[發明專利]一種滾水壩前水力自動減淤系統及施工方法

有效

• 申請號: 201810095160.7
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108149644B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 秦衛星;胡惠仁;鄧思佳;吳依婷;晏巍;鄒定全;陳宏
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E02B7/02
• 分類號: E02B7/02;E02B8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種滾水壩前水力自動減淤系統及施工方法。所述減淤系統包括岸邊引水渠、集水槽、沖砂管及固定墩。所述集水槽位于引水渠底部，槽頂設進水孔和通氣孔，槽側連接沖砂管。所述沖砂管進口段為倒U型管，坡面段設平壓管，由固定墩固定的河道段管身設沖砂噴頭。水體經引水渠自流不斷進入集水槽，當槽內水位達到U型管頂部時自動誘發虹吸現象，繼而以較大流速從沖砂噴頭持續噴射，在壩前形成局部湍流阻止泥砂沉積，驅使泥砂通過壩身排砂孔流入下游河道。所述施工方法如下：一、建引水渠、集水槽和固定墩；二、預制構件；三、現場分段安裝。本發明利用虹吸原理自動形成射流、湍流持續驅砂，具有減淤效果好、運行維護方便、生態環保等特點。

技術領域

本發明屬于水力排砂技術領域，特別是涉及一種滾水壩前水力自動減淤系統及施工方法。

背景技術

滾水壩在山區中小流域綜合治理中得到了廣泛應用并獲得了良好社會效益。然而，在滾水壩運行過程中，水流因壩體攔蓄作用流速降低，水中泥砂逐漸沉積壩前，常常導致壩前大范圍嚴重淤積、庫容減少、河道生態流量調節功能減弱甚至消失等嚴重后果。

目前山區滾水壩壩前減淤、清淤方法主要有兩大類：第一，改變滾水壩結構型式。該方法主要涉及的研究和專利技術如下：（1）設泄流排砂閘，用于排砂（黃家林，付學鋒.?火電廠取水配套工程滾水壩的設計及應用[J]．江西煤炭科技，2014，（1）：60-63）；（2）在滾水壩中部設由閘井段和箱形涵洞段組成的沖砂底孔（侯波.淺談喀浪古爾渠首正面排沙側面引水方式的應用[J].陜西水利，2014，（S1）：14-15）；（3）在由木桿三角閘架、木桿并串閘片和塑膠片并串護坦組成的滾水壩中，留出閘架間隔部位用于設置排砂口排砂（滾水壩設備.申請號：200410033140.5；2004.11.10）。（4）利用彎道水流原理，修建弧線型滾水壩用于沖砂（一種可自動沖砂減淤的弧線型滾水壩及其運行方法.申請號：201710148388.3；2017.03.14）。第二，人工或機械清淤。通過人力或機械（鏟車、挖掘機和高壓噴管等）定期對滾水壩前淤積的泥砂進行疏挖。

上述減淤方法均有一定的減淤效果，但也存在一些不足。第一類方法需對壩體進行較大改造，且對壩前較遠區域淤積泥砂的減淤效果不佳。第二類方法需處理大量疏挖的泥砂，環節多、成本高且易造成水土流失。

發明內容

針對現有減少山區滾水壩壩前淤積存在的技術問題，本發明利用虹吸原理自動形成射流、湍流持續驅砂，提供了一種減淤效果好、運行維護方便、生態環保的水力自動減淤系統及施工方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下。

本發明公開了一種滾水壩前水力自動減淤系統及施工方法。所述減淤系統包括岸邊引水渠、集水槽、沖砂管及固定墩。所述集水槽位于引水渠底部，槽頂設進水孔和通氣孔，槽側連接沖砂管。所述沖砂管進口段為倒U型管，坡面段設平壓管，由固定墩固定的河道段管身設沖砂噴頭。

進一步地，所述引水渠，渠首采用無壩引水；渠尾設置泄流孔且位于滾水壩下游河岸；寬度為0.3~2m，深度為0.3~2m。

進一步地，所述集水槽和沖砂管從滾水壩壩前2~3m開始布置，并沿河道中心線往上游按照間距為3~10m依次布置，直至滾水壩壩前影響區域末端。

進一步地，所述集水槽形狀為方形；深度為0.5~2m，長×寬為0.5×0.5~2m×2m；頂板為不銹鋼翻板，中心位置設置直徑為0.05~0.1m的進水孔，且高程與渠底一致；底板高程高于河道正常水位1~3m。

進一步地，所述沖砂管直徑0.2~1m；進水口高程高于集水槽底板高程0.1~0.2m。

進一步地，所述沖平壓管與沖砂管聯通點高程位于河道常水位與集水槽槽底高程之間。