专利名称：扰沙系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及调水调沙技术，尤其涉及一种扰沙系统。
背景技术：
自古以来，"水少沙多，水沙不平衡"成为黄河水患的根源，黄河每年
携带16亿吨泥沙进入下游，其中有4亿吨淤积在下游河床，使之以每年平均 IO厘米的速度抬升，目前下游河床平均高出临河地面4-6米，形成了举世 闻名的"地上悬河"。
针对黄河的实际情况，近年来，我国提出了 "调水调沙，，的治理措施， 即借助河水已有的动能，辅以人工扰动河床泥沙，实现河床下切，从而最大 限度输沙入海。其中人工扰动河床泥沙主要采用装载有空气压缩机和高压喷 嘴的扰沙船，在离泥沙淤积面0. 5米左右的上方实施高压冲击，将该区域淤 积泥沙充分扰动起来。此种扰沙船的高压喷嘴在对泥沙淤积面实施高压冲击 时，冲击面积较小，对于黄河大面积的泥沙淤积河段而言，扰沙效果不明显。 并且，现有技术通常仅对泥沙淤积严重的某些地点进行治理，搅动起来的沙 子会沉积到下一个河段。因此，无法达到彻底治理泥沙的目的，要实现对整 个河流的治沙，那么成本将是相当巨大的，难以实现彻底的根治。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种扰沙系统，以增强扰沙效果，根治水患。 为实现上述目的，本实用新型提供了一种扰沙系统，包括扰沙船，所 述扰沙船包括漂浮体，漂浮在水流上，数量至少为一个；
挡板，设置在所述漂浮体上，数量至少为一个，在扰沙时所述挡板插入 所述水流中，且所述挡板的边缘与河床具有一间距，用于在所述水流穿过所 述间距时扰动河床上的泥沙。
由以上技术方案可知，本实用新型采用挡板阻隔水流，使水流穿过挡板 边缘与河床之间的间距急速流过，以扰动并冲走泥沙，克服了现有技术中扰 沙船的高压喷嘴在对泥沙淤积面实施高压冲击时，冲击面积较小，对于黄河 大面积的泥沙淤积河段而言，扰沙效果不明显的技术问题。并且，随着漂浮 体的行驶，可以在河流较长的区域内进行调沙，彻底治理泥沙淤积问题。本 实用新型可以增强扰沙效果，根治水患，并且实现方法简单，易于在黄河以 及各种水域中推广应用。
图1为本实用新型扰沙系统水流扰沙原理的侧;f见图2为本实用新型扰沙系统水流扰沙原理的河道截面图3为本实用新型扰沙系统具体实施例一的结构示意图4为本实用新型扰沙系统具体实施例二的结构示意图5为本实用新型扰沙系统具体实施例二中挡板移出水面的结构示意
图6为本实用新型扰沙系统具体实施例三的结构示意图； 图7为本实用新型扰沙系统具体实施例四的结构示意图； 图8为本实用新型扰沙系统具体实施例五的结构示意图； 图9为本实用新型扰沙系统具体实施例六的结构示意图。 图中
1 -漂浮体 2 -挡板 3 -轮盘
4-柔性链 5-发电机 6-第一动力装置7 -枢接轴
8-第二动力装置
9-变速器
10-换向器
11-第一漂浮体
12-第二漂浮体
41-第一柔性链
42-第二柔性链
101-第一滑轮
102-第二滑寿仑
103-第三滑轮 32-第二轮盘
104-第四滑轮
31-第一轮盘
105-第一离合装置
106-第二离合装置107-第四动力装置 108-第五动力装置 109-第三动力装置
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。 如图1所示，为本实用新型扰沙系统水流扰沙原理的侧视图，本实用新 型扰沙系统主要包括扰沙船，扰沙船包括至少一个漂浮体1,该漂浮体1 上至少设置一个挡板2，当该挡板2插入河水中，与水流方向呈一夹角时， 挡板2在水流的推动下带动漂浮体1行驶，水流在挡板2的阻隔下急速穿过 该挡板2的边缘与河床底部的间距，扰动河床上的泥沙。根据水流携沙能力 与水流速度的平方成正比的原理，若增大挡板2与水流方向的夹角，则该挡 板2的边缘与河床底部的间距变小，穿过该间距的水流速度增大，则本实用 新型扰沙系统的扰沙船扰沙效果更明显，下切河床底部的速度更快；同理， 如图2所示，为本实用新型扰沙系统水流扰沙原理的河道截面图，当增大挡 板2与水流方向的夹角，则该挡板2的边缘与河床两边的间距变小，穿过两 边间距的水流速度相应增大，则本实用新型扰沙系统的扰沙船对河床两边的 拓宽速度更快。
扰沙系统实施例一
如图3所示为本实用新型扰沙系统具体实施例一的结构示意图，该系统可 以设置在黄河水域中，利用河流中的定向水流进行扰沙。该系统具体可以包括 轮盘3以及由漂浮体1和挡板2组成的扰沙船，扰沙船通过柔性链4与轮盘3相连接。其中，4仑盘3相对于水流固定设置，可以固定插入河底，也可以固定 在堤坝或岸边。扰沙船具体包括至少一个漂浮体1漂浮在水流上，具体可以 采用常用的船体作为漂浮体1;至少一个挡板2设置在漂浮体1上，在扰沙时， 将挡板2插入水流中，使挡板2的方向与水流流动方向具有一夹角，该夹角大 于0度且小于等于90度，挡板2用于在水流的推动下带动漂浮体1顺流行驶， 控制漂浮体1的速度小于水流的速度。挡板2的边缘与河床之间还具有一间距， 则漂浮体l行驶时，水流被挤压着急速流过该间距，从而能够将河床上的泥沙 搅动翻起，起到扰沙的作用，搅动翻起的泥沙能够顺流被沖走。
在本实施例中，采用柔性链4将漂浮体1连接到了轮盘3上，柔性链4 的一端固定连接在该漂浮体1上，柔性链4的另一端巻绕在轮盘3上，当漂 浮体1在水流推动下顺流行驶时，拖拽柔性链4带动轮盘3—起转动。具体 应用中，采用柔性链4和轮盘3的好处是可以对漂浮体1进行控制，还能够 在漂浮体1行驶一段距离后通过巻绕柔性链4而将漂浮体1收回到出发点。
本实施例的扰沙系统的扰沙过程具体为首先将挡板插入水流中，在水 流的推动下，挡板带动漂浮体一起顺流行驶；挡板阻隔水流，使水流穿过挡 板边缘与河床的间距，扰动并冲走河床的泥沙；漂浮体所经过的河床的泥沙 都能够被扰动并冲走。在此过程中，漂浮体拖拽柔性链从轮盘上松开，则轮 盘沿着柔性链松开的方向转动。
本实施例的扰沙系统以始终浸没在水流中的挡板阻隔水流，提高了穿过挡 板边缘与河床之间间隔的水流的动能，能够充分利用水流的动能直接扰动并冲 走泥沙，根治水患，增强扰沙效果。并且，该系统的设备构成简单，易于在宽 阔的水域内形成大规才莫的扰沙工程。特别是适于设置在黄河水域中，黄河水流 泥沙携带量较大，且不适宜行船，所以可以利用空旷的水域构建由本实施例的 扰沙系统组成大型的扰沙工程。在大型的扰沙工程中，可以按照黄河的流量设 置挡板或漂浮体的宽度，最大限度进行扰沙，并从黄河中游河道至黄河入海口 连续设置多组扰沙船，通过扰沙船的扰动，疏松或冲起河床泥沙，改变了河床断面形态，使断面向窄深方向发展，利用本实施例扰沙水流的输沙潜力，可以 大量输沙入海，特别是将扰动河床上的粗沙带入大海，提高河道的输沙能力。 通过大面积推广本实施例的扰沙系统能够彻底改变黄河的"地上悬河'，状态。
当黄河发大水时，本实施例的扰沙船可以用较短时间拓宽河道，增大河 道过流能力，彻底根治黄河水患。
进一步地，本实施例的扰沙系统还可以包括发电机5，通过变速器9 与轮盘3的转动轴相连，当轮盘3转动时，带动该发电机5发电。
上述技术方案不仅利用漂浮体和挡板结构实现了扰沙，而且利用了漂浮 体顺流而下的运动带动轮盘转动，将轮盘的转动传递给发电机进行发电。
扰沙系统实施例二
如图4所示为本实用新型扰沙系统具体实施例二的结构示意图，本实施 例以上述实施例一为基础，进一步设置有第一动力装置6，第一动力装置6 可以为电动机等，与轮盘3相连，用于在停止扰沙时，驱动轮盘3转动，轮 盘3的转动会将柔性链4巻绕起来，从而带动漂浮体1逆流行驶，并将柔性 链4重新巻绕在轮盘3上。
本实施例的技术方案使漂浮体不仅能顺流行驶去扰沙，而且可以在动力 装置的驱动下逆流行驶返回到出发点，以便重新开始下次扰沙。
在停止扰沙、漂浮体1逆流返航的过程中，较佳的是将挡板2从水流中 移出以减小阻力，如图5所示。具体的，该挡板2的一端可以与漂浮体1枢 接，且枢接轴7水平设置，枢接轴7上可以连接第二动力装置8。在漂浮体l 顺流行驶扰沙时，以第二动力装置8驱动枢接轴7转动，从而带动挡板2转 动，以改变挡板2与河床底部的间距；在漂浮体1逆流行驶停止扰沙时，以 第二动力装置8驱动枢接轴7转动，从而带动挡板2转动，直至挡板2翘起 从水流中移开，如图5所示，使得挡板2转动至位于水面之上。
上述技术方案中，与漂浮体枢接的挡板可以便利的变换位置，在顺流行 驶扰沙时将挡板插入水中，在逆流行驶停止扰沙时将挡板从水中移开以减小阻力。进一步的，在顺流扰沙时，还可以通过调整挡板入水的角度来调整挡 板所承受的推力大小，来适应不同的实际需求。
4^沙系统实施例三
如图6所示为本实用新型扰沙系统具体实施例三的结构示意图，本实施 例以上述实施例二为基础，进一步沿水流方向串联设置多个扰沙船，各扰沙 船的漂浮体1首尾通过柔性链4连接。
本实施例的技术方案使多个漂浮体能够同时顺流行驶扰沙，并能够在一 个动力装置的驱动下逆流行驶返回到出发点。
在本实例的多个漂浮体1顺流行驶扰沙时，多个挡板2同时插入水中；在 停止扰沙时，多个漂浮体1逆流返航过程中，将多个挡板2从水流中移出以减 小阻力。具体的，多个漂浮体l顺流行驶进行扰沙时，第二动力装置8驱动各 漂浮体1的枢接轴7转动，从而带动各挡板2转动，以使各挡板2与河床底部 保持一间距；在各漂浮体l逆流行驶停止扰沙时，第二动力装置8驱动各漂浮 体1的枢接轴7转动，从而带动挡板2转动，直至挡板2翘起从水流中移开。
上述技术方案中，沿水流方向串联设置多个扰沙船，多个漂浮体同时顺 流行驶增强了对河床泥沙的扰动，并由一个动力装置驱动轮盘转动巻绕第一 个柔性链以带动所有漂浮体逆流行驶。
进一步地，本实施例中也可以设置发电机5，通过变速器9与轮盘3的 转动轴相连，当本实施例的多个扰沙船顺流行驶时，水流对多个挡板2的推 力相应增大，则带动轮盘3转动时，提高了发电机5的发电功率。
扰沙系统实施例四
如图7所示为本实用新型扰沙系统具体实施例四的结构示意图，本实施 例的技术方案中轮盘3的数量为一个，两个漂浮体，即第一漂浮体ll和第二 漂浮体12。两个漂浮体上分别连接的第一柔性链41和第二柔性链42分别通 过滑轮系与该轮盘3相连，具体的，第一漂浮体ll的第一柔性链41通过第 一滑轮101连接到设置在岸边的轮盘3,第二漂浮体12的第二柔性链42通过第二滑轮102、第三滑轮103和第四滑轮104连接到设置在岸边的轮盘3 上。第一漂浮体11和第二漂浮体12的行驶线路是串行的，且在水流流动方 向上相互不交叠。
轮盘上独立巻绕两个柔性链，具体工作时，其中一个柔性链呈巻绕状态， 另一个柔性链呈松开状态；其中一个漂浮体在水流的推动下顺流行驶，阻隔 水流进行扰沙，并带动轮盘转动，另一个漂浮体在转动的轮盘带动下逆流行 驶，两个漂浮体交替顺流和逆流行驶。
进一步地，本实施例的发电机5，通过变速器9、换向器10与轮盘3的 转动轴相连，当两个漂浮体l交替顺流和逆流行驶时，换向器10能够改变轮 盘3转动轴的转动方向，以使发电机5持续地发电。
本实施例的技术方案可以使两个漂浮体交替着进行扰沙，并且行驶范围 不交叠可以避免漂浮体柔性链之间的纠缠和干扰。
扰沙系统实施例五
如图8所示，为本实用新型扰沙系统具体实施例五的结构示意图，在本 实施例中，轮盘的数量为两个，即第一轮盘31和第二轮盘32，其上分别巻 绕一个柔性链，即第一柔性链41和第二柔性链42,且其中一个柔性链呈巻 绕状态，另一个柔性链呈松开状态；发电机5的数量为一个，与第一轮盘31 和第二轮盘32的转动轴相连的第一变速器91和第二变速器92分别通过第一 离合装置105和第二离合装置106连接在发电机5上，第一离合装置105和 第二离合装置106具体可以为离合器或棘轮。且第一轮盘31转动轴的另一端 连接第四动力装置107,第二轮盘32的转动轴的另一端连接第五动力装置 108;每个柔性链的一端分别连接有一个漂浮体，即第一漂浮体11和第二漂 浮体12;其中一个漂浮体在水流的推动下顺流行驶，并带动该轮盘转动，从 而带动发电机5转动发电，与另一轮盘连接的离合装置使另一轮盘的转动轴 与发电机5分离，然后另一^"盘在其动力装置的驱动下转动，从而带动所连 接的漂浮体逆流行驶；两个漂浮体的柔性链通过滑轮系分别与各自轮盘相连，两个漂浮体的行马史范围在水流流动方向上不重叠。
在本实施例中，进一步采用两组轮盘、柔性链和漂浮体的组合，两个漂 浮体交替着进行扰沙，并通过两个轮盘带动着一个发电机发电，以离合装置 控制轮盘与发电机的接合和断开。两个漂浮体交替着顺流发电和逆流返回， 并且，以动力装置驱动漂浮体逆流返回，这样发电机在两个轮盘的带动下可 以实现连续发电。较佳的是使漂浮体逆流返回的速度大于另 一漂浮体顺流行 驶的速度，这样可以保证返回漂浮体留有收起挡板等的时间间隔，以防止发 电功率的突变，确保发电机能够连续发电。
扰沙系统实施例六
如图9所示为本实用新型扰沙系统具体实施例六的结构示意图，本实施 例在漂浮体1上设置类似于引擎这样的第三动力装置109，用于在扰沙时， 驱动漂浮体l行驶，使漂浮体l与水流形成速度差，该速度差为预先设定值， 可以为正向速度差、反向速度差。当该预先设定的速度差为正向速度差时， 第三动力装置109驱动漂浮体1顺流行驶；当该预先设定的速度差为反向速 度差时，第三动力装置109驱动漂浮体1逆流行驶。本实施例中可以通过调 整第三动力装置109的功率实现漂浮体1与水流的相对速度差达到预设值， 即驱动漂浮体l逆流行驶时，第三动力装置109的功率远大于漂浮体1顺 流行驶时的功率。
本实施例的扰沙系统通过第三动力装置驱动漂浮体与水流形成设定的相 对速度差，相应地提高了穿过挡板边缘与河床之间间隔的水流动能，使漂浮 体能够灵活地进行扰沙。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非 对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行 修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种扰沙系统，其特征在于，包括扰沙船，所述扰沙船包括漂浮体，漂浮在水流上，数量至少为一个；挡板，设置在所述漂浮体上，数量至少为一个，在扰沙时所述挡板插入所述水流中，且所述挡板的边缘与河床具有一间距，用于在所述水流穿过所述间距时扰动河床上的泥沙。
2、 根据权利要求1所述的扰沙系统，其特征在于，还包括 轮盘，相对于水流固定设置；柔性链，所述柔性链的一端固定连接在所述漂浮体上，所述柔性链的另 一端巻绕在所述轮盘上，当所述漂浮体在水流推动下顺流行驶时，拖拽巻绕 的所述柔性链带动所述轮盘转动。
3、 根据权利要求2所述的扰沙系统，其特征在于，还包括发电机，通过变速器与所述轮盘的转动轴相连，当所述轮盘转动时，带 动所述发电机发电。
4、 根据权利要求2或3所述的扰沙系统，其特征在于，还包括 第一动力装置，与所述轮盘相连，用于在停止扰沙时，驱动所述轮盘转动巻绕所述柔性链以带动所述漂浮体逆流行驶。
5、 根据权利要求1或2或3所述的扰沙系统，其特征在于所述挡板的 一端与所述漂浮体枢接，且枢接轴水平设置；还包括第二动力装置，与所述 枢接轴相连，在所述漂浮体顺流行驶扰沙时，所述第二动力装置用于驱动所 述挡板转动以改变所述挡板与河床底部的间距，在所述漂浮体逆流行驶时， 所述第二动力装置用于驱动所述挡板转动至从水流中移开。
6、 根据权利要求1或2或3所述的扰沙系统，其特征在于多个所述扰 沙船沿水流方向串联:i殳置。
7、 根据权利要求2或3所述的扰沙系统，其特征在于所述漂浮体和柔 性链的数量均为两个，两个所述漂浮体连接的两个柔性链分别通过滑轮系与一个所述轮盘相连，且其中一个所述柔性链呈巻绕状态，另一个所述柔性链呈松开状态；其中一个所述漂浮体在水流的推动下顺流行驶，并带动所述轮 盘转动；另一个所述漂浮体在转动的轮盘带动下逆流行驶，两个所述漂浮体 的行驶范围在水流流动方向上不重叠。
8、 根据权利要求3所述的扰沙系统，其特征在于所述轮盘的数量为两 个，其上分别巻绕一个所述柔性链，且其中一个所述柔性链呈巻绕状态，另 一个所述柔性链呈松开状态；所述发电机的数量为一个，与两个所述轮盘的 转动轴分别相连的两个变速器分别通过一离合器或棘轮连接在所述发电机的 两端，且两个轮盘的转动轴的另一端分别连接一动力装置；每个所述柔性链 的一端分別连接有一个所述漂浮体，两个所述漂浮体的柔性链分别通过滑轮 系与两个所述轮盘相连；其中一个所述漂浮体在水流的推动下顺流行驶，并 带动所连接的轮盘转动，从而带动所述发电机转动发电，另一个所述漂浮体 所连接的轮盘在动力装置的驱动下转动，从而带动所连接的漂浮体逆流行驶； 两个所述漂浮体的行驶范围在水流流动方向上不重叠。
9、 根据权利要求1所述的扰沙系统，其特征在于，还包括 第三动力装置，设置在所述漂浮体上，用于在扰沙时驱动所述漂浮体与所述水流形成预设的速度差。
专利摘要本实用新型涉及一种扰沙系统。该系统包括扰沙船，所述扰沙船包括漂浮体，漂浮在水流上，数量至少为一个；挡板，设置在所述漂浮体上，数量至少为一个，在扰沙时所述挡板插入所述水流中，且所述挡板的边缘与河床具有一间距，用于在所述水流穿过所述间距时扰动河床上的泥沙。本实用新型可以增强扰沙效果，根治水患，并且实现方法简单，易于在黄河以及各种水域中推广应用。
文档编号E02F5/28GK201317949SQ200820124318
公开日2009年9月30日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者郑星昱 申请人:郑星昱