專利名稱：一種分級導排河道泥沙的取水方法及設施的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種從河水中取水的方法及設施，特別是涉及一種分級導排河道泥沙的取水方法及設施。
背景技術：
在一些其它水源匱乏的地區，只能取用河水或江水，通過水廠凈化后供人們的生活用水和工業用水。但河水或江水中含有大量的泥沙和其它污物，在取水之前就需要將水和水中的大量泥沙和污物進行分離處理。目前在多泥沙、粗泥沙和長取水口的工程中，通常采用單一的排沙底孔(排沙閘) 或沉沙池進行排沙，排沙漏斗小，難于覆蓋全部取水口。或沖沙孔太靠近取水口，不能有效分離水、沙。排沙用水量很大，但排沙率卻很低。或依靠進水口攔污柵攔截污物，污物不能很好的導入下游，需要經常關閉取水口進行人工清污。難于達到理想的效果。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種分級導排河道泥沙的取水方法及設施，以提高單位水量的排沙效率，節約水源，不用人工清污，節約人力資源，并可以覆蓋全部取水口，從而克服現有技術的不足。本發明的技術方案一種分級導排河道泥沙的取水方法，該方法是利用河道主流導排粗沙和污物；利用低流速水流沉降細沙；利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙之后取水。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述利用河道主流導排粗沙和污物是 在河道邊緣設置分沙坎和導水墻，將取水口與河水主流分離；利用分沙坎攔截大部分的粗沙；在分沙坎上設置攔污柵，攔截漂浮在河面上的污物；使粗沙和污物沿著導水墻從排沙閘排入下游。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述分沙坎與導水墻“廠”字形連接，分沙坎的高度低于導水墻高度；分沙坎與河道水流成15-35交角，導水墻與河道水流成0-15 交角；分沙坎長度與取水口長度比為0. 8-1. 5，分沙坎上水深與取水口高度比為1-1.5。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述利用低流速水流沉降細沙是河水通過分沙坎和攔污柵之后進入沉沙池，沉沙池的底面為斜底，沉沙池中的水流速度低于 0. 7m/s。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙是在沉沙池的最低點設置多孔變斷面排沙廊道，多孔變斷面排沙廊道設有一組進沙孔和排沙廊道；利用水流進入進沙孔時形成的旋流將細沙通過多孔變斷面排沙廊道從排沙閘底部排入下游。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述多孔變斷面排沙廊道的泄流能力為 150m3/s,平均流速為6m3/S，多孔變斷面排沙廊道與河道水流成45-65交角，多孔變斷面排沙廊道的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大。前述的分級導排河道泥沙的取水方法中，所述進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道通流斷面為進沙孔的4-15倍。根據前述的分級導排河道泥沙的取水方法構建的設施，包括分沙坎、導水墻和取水壩在岸邊圍成的沉沙池；分沙坎上方設有攔污柵，取水壩的上方設有取水口，在取水壩與導水墻結合處的導水墻內外側設有共用排沙閘。前述的設施中，所述沉沙池底部設有多孔變斷面排沙廊道，多孔變斷面排沙廊道上設有一組進沙孔，多孔變斷面排沙廊道的通流斷面沿出口方向逐漸擴大，進沙孔間距沿出口方向逐漸擴大。前述的設施中，所述分沙坎與導水墻“廠”字形連接，分沙坎的高度低于導水墻高度；分沙坎與河道水流成15-35交角，導水墻與河道水流成0-15交角；分沙坎的長度與取水口的長度比為0. 8-1. 5，分沙坎上水深與取水口的高度比為1-1. 5 ；沉沙池的底面為斜底，沉沙池中的水流速度低于0. 7m/s ；多孔變斷面排沙廊道與河道水流成45-65交角，多孔變斷面排沙廊道的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大；進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道通流斷面為進沙孔的4-15倍。與現有技術相比，本發明通過分沙坎導向和導水墻束水，利用河道主流，將粗沙和污物通過排沙閘或排沙孔導排至下游，分沙比可達到80%-90% ；再通過多孔變斷面排沙廊道的導排作用，可攔截99%的泥沙，攔截效果非常好。本發明在某河道的取水工程中應用實驗，某河道的水流多年平均含沙量760g/m3， 多年平均懸移質輸沙量1490萬噸，推移質(指浮在水面或懸在水流上部的污物)70萬噸，小于0. 25mm的泥沙占97. 5%，莫氏硬度超過5的顆粒占總重的25%，多為棱角狀和半棱角狀。 在該河道上根據本發明的方法建造一個引水流量為855m3/S，取水口長度為70m的分級導排河道泥沙的取水設施。通過試驗確定了適宜泥沙特點的分沙坎交角、多孔變斷面排沙廊道交角、過坎流速、沉沙流速，孔洞尺寸、間距和廊道高度，兼顧水力學和輸沙能力兩方面的要求，選擇廊道泄流能力150m3/S，平均流速6m3/S，可攔截99%以上的泥沙，攔截效果非常好。
圖1是本發明的結構示意圖2是本發明中多孔變斷面排沙廊道的示意圖。附圖中的標記為1-分沙坎，2-導水墻，3-取水壩，4-沉沙池，5-取水口，6_排沙閘，7-多孔變斷面排沙廊道，8-進沙孔。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。實施例。本發明如圖1所示，一種分級導排河道泥沙的取水方法，該方法是利用河道主流導排粗沙和污物；利用低流速水流沉降細沙；利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙之后取水。所述利用河道主流導排粗沙和污物是在河道邊緣設置分沙坎和導水墻，將取水口與河水主流分離；利用分沙坎攔截大部分的粗沙；在分沙坎上設置攔污柵，攔截漂浮在河面上的污物；使粗沙和污物沿著導水墻從排沙間排入下游。分沙坎與導水墻“廠”字形連接，分沙坎的高度低于導水墻高度；分沙坎與河道水流成15-35交角，導水墻與河道水流成0-15交角；分沙坎長度與取水口長度比為0. 8-1. 5，分沙坎上水深與取水口高度比為 1-1. 5。所述利用低流速水流沉降細沙是河水通過分沙坎和攔污柵之后進入沉沙池，沉沙池的底面為斜底，沉沙池中的水流速度低于0. 7m/s，可以沉降相應粒徑的細沙。所述利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙是在沉沙池的最低點設置多孔變斷面排沙廊道，多孔變斷面排沙廊道設有一組進沙孔和排沙廊道；利用水流進入進沙孔時形成的旋流將細沙通過多孔變斷面排沙廊道從排沙間底部排入下游。多孔變斷面排沙廊道的泄流能力為150m3/S，平均流速為6m3/S，多孔變斷面排沙廊道與河道水流成45-65交角，多孔變斷面排沙廊道的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大。所述進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道通流斷面為進沙孔的4-15倍。根據前述的分級導排河道泥沙的取水方法構建的設施，包括分沙坎1、導水墻2和取水壩3在岸邊圍成的沉沙池4 ；分沙坎1用鋼筋混凝土建造，分沙坎1上方設有攔污柵9， 取水壩3的上方設有取水口 5，在取水壩3與導水墻2結合處的導水墻2內外側設有共用排沙閘6。所述沉沙池4底部設有如圖2所示的多孔變斷面排沙廊道7，由于底部的水流速度很慢，因此廊道不要求很高的抗沖蝕性，采用普通的C40混凝土結構。多孔變斷面排沙廊道7上設有一組進沙孔8，多孔變斷面排沙廊道7的通流斷面沿出口方向逐漸擴大，進沙孔 8間距沿出口方向逐漸擴大。水流自進沙孔8進入廊道既要擴散又要轉向，水流在大、小流量下均可形成螺旋流，單位過流量基本均勻，利用變斷面排沙廊道形成的螺旋流攜帶泥沙， 輸沙能力達到400-600kg/m3。所述分沙坎1與導水墻2 “廠”字形連接，分沙坎1的高度低于導水墻2高度；分沙坎1與河道水流成15-35交角，導水墻2與河道水流成0-15交角； 分沙坎1的長度與取水口 4的長度比為0. 8-1. 5，分沙坎1上水深與取水口 4的高度比為 1-1. 5 ；沉沙池4的底面為斜底，沉沙池4中的水流速度低于0. 7m/s ；多孔變斷面排沙廊道 7與河道水流成45-65交角，多孔變斷面排沙廊道7的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大；進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道7通流斷面為進沙孔8的4-15倍。
權利要求
1.一種分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于該方法是利用河道主流導排粗沙和污物；利用低流速水流沉降細沙；利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙之后取水。
2.根據權利要求1所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述利用河道主流導排粗沙和污物是在河道邊緣設置分沙坎和導水墻，將取水口與河水主流分離；利用分沙坎攔截大部分的粗沙；在分沙坎上設置攔污柵，攔截漂浮在河面上的污物；使粗沙和污物沿著導水墻從排沙間排入下游。
3.根據權利要求2所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述分沙坎與導水墻“廠”字形連接，分沙坎的高度低于導水墻高度；分沙坎與河道水流成15-35交角，導水墻與河道水流成0-15交角；分沙坎長度與取水口長度比為0. 8-1. 5，分沙坎上水深與取水口高度比為1- 1. 5。
4.根據權利要求1所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述利用低流速水流沉降細沙是河水通過分沙坎和攔污柵之后進入沉沙池，沉沙池的底面為斜底，沉沙池中的水流速度低于0. Imfs0
5.根據權利要求4所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙是在沉沙池的最低點設置多孔變斷面排沙廊道，多孔變斷面排沙廊道設有一組進沙孔和排沙廊道；利用水流進入進沙孔時形成的旋流將細沙通過多孔變斷面排沙廊道從排沙間底部排入下游。
6.根據權利要求5所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述多孔變斷面排沙廊道的泄流能力為150m3/s，平均流速為6m3/s，多孔變斷面排沙廊道與河道水流成 45-65交角，多孔變斷面排沙廊道的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大。
7.根據權利要求6所述的分級導排河道泥沙的取水方法，其特征在于所述進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道通流斷面為進沙孔的4-15倍。
8.一種分級導排河道泥沙的取水設施，其特征在于包括分沙坎(1)、導水墻(2)和取水壩(3)在岸邊圍成的沉沙池(4);分沙坎(1)上方設有攔污柵(9)，取水壩(3)的上方設有取水口(5)，在取水壩(3)與導水墻(2)結合處的導水墻(2)內外側設有共用排沙閘(6)。
9.根據權利要求8所述的分級導排河道泥沙的取水設施，其特征在于所述沉沙池(4) 底部設有多孔變斷面排沙廊道(7)，多孔變斷面排沙廊道(7)上設有一組進沙孔(8)，多孔變斷面排沙廊道(7)的通流斷面沿出口方向逐漸擴大，進沙孔(8)間距沿出口方向逐漸擴大。
10.1根據權利要求8或9所述的分級導排河道泥沙的取水設施，其特征在于所述分沙坎(1)與導水墻(2) “廠”字形連接，分沙坎(1)的高度低于導水墻(2)高度；分沙坎(1) 與河道水流成15-35交角，導水墻(2)與河道水流成0-15交角；分沙坎(1)的長度與取水口(4)的長度比為0. 8-1. 5，分沙坎(1)上水深與取水口(4)的高度比為1-1. 5 ；沉沙池(4) 的底面為斜底，沉沙池(4)中的水流速度低于0. 7m/s ；多孔變斷面排沙廊道(7)與河道水流成45-65交角，多孔變斷面排沙廊道(7)的通流斷面沿出口逐漸擴大，進沙孔間距沿出口逐漸擴大；進沙孔間距為孔寬度的2-4倍，多孔變斷面排沙廊道(7)通流斷面為進沙孔(8)的 4-15 倍。
全文摘要
本發明公開了一種分級導排河道泥沙的取水方法及設施，本發明利用河道主流導排粗沙和污物；利用低流速水流沉降細沙；利用多孔變斷面排沙廊道排泄細沙之后取水；其利用河道主流導排粗沙和污物是在河道邊緣設置分沙坎和導水墻，將取水口與河水主流分離；利用分沙坎攔截大部分的粗沙；在分沙坎上設置攔污柵，攔截漂浮在河面上的污物；使粗沙和污物沿著導水墻從排沙閘排入下游。本發明通過分沙坎導向和導水墻束水，利用河道主流，將粗沙和污物通過排沙閘或排沙孔導排至下游，分沙比可達到80%～90%；再通過多孔變斷面排沙廊道的導排作用，可攔截99%的泥沙，攔截效果非常好。
文檔編號E03B3/04GK102277894SQ20101019944
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者嚴軍, 劉其念, 楊志偉, 白學翠, 陳宗卿, 霍紅, 龍起煌 申請人:中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院