[發明專利]減少梯形斷面輸水渠中泥沙沉積的方法

有效

• 申請號: 202110292193.2
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112982309B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 劉潤澤;邵新正;劉國龍;王長海;王浩;張建明;王卓然;陳方旎;楊曉龍;王愛萍;張亞輝;閆觀清;陰明;韓準;姚青峰
• 申請（專利權）人: 河南省水利勘測設計研究有限公司
• 主分類號: E02B5/02
• 分類號: E02B5/02;E02B5/08
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 劉一曉;韓華

本發明公開了一種減少梯形斷面輸水渠中泥沙沉積的方法，包括第一步，制作設備埋件和犁鏵型導流葉片；所述犁鏵型導流葉片結構相同，均為圓臺側壁裁片，所述圓臺的上底面半徑:下底面半徑:高=1:3:15，且犁鏵型導流葉片的短圓弧兩端點間距:長圓弧兩端點間距=1:4；第二步，施工混凝土梯形斷面輸水渠，并在澆筑渠底、渠側墻襯砌混凝土之前，做好獨立基礎，然后將設備埋件逐一布置在各獨立基礎上，再將每一犁鏵型導流葉片逐個焊接在各設備埋件上，并使犁鏵型導流葉片的弧形凹面均迎著來水方向設置。本發明能夠達到渠道內泥沙沉積率在5%以下的目標，實現輸水渠道長期、連續、穩定輸水。

技術領域

本發明涉及水利工程中長距離輸水技術領域，尤其是涉及一種減少梯形斷面輸水渠中泥沙沉積的方法。

背景技術

我國西北的多泥沙輸水工程（如揚黃工程）在投入運行后均存在泥沙沉積問題，當泥沙沉積嚴重時會導致輸水渠水位偏高，嚴重威脅輸水渠行水安全，進而影響整體輸水工程的長期穩定運行。對于人工修筑的敞口混凝土梯形斷面輸水渠，其泥沙沉積的原因一方面是由于沿線風沙在渠內的沉降，另一方面是輸送水體自帶泥沙的沉降。目前常采用生物措施與工程措施相結合的方式進行治理，即圍攔+扎防沙草障+種沙生植物（沙柳等）聯合防治，其對減輕風沙災害有一些作用，但是投入高、見效慢，且不能解決輸送水體自帶泥沙在輸水渠內沉降的問題，仍需花費大量勞動力進行人工清淤。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種減少梯形斷面輸水渠中泥沙沉積的方法，具體可采用如下技術方案：

本發明所述的減少梯形斷面輸水渠中泥沙沉積的方法，包括如下步驟：

第一步，制作設備埋件和犁鏵型導流葉片；所述犁鏵型導流葉片結構相同，均為圓臺側壁裁片，所述圓臺的上底面半徑:下底面半徑:高=1:3:15，且犁鏵型導流葉片的短圓弧兩端點間距:長圓弧兩端點間距=1:4；

第二步，施工混凝土梯形斷面輸水渠，并在澆筑矩形斷面輸水渠內襯砌混凝土之前，做好設備埋件所需要的獨立基礎，然后將所述設備埋件逐一布置在各獨立基礎上，再將每一犁鏵型導流葉片逐個焊接在各設備埋件上，并使犁鏵型導流葉片的弧形凹面均迎著來水方向設置。

所述犁鏵型導流葉片成組設置并沿水流方向順次排列，每組犁鏵型導流葉片均包括設置在渠底中心線右側的第一導犁鏵型導流葉片、設置在渠底中心線左側的第二犁鏵型導流葉片和設置在渠左側墻上的第三犁鏵型導流葉片，所述第一犁鏵型導流葉片、第二犁鏵型導流葉片和第三犁鏵型導流葉片沿水流方向從前到后順次設置，且第一犁鏵型導流葉片和第二犁鏵型導流葉片均與渠底水平方向中心線呈30-35°夾角，而所述第三犁鏵型導流葉片則與水平線呈30-35°夾角傾斜向上設置。

所述犁鏵型導流葉片為厚度5-8mm的不銹鋼片，其短圓弧兩端點和長圓弧底部端點的所在面垂直于混凝土梯形斷面輸水渠的底面/左側墻。

所述犁鏵型導流葉片的短圓弧和長圓弧頂部端點處為鈍化圓角結構。

所述設備埋件由基板和焊接在其上的把筋組成，所述基板為矩形不銹鋼板，所述把筋為尾部帶有內彎鉤的門型螺紋鋼，把筋通過貼角焊方式與基板相連。

所述基板與犁鏵型導流葉片逐一對應，每個基板上則沿縱向均勻間隔設置有多個把筋。

研究表明，敞口渠道中多泥沙水流容易產生泥沙沉積的原因是由于水體中泥沙含量高，且泥沙的比重大于水的比重，水體流動過程中泥沙除向前運動還會下沉，長距離、長時間就會在水體底部漸漸沉積；其次是渠道內水流各點的流速不同，靠近渠道底部和渠側墻邊緣處的流速較小，而渠道中心接近水面處的流速最大，按照泥沙的運動規律分析得出：泥沙需達到臨界流速方可起動，而流速小于一定值時則會落淤沉積，即泥沙的運動依賴的是相對大流速的區間，而泥沙的沉積依賴的是相對小流速的區間。