排沙渠道的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種排沙渠道，屬于水利工程中泥沙處理技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括進(jìn)水渠、彎道、輸沙廊道、旋流沉沙池和出水渠，所述彎道上游接所述進(jìn)水渠，下游接所述出水渠，所述彎道的中心角為270°，所述出水渠從所述進(jìn)水渠的下方穿過(guò)；所述彎道內(nèi)設(shè)有圓弧形的溢流導(dǎo)流板；在所述彎道的內(nèi)側(cè)墻的底部位置開(kāi)設(shè)一條窄縫；所述輸沙廊道位于所述彎道的下方，通過(guò)所述窄縫與所述彎道相連通；在所述輸沙廊道的末端連接一個(gè)所述旋流沉沙池。本實(shí)用新型占地面積小，能設(shè)置在渠首附近，可以對(duì)粗沙進(jìn)行有效排除，從而解決在離灌區(qū)渠首較遠(yuǎn)的位置修建沉沙池而面臨的征地困難、長(zhǎng)距離輸送粗沙易淤積等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
排沙渠道
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于水利工程中泥沙處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種排沙渠道?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]我國(guó)北方多為多沙河流，在多沙河流上引水灌溉容易發(fā)生引水渠道內(nèi)泥沙淤積問(wèn)題。為了解決灌區(qū)引水渠道泥沙淤積問(wèn)題，一般是修建沉沙池來(lái)處理進(jìn)入引水渠道的有害泥沙。沉沙池是解決灌區(qū)泥沙淤積問(wèn)題的有效措施，它的適用性和應(yīng)用數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于諸如排沙渦管、排沙漏斗、自排沙廊道等其它的二級(jí)泥沙處理設(shè)施。然而沉沙池也存在占地多、 運(yùn)用年限短、很難重復(fù)利用等不足，修建在渠首附近的沉沙池被淤滿后，被迫選擇在離渠首較遠(yuǎn)的下游段設(shè)置沉沙池，從而可能遭遇征地困難、長(zhǎng)距離輸送粗沙易淤積等問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種排沙渠道，本實(shí)用新型不僅占地面積小，而且能設(shè)置在渠首附近，對(duì)粗沙進(jìn)行有效排除，避免長(zhǎng)距離輸送粗沙易淤積的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取下述技術(shù)方案:
[0005]—種排沙渠道，包括進(jìn)水渠、彎道、輸沙廊道、旋流沉沙池和出水渠，所述彎道上游接所述進(jìn)水渠，下游接所述出水渠;在所述彎道的內(nèi)側(cè)墻的底部位置開(kāi)設(shè)一條窄縫;所述輸沙廊道位于所述彎道的下方，通過(guò)所述窄縫與所述彎道相連通;在所述輸沙廊道的末端連接一個(gè)所述旋流沉沙池。
[0006]優(yōu)選的，所述彎道的中心角為270°，在所述出水渠與所述進(jìn)水渠相交的位置處所述出水渠從所述進(jìn)水渠的下方穿過(guò)。
[0007]優(yōu)選的，所述彎道的橫斷面為矩形。
[0008]優(yōu)選的，所述彎道內(nèi)設(shè)有圓弧形的溢流導(dǎo)流板，可以增加彎道橫向環(huán)流的強(qiáng)度，促使彎道底層水流更好地向彎道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)、表層水流更好地向彎道外側(cè)運(yùn)動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，所述旋流沉沙池主要由池體、導(dǎo)流板、中心柱、排沙管、出水室和出水管組成，所述池體為圓柱形，與所述輸沙廊道切向連接，所述池體底部連接一個(gè)所述排沙管，所述池體頂部連接一個(gè)所述出水室和所述出水管，所述池體內(nèi)部設(shè)有一個(gè)圓筒形所述導(dǎo)流板和一個(gè)所述中心柱，所述旋流沉沙池起到二次水沙分離的作用，大大降低了耗水率。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0011]1、本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的沉沙池相比，占地面積小得多，土方開(kāi)挖量很小，工程造價(jià)很低。
[0012]2、本實(shí)用新型的主要過(guò)水部分為進(jìn)水渠、彎道和出水渠，這些過(guò)水部分的水流形態(tài)與上下游引水渠道的水流形態(tài)是相近的，因此很容易與原來(lái)的引水渠道對(duì)接，本實(shí)用新型對(duì)來(lái)水來(lái)沙條件和地形條件沒(méi)有特定要求，便于修建在需要避免泥沙淤積的渠道上。
[0013]3、本實(shí)用新型利用彎道和旋流沉沙池進(jìn)行二次水沙分離，對(duì)粗沙的排沙率高，耗水率低，可以單獨(dú)設(shè)置，也可以與沉沙池聯(lián)合使用，起到提高沉沙池運(yùn)用年限的作用?！靖綀D說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖。[0〇15]圖2是圖1的A-A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖1的B-B斷面結(jié)構(gòu)示意圖。[0〇17]圖4是圖1的C-C斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:丨一進(jìn)水渠，2—出水渠，3—旋流沉沙池，4一輸沙廊道，5—彎道，6—溢流導(dǎo)流板，7—窄縫，8—池體，9—導(dǎo)流板，10—中心柱，11 —出水室，12—出水管，13—排沙管。【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1?4所示，進(jìn)水渠1的橫斷面為矩形，進(jìn)水渠1在縱向上為直線形，進(jìn)水渠1的長(zhǎng)度為其寬度的10倍以上。在進(jìn)水渠1的末端一個(gè)連接270°的彎道5,彎道5橫斷面為矩形， 彎道5內(nèi)設(shè)有圓弧形的溢流導(dǎo)流板6，溢流導(dǎo)流板6的高度為彎道5寬度的0.23倍，在彎道5內(nèi)側(cè)墻的底部位置開(kāi)設(shè)一條窄縫7,窄縫7的中心角為180°，窄縫7的高度為彎道5寬度的1/100 倍。在彎道5的末端連接出水渠2,出水渠2在縱向上為直線形，在出水渠2與進(jìn)水渠1相交的位置上出水渠2從進(jìn)水渠1下方穿過(guò)，在這里一部分出水渠2渠底為曲線形，以便減小水頭損失。輸沙廊道4通過(guò)窄縫7與彎道5相連通，輸沙廊道4的橫斷面為矩形，輸沙廊道4的寬度為彎道5寬度的0.15倍。在輸沙廊道4的末端切向連接一個(gè)旋流沉沙池3，旋流沉沙池3主要由池體8、導(dǎo)流板9、中心柱10、排沙管13、出水室11和出水管12組成。池體8為圓柱形，池體8直徑為彎道5寬度的1.5倍，池體8底部?jī)A斜，底部坡度為1:10。池體8內(nèi)部設(shè)有一個(gè)豎直的圓筒形的導(dǎo)流板9,導(dǎo)流板9直徑為彎道5寬度的2/3倍，導(dǎo)流板9高度為彎道5寬度的1/6倍。池體8 中心軸位置設(shè)有一個(gè)中心柱10,中心柱10上部為圓柱形，下部為圓臺(tái)形，中心柱10底部與池體8底部的最小間距為彎道5寬度的0.06倍。池體8底部中心位置連接一個(gè)設(shè)有閥門(mén)的排沙管13。池體8頂部中心位置連接一個(gè)圓柱形的出水室11，出水室11側(cè)面連接出水管12。
[0021]工作時(shí)，灌區(qū)引水渠道的挾沙水流通過(guò)進(jìn)水渠1引入彎道5內(nèi)，水流在彎道5和溢流導(dǎo)流板6的作用下形成螺旋流，在此螺旋流的影響下表層較清水流漫過(guò)溢流導(dǎo)流板6而流到彎道5外側(cè)，底層高濃度含沙水流穿過(guò)彎道5內(nèi)側(cè)墻上的窄縫7而進(jìn)入輸沙廊道4，從而促使彎道5內(nèi)水流含沙量沿縱向逐漸降低，經(jīng)排沙處理后的彎道5內(nèi)水流再通過(guò)出水渠2流回到灌區(qū)引水渠道。輸沙廊道4內(nèi)的高濃度含沙水流進(jìn)入旋流沉沙池3，進(jìn)行二次水沙分離，在這里大部分泥沙沉降到池體8底部并從排沙管13排出，而從出水室11出來(lái)的較清水流通過(guò)出水管12被引入下游灌區(qū)加以利用。通過(guò)調(diào)節(jié)排沙管13上的閥門(mén)可以控制這里的流量，使得本實(shí)用新型的排沙率和耗水率達(dá)到一個(gè)較優(yōu)的組合。[〇〇22]實(shí)驗(yàn)結(jié)果[〇〇23]根據(jù)黃河中下游引黃灌區(qū)干渠泥沙淤積的實(shí)際情況，設(shè)定如下工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn):弓丨水渠道渠底寬度為3m，流量為2m3/s，淤積泥沙的中值粒徑為0.2mm。物理模型按照重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，模型幾何比尺為1:10，彎道5寬度為0.3m，流量為6.3L/s，采用中值粒徑為0.13mm 的粉煤灰作為模型沙，所用粉煤灰密度為2.03g/cm3。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在進(jìn)水渠1上游均速投加粉煤灰，對(duì)出水渠2、旋流沉沙池3的出水管12和排沙管13流出水流的流量和含沙量進(jìn)行測(cè)量，然后計(jì)算本實(shí)用新型的耗水率和排沙率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)本實(shí)用新型的耗水率控制在5.3%時(shí)， 其排沙率為59% ;當(dāng)本實(shí)用新型的耗水率控制在6.8%時(shí)，其排沙率為67%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明， 本實(shí)用新型可以在較低的耗水率下對(duì)淤積泥沙進(jìn)行有效排除。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種排沙渠道，包括進(jìn)水渠、彎道和出水渠，所述彎道上游接所述進(jìn)水渠，下游接所 述出水渠，其特征在于:所述排沙渠道還包括輸沙廊道和旋流沉沙池;在所述彎道的內(nèi)側(cè)墻 的底部位置開(kāi)設(shè)一條窄縫;所述輸沙廊道位于所述彎道的下方，通過(guò)所述窄縫與所述彎道 相連通;在所述輸沙廊道的末端連接一個(gè)所述旋流沉沙池。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述排沙渠道，其特征在于:所述彎道的中心角為270°，所述出水渠 從所述進(jìn)水渠的下方穿過(guò)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述排沙渠道，其特征在于:所述彎道的橫斷面為矩形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述排沙渠道，其特征在于:所述彎道內(nèi)設(shè)有圓弧形的溢流導(dǎo)流板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述排沙渠道，其特征在于:所述旋流沉沙池主要由池體、導(dǎo)流板、中 心柱、排沙管、出水室和出水管組成，所述池體為圓柱形，與所述輸沙廊道切向連接，所述池 體底部連接一個(gè)所述排沙管，所述池體頂部連接一個(gè)所述出水室和所述出水管，所述池體 內(nèi)部設(shè)有一個(gè)圓筒形所述導(dǎo)流板和一個(gè)所述中心柱。
【文檔編號(hào)】E02B5/08GK205576854SQ201620417223
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】肖柏青, 戴翔, 鄭雅欣, 楊濤
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)