一种取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙及其整流方法与流程

本发明涉及一种取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙及其整流方法,属于水利工程设计技术领域。

背景技术：

预沉池是构成取水泵站的重要部分，其对于泥沙的固体颗粒悬浮物的沉降发挥着重要作用。当水流通过管道由水源地自流进入预沉池，水流中含有大量泥沙等固体颗粒悬浮物，为了尽可能使泥沙等固体颗粒悬浮物在预沉池中沉降下来，需要保证预沉池中水流流态平顺均匀，通常在预沉池前端设置穿孔花墙进行配水。

工程实践发现在预沉池中设置配水花墙之后，水流经过配水花墙，仍需要较长的调整，才能使预沉池内的水流流速变得均匀，而且配水花墙之后的水流，由于受到扰动，流态较差，影响预沉池内水流沉淀效果。

传统配水花墙穿孔一般为矩形，通过砖块堆砌而成，是用于减小进入平流沉淀池的水流流速的多孔墙。它使流量均匀地分布在进水截面上，从而减小对沉淀池的扰动。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种矩形和圆孔混合穿孔配水花墙布置的取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙及其整流方法，可以使预沉池内水流流速分布更加均匀平顺，提升泥沙等固体颗粒悬浮物的沉降效果。

本发明的目的是这样实现的，一种取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙，包括来流输水管道、预沉池，来流输水管道与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道流入预沉池内，其特征是：所述预沉池进口处布置有第一道配水花墙，预沉池内还设有第二道配水花墙，第二道配水花墙与第一道配水花墙之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道配水花墙、第二道配水花墙的高度均为预沉池宽度的0.56倍；

所述第一道配水花墙上设有若干第一穿水孔，所述第一穿水孔包括若干第一矩形孔和若干圆孔组成，若干第一矩形孔设置于第一道配水花墙的上半部分，最下面的第一矩形孔与第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.315倍，且第一矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第一矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.046倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍；若干圆孔设置于第一道配水花墙的下半部分，圆孔的直径为预沉池宽度的0.031倍，两相邻圆孔与圆孔之间的水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍，最下面的圆孔距离第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍；第一道配水花墙横向的两边均预留有0.023倍预沉池宽度的距离长度；

所述第二道配水花墙上设有若干第二穿水孔，所述第二穿水孔包括若干第二矩形孔，且第二矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第二矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.054倍，竖直间距为预沉池宽度的0.054倍；所述第二道配水花墙上最下面的第二矩形孔距离第二道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，且第二道配水花墙横向的两边均预留有0.027倍预沉池宽度的距离长度。

所述流输水管道的埋深小于预沉池的埋深。

一种取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙的整流方法，其特征是：包括来流输水管道、预沉池，来流输水管道与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道流入预沉池内，所述预沉池进口处布置有第一道配水花墙，预沉池内还设有第二道配水花墙，第二道配水花墙与第一道配水花墙之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道配水花墙、第二道配水花墙的高度均为预沉池宽度的0.56倍；

在第一道配水花墙上设有若干第一穿水孔，第一穿水孔包括若干第一矩形孔和若干圆孔组成，若干第一矩形孔设置于第一道配水花墙的上半部分，最下面的第一矩形孔与第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.315倍，且第一矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第一矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.046倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍；若干圆孔设置于第一道配水花墙的下半部分，圆孔的直径为预沉池宽度的0.031倍，两相邻圆孔与圆孔之间的水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍，最下面的圆孔距离第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍；第一道配水花墙横向的两边均预留有0.023倍预沉池宽度的距离长度；

在第二道配水花墙上设有若干第二穿水孔，所述第二穿水孔包括若干第二矩形孔，且第二矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第二矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.054倍，竖直间距为预沉池宽度的0.054倍；所述第二道配水花墙上最下面的第二矩形孔距离第二道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，且第二道配水花墙横向的两边均预留有0.027倍预沉池宽度的距离长度；

水流经来流水经来流输水管道流入预沉池内，水流在预沉池内依次穿过第一道配水花墙、第二道配水花墙，通过第一道配水花墙时，由于第一道配水花墙上的圆孔直径为预沉池宽度的0.031倍，两相邻圆孔与圆孔之间的水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍，最下面的圆孔距离第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，因此，第一道配水花墙的下半部的若干圆孔较稀疏，圆孔孔径较小，从而第一道配水花墙首先对冲击到第一道配水花墙下半部分的水流有着更好的阻挡作用；

由于第一道配水花墙上半部分布置第一矩形孔，最下面的第一矩形孔与第一道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.315倍，且第一矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第一矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.046倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍；因此，第一道配水花墙上半部分的第一矩形孔布置较为密集，有更大的开孔面积，从而流速较大，被第一道配水花墙下半部分面积较小的圆孔阻挡的水流会从第一道配水花墙上半部分的若干第一矩形孔流出，有效的均匀了来流上、下层的流速；

水流经过第一道配水花墙后，再流向第二道配水花墙，由于第二道配水花墙上第二穿水孔包括若干第二矩形孔，第二矩形孔的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第二矩形孔水平间距为预沉池宽度的0.054倍，竖直间距为预沉池宽度的0.054倍；所述第二道配水花墙上最下面的第二矩形孔距离第二道配水花墙的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，且第二道配水花墙横向的两边均预留有0.027倍预沉池宽度的距离长度；从而水流经第二道配水花墙布置普通的方形第二矩形孔，使得穿过第一道配水花墙后紊乱的水流在第二道配水花墙得以尽快的平顺下来，流速得到进一步降低，通过第一道配水花墙时流态的扰动也得以降低，水流更加平顺稳定，实现整流的效果。

所述流输水管道的埋深小于预沉池的埋深。

本发明结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本发明，布置了两道穿孔配水花墙，在预沉池进水口布置第一道配水花墙，在0.1倍预沉池长后布置第二道配水花墙。来流通过管道流出，一般管道埋深较低，穿过配水花墙的下层水流流速大于上层水流。本次发明中第一道花墙采用矩形和圆孔混合穿孔，在配水花墙下半部分布置圆形穿孔，从距离花墙底边0.038b(b为预沉池宽度)处进行开孔，花墙高度为0.56b,花墙横向两边预留0.023b,圆孔直径为0.031b，两圆孔水平间距为0.062b,竖直间距为0.046b。因为花墙下半部分流经的水流流速较大，本发明在下半部分布置开孔较稀疏，开孔面积相对较小的圆孔，使得配水花墙对首先冲击到花墙下半部分的来流有着更好的阻挡作用。同时，在配水花墙上半部分布置矩形穿孔，从距离花墙底边0.315b处开矩形孔，矩形穿孔长宽都为0.031b，花墙横向两边预留0.023b，两矩形穿孔水平间距为0.046b，竖直间距为0.046b。配水花墙上半部分的矩形穿孔布置较为密集，有更大的开孔面积，本次发明的配水花墙上下部分的开孔面积呈阶梯分布，因流速较大，圆孔开孔面积较小而被阻挡的水流会从上半部分的矩形穿孔流出，从而有效的均匀了来流上下层的流速，第二道配水花墙布置普通方形穿孔，从距离方形穿孔花墙底边0.038b处进行开孔，花墙横向两边预留0.027b。其中方形穿孔的边长为0.031b，两孔水平间距0.054b,竖直间距0.054b。经过第一道配水花墙对上下来流流速的均匀，第二道花墙布置普通的方形穿孔使得穿过第一道花墙后紊乱的水流在第二道花墙得以尽快的平顺下来，流速得到进一步降低，通过第一道花墙时流态的扰动也得以降低，水流更加平顺稳定。

本发明基于流体力学及空间几何学原理，针对传统配水花墙不能有效均衡来流上下层流速进行了创新，更有效的达到阻水及均匀流速的作用，提升了预沉池固体颗粒悬浮物的沉降效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明中第一道配水花墙结构示意图。

图3为本发明中第二道配水花墙结构示意图。

图中：1来流输水管道、2第一道配水花墙、3第二道配水花墙、4第一矩形孔、5圆孔、6第二矩形孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种取水泵站预沉曝气池的混合穿孔配水花墙，包括来流输水管道1、预沉池，来流输水管道1与预沉池的进口贯通，来流水经来流输水管道1流入预沉池内，预沉池进口处布置有第一道配水花墙2，预沉池内还设有第二道配水花墙3，第二道配水花墙3与第一道配水花墙2之间的距离为预沉池长度的0.1倍，第一道配水花墙2、第二道配水花墙3的高度均为预沉池宽度的0.56倍；

在第一道配水花墙2上设置若干第一穿水孔，第一穿水孔包括若干第一矩形孔4和若干圆孔5组成，若干第一矩形孔4设置于第一道配水花墙2的上半部分，最下面的第一矩形孔4与第一道配水花墙2的墙底边的距离为预沉池宽度的0.315倍，且第一矩形孔4的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第一矩形孔4水平间距为预沉池宽度的0.046倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍；若干圆孔5设置于第一道配水花墙2的下半部分，圆孔5的直径为预沉池宽度的0.031倍，两相邻圆孔5与圆孔5之间的水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍，最下面的圆孔5距离第一道配水花墙2的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍；第一道配水花墙2横向的两边均预留有0.023倍预沉池宽度的距离长度；

在第二道配水花墙3上设置若干第二穿水孔，第二穿水孔包括若干第二矩形孔6，且第二矩形孔6的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第二矩形孔6水平间距为预沉池宽度的0.054倍，竖直间距为预沉池宽度的0.054倍；第二道配水花墙3上最下面的第二矩形孔6距离第二道配水花墙3的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，且第二道配水花墙3横向的两边均预留有0.027倍预沉池宽度的距离长度；

使用时，水流经来流水经来流输水管道1流入预沉池内，水流在预沉池内依次穿过第一道配水花墙2、第二道配水花墙3，通过第一道配水花墙2时，由于第一道配水花墙2上的圆孔5直径为预沉池宽度的0.031倍，两相邻圆孔5与圆孔5之间的水平间距为预沉池宽度的0.062倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍，最下面的圆孔5距离第一道配水花墙2的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，因此，第一道配水花墙2的下半部的若干圆孔5较稀疏，圆孔5孔径较小，从而第一道配水花墙2首先对冲击到第一道配水花墙2下半部分的水流有着更好的阻挡作用；

由于第一道配水花墙2上半部分布置第一矩形孔4，最下面的第一矩形孔4与第一道配水花墙2的墙底边的距离为预沉池宽度的0.315倍，且第一矩形孔4的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第一矩形孔4水平间距为预沉池宽度的0.046倍，竖直间距为预沉池宽度的0.046倍；因此，第一道配水花墙2上半部分的第一矩形孔4布置较为密集，有更大的开孔面积，从而流速较大，被第一道配水花墙2下半部分面积较小的圆孔5阻挡的水流会从第一道配水花墙2上半部分的若干第一矩形孔4流出，有效的均匀了来流上、下层的流速；

水流经过第一道配水花墙2后，再流向第二道配水花墙3，由于第二道配水花墙3上第二穿水孔包括若干第二矩形孔6，第二矩形孔6的长和宽均为预沉池宽度的0.031倍，两相邻第二矩形孔6水平间距为预沉池宽度的0.054倍，竖直间距为预沉池宽度的0.054倍；所述第二道配水花墙3上最下面的第二矩形孔6距离第二道配水花墙3的墙底边的距离为预沉池宽度的0.038倍，且第二道配水花墙3横向的两边均预留有0.027倍预沉池宽度的距离长度；从而水流经第二道配水花墙3布置普通的方形第二矩形孔6，使得穿过第一道配水花墙2后紊乱的水流在第二道配水花墙3得以尽快的平顺下来，流速得到进一步降低，通过第一道配水花墙2时流态的扰动也得以降低，水流更加平顺稳定，实现整流的效果。

如附图中，我们可以设定b为预沉池宽度，l为预沉池长度，设置有第一矩形孔4、圆孔5的第一道配水花墙2布置在预沉池的水流流入前端，第一道配水花墙2的断面形状与预沉池的形状相同，且第二道配水花墙3与第一道配水花墙2之间的距离为0.1l。在第一道配水花墙2下半部分布置圆孔5，从距离第一道配水花墙2底边0.038b处进行开孔，第一道配水花墙2横向两边预留0.023b,圆孔5直径为0.031b，两圆孔5水平间距为0.062b,竖直间距为0.046b。在第一道配水花墙2上半部分布置第一矩形孔4，从距离第一道配水花墙2底边0.315b处开第一矩形孔4，第一矩形孔4长、宽都为0.031b，第一道配水花墙2横向两边预留0.023b，两第一矩形孔4水平间距为0.046b，竖直间距为0.046b。第二道配水花墙3布置在第一道配水花墙2后0.1倍预沉池长处，第二道配水花墙3布置普通方形第二矩形孔，从距离第二道配水花墙3底边0.038b处进行开第二矩形孔6，第二道配水花墙3横向两边预留0.027b。其中，第二矩形孔6的边长为0.031b，两孔水平间距0.054b,竖直间距0.054b。