專利名稱：懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，可以利用潮汐動力或利用擋潮閘調度閘上水體動力，以確保閘下不淤積，并可用于河流河道整治的旋翼沉浮式揚沙器。
背景技術：
為了抵御鹽水入侵、排泄內澇，常在河口一側或兩側修筑導堤，一是改善水流條件，切斷由風浪掀起的海灘泥沙補給源，減少漲潮流挾帶進入引河的沙量；二是約束和穩定下泄徑流，縮窄航道寬度和口門寬度，增大落潮水流速度，束水攻沙，改善并穩定出口水深，從而達到減少引河淤積的目的。然而河口建閘后，改變了河口地區的動力條件，使潮位和潮流過程出現相位差，漲潮歷時縮短而漲潮流速加大，落潮歷時加長而落潮流速減小，使漲潮帶進的泥沙量遠大于落潮帶出的泥沙量，改變了原有天然情況下的輸沙平衡，河口建閘也使得上游泄水量減小，引起閘下河段的嚴重淤積。
目前采用減少閘下淤積的沖淤措施有人工水力沖淤、機械沖淤二種，其中水力沖淤是逢大潮開閘沖淤、低高潮時開閘沖淤、利用水頭差開閘、納潮沖淤。
機械清淤是在上游水源有限，閘下河床比較堅硬，靠水流難以沖動的情況下，或者是在上游水源緊缺，順流攪動以增加落潮或上游來水帶去沙量的情況下，用機船拖淤、機船挖淤、水力沖塘等機械手段清淤。無論是水力沖淤還是機械沖淤，它們的共同缺陷在于投入的人力、物力較大，改變閘下河段淤積的效果短暫、甚至是不明顯的。目前閘下河段的淤積情況是越來越嚴重。
發明內容
本發明根據明渠水流速度垂線分布和泥沙含沙量沿垂線分布的特性，而設計的安置在水中一定深度的旋翼沉浮式揚沙器，利用底部水體流動的能量，帶動旋翼旋轉起動，使底部水體紊動起來，從而實現將河床底部泥沙揚動保持不淤或帶入下游。
本發明的技術解決方案其特征是懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置呈旋翼狀，它比水體密度輕，它設置于y＝y|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度。
實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，充分利用潮汐動力或利用擋潮閘調度閘上水體動力，確保閘下不淤積并可用于河流河道整治；投入少、效果好。
其水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs——泥沙顆粒的容重；γ——水體的容重；γb——床面泥沙的容重(考慮空隙在內)；γb0——床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；
k——常數(＝2.9×10-4克/厘米3)；D——泥沙顆粒粒徑；ρ——水體密度；h——水深。
流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa——y等于某一定值a處的含沙量；U*——摩阻流速；ω——泥沙的沉速；S/Sa——相對含沙量；本發明的優點利用底部水體流動的能量，帶動旋翼旋轉起動，從而將河床底部泥沙揚動保持不淤或帶入下游；只要河床泥沙能夠在水體動力條件下揚動，它可以設置于水下任意位置；由于旋翼設置于y＝y|u＝0.1～0.5Umax處(y為距河床距離，U為最大流速)，所以它可以沉浮于水體任意位置；
附圖1是兩葉旋翼的結構示意圖。
附圖2是三葉旋翼的結構示意圖。
圖中的1是葉。
具體實施例方式
其結構是懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置呈旋翼狀，旋翼的長度0.5-2米，寬度0.2-1米，比水體密度輕，設置于y＝y|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度；水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs——泥沙顆粒的容重；γ——水體的容重；γb——床面泥沙的容重(考慮空隙在內)；γb0——床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；k——常數(＝2.9×10-4克/厘米3)；D——泥沙顆粒粒徑；ρ——水體密度；h——水深。
流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa——y等于某一定值a處的含沙量；
U*——摩阻流速；ω——泥沙的沉速；S/Sa——相對含沙量；實施例在河寬為10～30米，河道漲潮或落潮平均流速0.5～1.5米/秒，泥沙粒徑0.03～0.1mm，水深0.5m～3m。泥沙顆粒的起動流速為0.01～0.25m/s。旋翼沉浮式揚沙器采用兩葉或三葉旋翼，旋翼的長度1米，寬度0.5米，重1kg。旋翼的設置于距河床距離0.2m左右處，最大流速Umax約為2.1m/s。
權利要求
1.懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置，其特征是呈旋翼狀，懸浮于水體中，利用水流自身動力保持泥沙不淤，比水體密度輕，設置于y＝y|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度；水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs-泥沙顆粒的容重；γ-水體的容重；γb-床面泥沙的容重(考慮空隙在內)；γb0-床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；k-常數(＝2.9×10-4克/厘米3)；D-泥沙顆粒粒徑；ρ-水體密度；h-水深。流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa-y等于某一定值a處的含沙量；U*-摩阻流速；ω-泥沙的沉速；S/Sa-相對含沙量。
全文摘要
本發明涉及的是一種實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，可以利用潮汐動力或利用擋潮閘調度閘上水體動力，以確保閘下不淤積，并可用于河流河道整治的懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置。其特征是呈旋翼狀，懸浮于水體中，利用水流自身動力保持泥沙不淤，比水體密度輕，設置于y＝y|u＝0.1－0.5U
文檔編號E02F5/28GK1743571SQ20051009455
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者唐洪武, 孫洪濱, 周和平, 肖洋 申請人:河海大學