输水的水利河道清理时会导致沉积物激荡造成水体浑浊使得水质下降的问题，以及解决现有河道清理船对硬底河道沉积物清理不彻底的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种水利河道清理子母船，包括母体和子体，母体和子体之间通过牵引装置相连接。母体包括内设空腔的底仓和顶仓，底仓和顶仓之间通过插接导向机构相连接，底仓与顶仓上配合设有挡水囊组件，顶仓上设有配重囊组件，底仓和顶仓内部的空腔均与充放气系统相连接，挡水囊组件、配重囊组件、空腔均与充排水系统相连接；顶仓上设有相连接的溢流结构和第一过滤组件。子体包括与牵引装置相连接的主耙，主耙两端均可调连接有副刮体，主耙上设有输送组件，输送组件与设置在顶仓上的第二过滤组件相连接，第二过滤组件与排沙组件相配合。

3、优选的，所述底仓和顶仓上均对应设有若干船舱隔槽，船舱隔槽将底仓和顶仓内部的空腔分割成若干密封室；插接导向机构包括中部垫架，中部垫架两侧均设有插接隔板，两侧的插接隔板分别与顶仓和底仓上的船舱隔槽滑动插接配合，中部垫架两侧均设有伸缩导杆且分别通过伸缩导杆与顶仓和底仓相连接。

4、优选的，所述挡水囊组件包括折叠囊体，折叠囊体设置在底仓和顶仓之间且分别与密封室对应，顶仓两侧壁上设置有若干凹槽，凹槽上设置有伸缩囊体；配重囊组件包括固定设置在顶仓顶部的配重囊。

5、优选的，所述充放气系统包括固定设在顶仓上的气泵，气泵通过输气管与密封室相连接，密封室顶部设有出气口；所述充排水系统包括输水管，输水管上设置有水泵，输水管分别与密封室、折叠囊体、伸缩囊体、配重囊组件相连通，密封室上设有出水管。

6、优选的，所述主耙包括主耙体，两个副刮体分别铰接在主耙体两端，主耙体上转动设有双向丝杠，双向丝杠与设置在主耙体上的第一驱动电机传动连接，双向丝杠的两个传动部上均螺纹传动设有滑块，滑块与连杆一端铰接，连杆另一端与副刮体铰接，从而通过第一驱动电机能够控制两个副刮体相对主耙体的开合角度；主耙体和副刮体前端均设有弧形刮槽，主耙体的弧形刮槽内转动设有螺旋输送轴且螺旋输送轴与设在主耙体上的第二驱动电机传动连接。

7、优选的，所述输送组件包括固定设置在主耙体上且前端与螺旋输送轴对应的导向收集罩，导向收集罩的后端设置有绞吸泵，绞吸泵的输出端通过输泥管与第二过滤组件相连接。

8、优选的，所述第二过滤组件包括转动设在顶仓上的滚筒筛，所述滚筒筛设有至少两层嵌套设置的筛网，相邻筛网之间留有间隙，且内圈的筛网密度小于外圈筛网密度。

9、优选的，所述排沙组件包括可伸缩带式输送机，可伸缩带式输送机固定设在顶仓尾部且与滚筒筛的出口端相对应；所述牵引装置包括固定设在底仓前端的卷扬机，卷扬机的牵引绳与主耙体相连接。

10、优选的，所述溢流结构包括固定设置在顶仓顶部的溢流道，第一过滤组件包括若干长条状框形滤网，长条状框形滤网分别与溢流道、滚筒筛对应设置，顶仓上设置有新网存储架和旧网存储架。

11、一种水利河道清理方法，采用如上所述的水利河道清理子母船，包括以下步骤：

12、s1：母体通过牵引装置释放子体，使子体的主耙与河道底面接触，并调节副刮体使副刮体与河道侧壁接触。

13、s2：移动母体，使牵引装置母体处于远离子体的位置，随后利用充排水系统向顶仓和底仓的空腔内充水，同时向挡水囊组件内充水，随着挡水囊组件扩张，在插接导向机构的导向作用下顶仓和底仓竖向间距变大，同时与顶仓和底仓共同形成梯型的挡水坝体，最后向配重囊组件内充水，使母体的整体重量增加而下沉至河道底部，形成对河道的拦截。

14、s3：牵引装置收缩将子体拉向母体，随着子体移动主耙工作将河道底面的沉积物刮起、副刮体将河道侧壁的沉积物刮起，并将刮起的沉积物经过输送组件输送至第二过滤组件上。

15、s4：第二过滤组件工作，持续对沉积物进行脱水，沉积物被脱水后经过排沙组件排至河道外；同时随着河道被母体拦截，上游水流经过溢流结构溢流至第一过滤组件，第一过滤组件持续对水流进行过滤并排放至下游。

16、s5：清理完成，牵引装置将子体收回至靠近母体处，随后利用充排水系统将配重囊组件、挡水囊组件内的存水排出，利用充放气系统向顶仓和底仓的空腔内充入空气从而将空腔内水排出，使母体上浮以便后续整体移动。

17、本发明的有益效果：

18、1：本发明通过对待清理河段分段治理，利用母体充水膨胀下沉，将河道拦截，降低河道下层水体流速，从而减轻子体进行沉积物清理动作时激荡起的沉积物的量和造成水体污染的程度，进而降低因清理过程对水体水质的影响，达到避免清理过程短时间范围内造成水质情况急剧波动现象的目的。具体通过在母体上设置底仓和顶仓，并在底仓和顶仓之间挡水囊组件，充排水系统和充放气系统结合，能够灵活、精准控制母体的重量、体积，在充水后扩张，形成与水利河道形状匹配的挡水坝体，进一步通过设置配重囊组件，能够增加母体整体重力，使母体下沉至河道底部并增加母体与河道的摩擦力从而将河道拦截。解决了现有技术中利用现有河道清理船在对输水的水利河道清理时会导致沉积物激荡造成水体浑浊使得水质下降的问题。

19、2：进一步通过设置溢流结构，使得拦截状态下河道内上层水流水位升高时能够以溢流方式越过母体，经溢流结构流出至第一过滤组件上，实现对水流的过滤，滤除被激荡起的沉积物，同时滤除河道水体内的水藻，进一步达到对水体过滤、生态治理的作用，提高水体质量。

20、3：通过设置主耙，能够沉入河道底部，在牵引装置的作用下沿河道移动对河道底部清理，设置副刮体，能够对河道侧壁的沉积物进行刮除，刮落的沉积物落在河道底部，主耙将河道底部的沉积物收集，并通过主耙上的输送组件将沉积物输送至第二过滤组件上，第二过滤组件对含水量较高的沉积物进行水分减除，并经过排沙组件排出至河道外。解决现有河道清理船对硬底河道沉积物清理不彻底的问题。

21、4：能够利用本方法对待清理河道分段进行拦截、清理，清洁过程对水质影响较小，且清理更加彻底。