[發明專利]渠首環狀異形截面自動分沙排沙構筑物

有效

• 申請號: 201711259233.3
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107975010B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 秦鵬;程春梅;徐蔚;王海波;吳昉;李海濤;秦植海
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: E02B3/02
• 分類號: E02B3/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明提供了一種渠首環狀異形截面自動分沙排沙構筑物,由矩形截面段、進水口、連接段、異形截面段、頂板、外側板、內側板、底板、匯沙槽、梯形截面段、棄沙一段、棄沙口、大徑豎筒、筒頂蓋、筒底板、棄沙二段、輸出段、引水渠、連通孔組成,使用本發明的渠首環狀異形截面自動分沙排沙構筑物進行分沙，不需要大量空地進行沉淀、不需要清運處理沉沙，分沙過程中可以將高含沙水流自動回排到原河道中，節省場地、節省人工、節省成本，排沙效果好；條件適宜的情況下還可以將構筑物埋在地下，不需要占用地面位置。

技術領域

本發明屬于水利工程技術領域 ,具體是一種渠首環狀異形截面自動分沙排沙構筑物。

背景技術

在我國北方的多數引水灌區，泥沙輸送及其控制對設計灌溉系統的人員來說一直是個難題，這些灌區的各級引水渠道中常常會泥沙淤積嚴重；根據1958～1990 年引黃灌區統計情況，河南省30.8%的泥沙淤積在引水渠系里，山東省則為38.5%；在目前的引水工程技術下很難將泥沙全部遠距離輸送，大量泥沙淤積于渠道之中，嚴重影響了灌區的輸水效率和正常運行，因此許多灌區每年都要耗費大量的人力、物力、財力對渠道進行清淤工作；此外，被清淤的泥沙一般沿渠道兩側堆放，稍遇刮風就沙土滿天飛，嚴重破壞了當地生態環境；沉沙池是目前我國大部分灌區處理泥沙的主要方式，但沉沙池占地面積大、運用年限短，目前多數灌區的上游地區已經基本上沒有可擴展的沉沙洼地，急需尋求灌區泥沙治理的新途徑；排沙渦管、排沙漏斗這些排沙設施在應用中均表現出很好的排沙節水效果，但是它們適用條件較為苛刻，排沙渦管要求渠道水流的佛汝德數為0.7～0.95，主要針對推移質泥沙；排沙漏斗對水流流量要求較為苛刻；技術人員也對現有技術進行了大量研究和改進，如中國專利 CN 101775791 B 圓中環水沙分離裝置，但其僅僅是將常規的沉淀與過濾進行了結合，過濾慢、造價高，沉積的泥沙仍需定期沖刷，不能連續分沙供水；中國專利 CN204469295 U 一種圓柱形螺旋流水沙分離器和 CN 2127041Y 水沙分離器，均屬利用水流高速旋轉進行水沙分離，兩個小裝置代表的兩大類專利技術所述原理完全相反，一類認為含沙水流旋轉，沙比重大會被甩到外圈，另一類則認為含沙水流旋轉時外圈是清水，內圈是沙，因此這兩類專利技術的科學依據仍有待理論與實踐的驗證。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種渠首環狀異形截面自動分沙排沙構筑物, 由矩形截面段、進水口、連接段、異形截面段、梯形截面段、棄沙一段、棄沙口、大徑豎筒、棄沙二段、輸出段、引水渠、連通孔組成,所述的異形截面段由頂板、外側板、內側板、底板、匯沙槽構成；大徑豎筒由筒頂蓋、筒底板構成；連通孔為大徑豎筒側壁上開設的與梯形截面段相連通的孔；所述的輸出段與引水渠過水面積相同，過水面積由灌溉需求設計確定，進水口過水面積比輸出段過水面積大30%；異形截面段過水面積是輸出段過水面積的兩倍，大徑豎筒過水面積是輸出段過水面積的四倍；矩形截面段通過連接段過渡到異形截面段，連接段截面為漸變；進水口為迎水方向，進水口設置在設計取水高程，棄沙口為背水方向，設在河底高程以上1米；矩形截面段、連接段、異形截面段、梯形截面段、大徑豎筒、輸出段依次連通并固定設置在一起；棄沙一段為矩形截面涵管，在異形截面段尾端與匯沙槽連通并與異形截面段固定設置在一起；棄沙二段為矩形截面涵管，一端與大徑豎筒底部連通且固定設置在一起，另一端與棄沙一段連通且固定設置在一起；所述的異形截面段從連接段處開始高程逐漸降低，環繞一周后在矩形截面段下方通過，異形截面段和梯形截面段為等坡度設置；底板內側低外側高，坡度為20度；匯沙槽位于底板最低處；所述的輸出段為矩形截面管一端與大徑豎筒上部連通，另一端與引水渠連通；筒底板為斜板，坡度為25度。

進一步的，該構筑物由鋼筋混凝土澆筑而成。