[發明專利]基于流致振動原理的供水高含沙水體取水裝置

在審

• 申請號: 201910028591.6
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109707001A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 龔家國;范嚴偉;余弘婧;王曉星;伊麗;趙勇;王慶明;翟家齊;翟正麗;王英
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E03B3/04
• 分類號: E03B3/04
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明涉及基于流致振動原理的供水高含沙水體取水裝置，特別涉及一種確保水質水量的供水水源地的優化配置系統，屬于水源技術領域。裝置包括取水系統、振動自持系統、輸水系統和監測控制系統。本發明利用“流致振動”原理和滲濾式取水相結合的取水方式，裝置具有一定的自持、自凈能力，保障取水水質穩定。“流致振動”調節裝置與四周透水取水板連接，在水流作用下發生震動，做到從渾濁的洪水中取到干凈的水，同時取水裝置由于震動，能夠迅速“抖落”取水過程中附著的泥土，并可實時監測控制和檢修，以防止泥沙沉積附著，保證取水效率不降低，同時保證了取水水質。

技術領域

本發明涉及基于流致振動原理的供水高含沙水體取水裝置，特別涉及一種確保水質水量的供水水源地的優化配置系統，屬于水源技術領域。

背景技術

雅加達-萬隆地區地處赤道附近的爪哇島，降雨豐沛，水資源量豐富；然而，該地區屬于火山島地形，山高坡陡，比降大，地形破碎，地質活躍，土壤為火山灰土，植被遭到破壞，水土流失嚴重。隨著經濟社會的發展，居民生活用水需求不斷增長，同時由于城市的不斷擴張，城市邊緣沿河道或溝道不斷上溯，現有水源地多在流域中下游，形成人高水低的局面，集中供水耗能不斷增加。分布式地表水供水水源系統能更好的應對當地對于水質和水量的要求。

我國部分地區降水豐沛，水資源量較大，但地形復雜破碎，水土流失嚴重，不具備建設大型水源地的條件，且山區居民分散，供水需求分散，人高水低等造成的飲用水難以保障問題突出。

綜上所述，此類地區具有水資源豐富、地形復雜破碎、比降大、水土流失嚴重、難以建設集中式水源地、供水需求分散以及人高水低的特點。生活方式和地理條件等因素的限制，導致此類地區不具備建設大型水源地的條件；取用水中泥沙含量較高，水質很差，原有集中式的供水水源無法滿足城市發展所帶來對供水水源水質和水量的要求，且由于水文特點以及地形地貌等因素的影響，無法建立更多的集中式供水水源，嚴重影響人民的生活以及經濟社會的發展。

發明內容

本發明的目的是為了解決不具備建設大型水源地條件的山區水源泥沙含量大的問題，提供基于“流致振動”原理的供水高含沙水體取水裝置。該裝置的研發基于“流致振動”原理，具有自凈自持力較強的特點，以保證取水水質。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

基于流致振動原理的高含沙水體取水裝置，包括取水系統、振動自持系統、輸水系統和監測控制系統。

每個小水庫中安裝取水裝置，多個取水裝置通過管路聯通，使得上游被過濾的水通過管路外接取水或者流入下游小水庫中。

取水系統包括樁基、透水板、支撐骨架。多塊透水板構成一個空間，內部通過多條支撐骨架牢固支撐，樁基位于空間底部，需保證空間頂部帶有傾斜角度、空間底面高于死水位、所述透水板之間軟連接，保證透水板能夠震動同時防止砂礫進入取水系統；震動自持系統包括長連桿、短連桿和振動柱。長連桿的一端與振動柱固定連接，另一端與支撐骨架通過鉸鏈連接，支撐骨架與透水板通過短連桿連接；示意圖可參考圖4；輸水系統包括管路和電磁閥，電磁閥置于管路上，用于控制水流流量和流速；監測控制系統包括攝像頭、太陽能電池板、可調開度電磁閥、輸水管道壓力傳感器、流量計和控制軟件平臺，用于系統的監測、控制和檢修。

所述空間頂部的傾斜角度大于40°。

在上游流入的管路與向下游流出的管路之間設置旁通管，旁通管上布置有電磁閥；通過調節電磁閥來控制進入取水裝置的水流流量和流速；

工作過程：取水裝置整體置于水中，且需保證建設在小水庫的死庫容水位之上，用樁基支撐；水流通過透水板進入取水裝置，然后在重力作用下從出水口流出；此時能夠過濾掉泥沙等顆粒物；振動柱在水流作用下發生左右擺動，從而通過鉸鏈帶動透水板震動，抖落高含沙水體滲透取水過程中沉積在透水板表面的泥沙，擺動幅度和頻率由通過調節電磁閥開度調控的水流流速和渦動強度決定。并通過檢測控制系統實時監控。