一种具有过滤功能的水利枢纽制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有过滤功能的水利枢纽。该水利枢纽，由上游河道（1），下游河道（2）和引水渠（3）组成，引水渠（3）设置在上游河道（1）的侧面，沉砂池（7）和反滤墙（8）设置在引水渠（3）的内部。

【技术实现步骤摘要】
一种具有过滤功能的水利枢纽
本专利技术涉及一种水利枢纽，具体涉及一种具有过滤功能的水利枢纽。
技术介绍
现有的水利枢纽，在引水的同时，不能很好的控制泥沙，经常将大量的泥沙带入下游，不仅破坏环境，而且影响植被的生长。目前所使用的水利枢纽设施，一般为清除水中携带的泥沙专门设置沉砂池、冲沙闸。而一般的挡水、泄水、输水建筑物均没有对于拦沙的设置。这种布置方式看似各司其职，实则功能分散，导致土方开挖量、混凝土用量等大大增加，且没有充分适当的利用好工程土地，常常使水利枢纽建设过于冗长。本专利技术是将挡水、输水、拦沙效果综合考虑进行的建筑设计。反滤墙的作用机理是类似于滤网的过滤组件，利用沿水流方向由细到粗的级配砂砾加以滤网和柱状支撑结构，在不影响水流通过的前提下，使水流过而其携带的泥沙被阻挡在反滤墙上游。我们在对现有水利枢纽进行大量考察和深入分析后，设计出一种能够有效具有过滤功能的水利枢纽。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够有效降速沉沙的水利枢纽。本专利技术所述的水利枢纽，由上游河道(1)，下游河道(2)和引水渠(3)组成，引水渠(3)设置在上游河道(1)的侧面，沉砂池(7)和反滤墙(8)设置在引水渠(3)的内部。其中，沉砂池(7)为上宽下窄的漏斗形状。在沉砂池(7)的底部设置排砂闸门(13)。在排砂闸门(13)的下方设置一个三通形状的排沙泵(14)。其中，在排沙泵(14)的接口处装有排沙管道(15)，在排沙管道(15)的另一端连接下游河道(2)。泥沙通过排沙管道流入下游河道内。其中，在引水渠(3)的顶端设置引水闸(16)和消力池(17)。其中，在引水渠(3)的底端设置出水闸(18)。其中，沉砂池(7)的数量可以根据水流的大小和沙石的含量进行设置。可以为1‐5个，优选为3个。其中，上游河道(1)和引水渠(3)的连接处，设置有拦污栅(19)。其中，反滤墙(8)安装在沉砂池(7)的后方，进入引水渠的水流先经过沉砂池的沉淀，后在通过反滤墙的过滤，最终流出引水渠。其中，反滤墙(8)由支柱、滤网、反滤层组成。反滤墙由里到外的结构组成为：反滤墙的最内部为支柱，在支柱的外表面包裹一层具有一定塑性的滤网，在滤网的外层是级配砂砾的反滤层。反滤层由多层级配均匀且耐风化的砂、砾、卵石或碎石组成。上述反滤墙所用的材料要求为：柱状支撑结构应具有足够的强度和耐久度以支撑荷载；滤网接近刚性结构，能支持和传递反滤墙自重及水压力而不变形；对于反滤层，每层砂砾级配均匀，粒径随渗流方向而增大，反滤层应有足够的尺寸以适应可能的不均匀变形。本专利技术中，上述各个部件的功能如下：反滤墙：由细到粗的级配砂砾加以滤网和柱状支撑结构。级配砂砾要求任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能产生相对移动。滤网使用较高强度的材料，用以固定级配砂砾的形状和位置。柱状支撑结构即桩柱，是用来保证反滤墙位置和稳定性的必需结构，但要注意不得影响水流的正常通过或造成较大的漩涡。当水流通过时，级配砂砾像一层层的筛挡住了粒径大小不同的泥沙，而水流则可以正常通过。反滤墙上游被阻挡的泥沙可以通过冲沙闸、抽砂泵等措施排离渠道(河道)。沉砂池，其利用其宽度减慢水的流速，从而使流水携带泥沙的能力大幅降低，泥沙将沉积在沉砂池底部。沉砂池底部设置为漏斗形，方便形成涡流，以便于排砂。当沉砂量达到某一设定值时，开启排砂闸门和抽砂泵，沉砂池中出现涡流，沉砂被排出。引水闸的作用：按照引水流量要求将天然水引入本水利设施。消力池的作用：消除天然水的动能，降低其流速，方便后续排沙过程。拦污栅的作用：防止天然水流表面漂浮物(树枝、枯木、生产生活垃圾等)进入本水利设施。排沙泵，在本专利技术中，每个排沙泵都接有两根排砂管道，平时只使用其中一根，另一根作为备用。这样可大大节约控制成本。排砂用的排沙泵和排砂闸门均安置在地下廊道内，方便工作人员的检修。管道最终将泥沙排往下游河道，管道出露河道壁，这是为了防止泥沙在河道侧岸大量堆积，妨碍河道正常运行。本专利技术针对现有水利枢纽不能统筹兼顾，即引水的同时不能保证下游生态需求；不能有效控制枯、讯水期达到引水要求和保证建筑安全性。提供了一个较好的解决方式。本专利技术相对于现有的水利枢纽，具有以下特点：以往的沉砂池一般为一级消力，一级沉砂。在遇到相对泥沙含量较大河流体系。其进行山区灌溉对其农田损伤较大。然而，本专利技术的人工河道采用多级沉砂排沙系统，所谓多级沉砂，即多个串联起来的沉砂池，依次承担粒径由大到小的泥沙排除任务，使最终流出河道的水含沙量达到适于灌溉的效果。本专利技术大大提高河道的沉砂和排沙能力，对农田的用水量补给起到了一定得到安全性保障和储量保障。本专利技术的反滤墙是将挡水、输水、拦沙效果综合考虑后研制出的建筑设计。反滤墙的作用机理是类似于滤网的过滤机构，利用沿水流方向由细到粗的级配砂砾加以滤网和柱状支撑结构，在不影响水流通过的前提下，使水流过而其携带的泥沙被阻挡在反滤墙的上游。本专利技术主要用途是不妨碍水流通过的同时有效阻挡泥沙进入渠道的下游，方便生产生活，满足饮用、灌溉等各方面的实际需要。本专利技术还针对现有水工建筑物功能分散，造价昂贵的弊端，实现了对建设土地的更优化利用，节省了土方开挖。除此之外，本专利技术的水利枢纽还具有以下优点：本专利技术的水利枢纽，使得上游高含沙量的流水能够降速沉沙，降低泥沙含量。上层清水进入引水渠道，为防止推移质泥沙进入引水渠道，采取引水渠的基准线高于河道地基一定程度，同时设置拦污栅防止杂物进入引水渠。下游段安置溢流坝，能在枯水期保证引水流量的同时，在汛水期防洪减灾。水平河道积累的落差，提高引水量，当闸门打开时能借助水流携沙力冲走上游淤积泥沙。同时，本专利技术能够有效降低进入引水渠的泥沙含量，并且不再用人工清淤的方法处理上游的沉沙。本专利技术的水利枢纽主要是针对山区设计的，水利枢纽弯道设计：根据上游来水流速设计渠道弯曲程度。引水渠位置：选取最佳位置在水利枢纽处开口设置引水渠。积累落差：根据地形纵坡，设计渠道长度，保证积累的水头能够冲走上游淤积的泥沙，并且对于人工渠道内的沉沙能够通过排沙管道排至河道下游。渠道围堰：采用垂直的模式，解决山区地形开挖难度大的问题，降低施工量。为保证稳定性，在其中加入铆筋。选材：尽可能的就地取材，降低成本，但是必须要根据相关规范和水利工程的实际需求计算用料。本专利技术的水利枢纽，不仅可以实现100m3/s的引水流量，而且能够满足阻挡0.1mm以上泥沙进入引水渠的作用。我们使用了一系列组合建筑物，并在考虑山区建筑的基础上使用了拦污栅、电化学防腐蚀方法等。我们深知工程建筑的安全运行的重要性，因此，为了该山区灌溉引水渠渠首枢纽工程可以长久的发挥水利作用，保证它的顺利运行，我们为其设置了较为牢靠的结构，方便后续的使用，并为可能的维修创造了尽可能大的便利。附图说明图1、水利枢纽的结果结构图图2、沉砂池图3、反滤墙图中标记：上游河道(1)，下游河道(2)，引水渠(3)，溢流坝(4)，凹岸(5)和凸岸(6)，沉砂池(7)，反滤墙(8)，排沙闸(9)，消力池(10)，锚杆(11)，河道壁(12)，排砂闸门(13)，排沙泵(14)，排沙管道(15)，引水闸(16)，消力池(17)，出水闸(18)，拦污栅(19)，具体实施方式通过以下具体实施例对本专利技术作进一步的说明，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有过滤功能的水利枢纽，其特征是，由上游河道（1），下游河道（2）和引水渠（3）组成，引水渠（3）设置在上游河道（1）的侧面，沉砂池（7）和反滤墙（8）设置在引水渠（3）的内部，反滤墙（8）安装在沉砂池（7）的后方，进入引水渠的水流先经过沉砂池的沉淀，后在通过反滤墙的过滤，最终流出引水渠，反滤墙（8）由支柱、滤网、反滤层组成。

【技术特征摘要】
1.一种具有过滤功能的水利枢纽，其特征是，由上游河道（1），下游河道（2）和引水渠（3）组成，引水渠（3）设置在上游河道（1）的侧面，沉砂池（7）和反滤墙（8）设置在引...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏宇，赵广兴，赵增锋，陈平平，杨新科，肖让，
申请(专利权)人：河西学院，
类型：新型
国别省市：甘肃,62