[發明專利]防止泥沙進入取水口的內置排水泵潛浮式攔沙坎

有效

• 申請號: 201810973033.2
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109113033B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 馬旭東;聶銳華;劉興年;黃爾;楊克君;張斌;王協康;鐘益華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E02B8/02
• 分類號: E02B8/02
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

本發明公開了一種防止超量泥沙進入取水口的內置排水泵潛浮式攔沙坎，包括固定設置的圍腔式固定攔沙坎、位于固定攔沙坎圍腔內的潛浮箱、設置在潛浮箱內的排水泵、監測泥沙沉積高度的高程傳感器以及中控單元；潛浮箱的形體結構與固定攔沙坎圍腔的形體結構相匹配，在潛浮箱與固定攔沙坎圍腔之間設置有導向結構件和限制潛浮箱上浮距離的限位結構件，所述潛浮箱設置有通氣管(1)。本發明所述潛浮式攔沙坎，當攔沙坎前泥沙淤積高于限制高程，潛浮箱上浮增高攔沙坎的高程，當臨時防沙任務完成后，潛浮箱下潛至固定攔沙坎圍腔內，恢復攔沙常態。本發明通過改變潛浮箱內的水位使潛浮箱上浮與下沉，實現攔沙坎高程的增高和降低，操作簡單，可行性強。

技術領域

本發明涉及水利工程、防災減災工程與農業水利工程等，尤其涉及一種取水口前泥沙淤積較大、需臨時提高攔沙坎高度的山區河流取水口的攔沙坎。

背景技術

從山區河流中取水的方式，除了在高壩水庫的中深層取水外，更多取水方式為低閘取水或無壩取水，且以取水口側向布置為主。為了防止河道內泥沙進入取水口，合理設置取水口的位置與體型非常重要，此外還需在取水口進口前適當的部位設置攔沙與排沙建筑物，其中攔沙建筑物以攔沙坎為主。

對于山區河流取水口，汛期內取水口前的泥沙通量可能會超過工程設計預估值，導致超量泥沙在取水口攔沙坎前落淤，可能高于泥沙淤積限制高程。對于部分河床式水電站取水口，在引水發電期，泥沙會在攔沙坎前及庫區內大量淤積，當汛期降低水位排沙運行時，該部分淤積的泥沙便會大量起動或起懸，部分泥沙可能會翻越攔沙坎進入取水口。上述情況的發生會影響取水口的安全運行，目前的應對措施主要以人工疏浚為主，尚無有效的工程措施。

為了防止超量泥沙進入取水口，且考慮到運行的便捷性，本發明開發了一種內置排水泵潛浮式攔沙坎，直到本發明完成之前，發明人還未發現采用本發明所提出的攔沙坎的相關研究和工程實例。

發明內容

針對山區河流取水口攔沙的需要，本發明提出了一種防止泥沙進入取水口的內置排水泵潛浮式攔沙坎，用于汛期攔擋取水口攔沙坎前超量淤積或起懸的泥沙進入取水口，以實現安全擋沙、降低維護成本及提高工程運行安全的目的。

本發明的基本思想是將攔沙坎設計成可改變高程的攔沙坎，汛期使攔沙坎的高程增高，取水期攔沙坎的高程又恢復到設計高程，以解決汛期攔沙坎前超量淤積或起懸的泥沙進入取水口。

本發明的基本設計是將攔沙坎設計成由固定高程的固定攔沙坎和可在水中潛浮的潛浮箱構成，通過將水注入或排出潛浮箱使潛浮箱下潛或浮起以改變攔沙坎的高程，解決汛期攔沙坎前超量淤積或起懸的泥沙進入取水口。

本發明提供的防止泥沙進入取水口的內置排水泵潛浮式攔沙坎，其構成包括：固定設置在取水口前方底板上呈圍腔式的固定攔沙坎、位于固定攔沙坎圍腔內的潛浮箱、設置在潛浮箱內的排水泵、設置在固定攔沙坎前方監測泥沙沉積高度的高程傳感器以及與高程傳感器和排水泵電控連接的中控單元，潛浮箱的形體結構與固定攔沙坎圍腔的形體結構相匹配，且潛浮箱與固定攔沙坎圍腔之間留有間隙，以便水進入間隙能將排空水的潛浮箱浮起，在潛浮箱與固定攔沙坎圍腔之間設置有限制潛浮箱在上下浮動過程中擺動的導向結構件和限制潛浮箱上浮距離的限位結構件，所述潛浮箱設置有其上端段設計有通氣口的通氣管，通氣管通氣口的位置為在汛期且潛浮箱上浮至限位位置時位于水面上方與大氣連通。

為了取得更好的技術效果，本發明還可進一步采取以下技術措施，以下各項技術措施可單獨實施，也可組合實施，甚至一并實施。

在本發明的上述技術方案中，優先考慮在固定攔沙坎圍腔底板上固定設置用于支撐潛浮箱的支撐墩；進一步地，所述支撐墩優先采取兩條平行布置的條形結構的支撐墩。

在本發明的上述技術方案中，優先考慮在固定攔沙坎背流面設計支抵固定攔沙坎的支抵墩；進一步地，將支抵墩與固定攔沙坎設計為整體結構，且支抵墩優先采取上窄下寬斜坡面結構的支抵墩。