坝前淤沙收集处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种坝前淤沙收集处理系统，包括坝底淤沙收集系统、水中浮沙及垃圾过滤收集装置、起吊设备和泥沙再处理设备。采用该系统能够及时处理坝前的泥沙淤积，在达到一定淤积深度之后，可以及时让泥沙进入收集装置内，从而淤沙高度不会进一步增加，有效降低水库库容下降的速率，水体内的浮沙也可以进行收集处理，以减少泥沙的沉积量，并且可以将清理出的泥沙和垃圾进行初筛，从而达到再利用的目的。针对泥沙的两种不同分布，分别对坝前水体中的泥沙进行处理，利用引导坝底淤沙到特定收集位置和模仿鲸类捕食的过程来处理浮沙，从而到达到及时清理坝前淤沙的目的，更高效及时。

Collection and treatment system of silt in front of dam

The invention discloses a silting collection and treatment system in front of a dam, which comprises a silting collection system at the dam bottom, a floating sand and garbage filtering collection device in the water, a lifting device and a sediment reprocessing device. The system can deal with the sediment deposition in front of the dam in time. After reaching a certain depth of deposition, it can let the sediment into the collection device in time, so that the sediment height will not be further increased, effectively reducing the rate of reservoir capacity decline, and the floating sediment in the water body can also be collected to reduce the sediment deposition, and the cleared sediment and garbage can be carried out Preliminary screening, so as to achieve the purpose of reuse. According to the two different distributions of sediment, the sediment in the water body in front of the dam is treated respectively, and the floating sediment is treated by guiding the sediment at the dam bottom to a specific collection position and imitating the process of whale predation, so as to achieve the purpose of clearing the sediment in front of the dam in time, which is more efficient and timely.

【技术实现步骤摘要】
坝前淤沙收集处理系统
本专利技术属于水利水电工程
，具体地说是涉及一种根据坝前水库泥沙的不同状态，分层处理坝前淤沙，结合仿生学，模仿鲸类捕食的过程处理浮沙，减小坝前淤沙给大坝带来的负面影响的定期除沙系统。
技术介绍
水库中携带泥沙因坝前水流流速减缓，水流的携沙能力明显降低，所挟带的泥沙将由粗到细逐渐下沉，导致泥沙在坝前迅速淤积，对大坝的安全以及日常运行和管理带来很大不便。一方面沉积的泥沙会对大坝产生较大的淤沙压力，对大坝的稳定性造成极大安全隐患，另一方面，坝前淤沙明显减少水库库容，降低水库调蓄能力。此外坝前淤沙还可能对管道造成淤堵，拦污栅因为压差过高而清理困难，以及被压断的现象。在许多水库中，泥沙淤积问题一直是一个亟待解决的问题，从理论上研究泥沙沉积的原理与规律，也应从工程设计上对该问题进行后期处理。目前还没有有效的方法对坝前淤沙进行处理，定期用抽沙泵将坝前淤积的泥沙进行清理往往费时费工，对于蓄水位较高的水库适用性较小且可行性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种利用人为干预淤泥沉积以及仿生学过滤收集水中浮沙，能够分层收集处理泥沙，再对收集上的泥沙进行再处理，从而达到再利用的效果。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：坝前淤沙收集处理系统，包括坝底淤沙收集系统、水中浮沙及垃圾过滤收集装置、起吊设备，以及泥沙再处理设备；所述坝底淤沙收集系统包括沉砂槽和第一收集室；沉砂槽沿长度方向开设在大坝迎水面折坡上，沉砂槽的两端均设置有第一收集室，第一收集室内放置有钢板收集箱；所述起吊设备包括两个位于坝顶的卷扬机，每个卷扬机位于对应收集箱的正上方，卷扬机的钢丝绳下端与收集箱连接；所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置能够悬浮在水库中，包括泥沙储存室和设置在泥沙储存室两侧的水体收集室，水体收集室利用仿生学模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体，并经过过滤后将泥沙和垃圾收集于泥沙储存室中；所述泥沙再处理装置设置在坝顶，包括三层分离室和震动转动，自上而下依次包括第一层分离室、第二层分离室和第三层分离室，三层分离室的底部均开设有多个孔，且三层分离室底部的孔径由上到下依次减小，第三分离室安装有震动装置，能够带动三层分离室轻微摆动对泥沙进行分离。泥沙的坝前淤积过程分为两个状态：浮沙状态以及在坝底淤积。因此可以针对这两种不同的分布，分别对坝前水体中的泥沙进行处理，利用引导坝底淤沙到特定收集位置和模仿鲸类捕食的过程来处理浮沙，从而到达到及时清理坝前淤沙的目的，更高效及时。进一步改进，所述砂槽包括第一砂槽、第二砂槽和第三砂槽，第一砂槽、第二砂槽和第三砂槽沿大坝迎水面折坡自下而上平行分布。进一步改进，所述第一砂槽、第二砂槽和第三砂槽的底面均为弧形凹槽，弧形凹槽的中部高，两端底。进一步改进，所述收集箱的底部由一层刚度较大的筛网和一层不锈钢细筛网组成。进一步改进，所述水体收集室收集室包括顶板、底板和两个侧板；顶板通过转轴与泥沙储存室连接，第一电机驱动转轴转动，底板与泥沙储存室固连，侧板通过多个钢板平行排列组成，相邻两个钢板间距为0.5mm，钢板的上端与顶板固连；通过第一电机驱动顶板和两侧板一起转动来模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体。进一步改进，所述底板倾斜设置，侧板的高度由末端向转轴一端依次减小；侧板的下部设置有柔性材料缓冲垫。进一步改进，所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置还包括仿生水舌和水泵，水体收集室中设置有仿生水舌，仿生水舌由橡胶制成的囊袋，与水泵连通。进一步改进，所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置还包括控制器和设置在泥沙储存室两端靠近水体收集室的一侧均设置有压力传感器，泥沙储存室两端设置有电磁阀，电磁阀将水体收集室和泥沙储存室连通，控制器和压力传感器、电磁阀均电连接，电池为控制器、压力传感器和电磁阀供电。收集室闭合后，仿生水舌随后由泵进行充水膨胀，收集室内的水体受压排出，泥沙受阻留在收集室内，并滑向收集室末端，末端压力传感器感应后，电磁阀开启，泥沙被挤入泥沙储存室中，储存室由厚钢板组成。进一步改进，所述泥沙储存室上设置有用于清理泥沙和垃圾的闸门。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用该系统能够及时处理坝前的泥沙淤积问题，在达到一定淤积深度之后，可以及时让泥沙进入收集装置内，从而淤沙高度不会进一步增加，有效降低水库库容下降的速率，水体内的浮沙也可以进行收集处理，以减少泥沙的沉积量，并且可以将清理出的泥沙和垃圾进行初筛，从而达到再利用的目的。附图说明图1为系统在大坝上的整体布局图。图2为坝底淤沙收集系统在滑槽出的剖面图。图3为坝底淤沙收集系统在泥沙沉积收集室处的剖视图。图4为水中浮沙及垃圾过滤收集装置的立体图。图5为水中浮沙及垃圾过滤收集装置的俯视剖面图。图6为泥沙再处理设备的结构图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：如图1-6所示，坝前淤沙收集处理系统，包括坝底淤沙收集系统1、水中浮沙及垃圾过滤收集装置2、起吊设备3，以及泥沙再处理设备4；所述坝底淤沙收集系统1包括沉砂槽和第一收集室8；沉砂槽沿长度方向开设在大坝迎水面折坡上，沉砂槽5的两端均设置有第一收集室8，第一收集室8内放置有钢板收集箱9；所述起吊设备3包括两个位于坝顶的卷扬机，每个卷扬机位于对应收集箱9的正上方，卷扬机的钢丝绳下端与收集箱9连接；所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置2能够悬浮在水库中，包括泥沙储存室12和设置在泥沙储存室12两侧的水体收集室11，水体收集室11利用仿生学模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体，并经过过滤后将泥沙和垃圾收集于泥沙储存室12中；所述泥沙再处理装置3设置在坝顶，包括三层分离室和震动转动，自上而下依次包括第一层分离室21、第二层分离室22和第三层分离室23，三层分离室的底部均开设有多个孔，且三层分离室底部的孔径由上到下依次减小，第三分离室23安装有震动装置24，能够带动三层分离室轻微摆动对泥沙进行分离。在本实施例中，所述砂槽包括第一砂槽5、第二砂槽6和第三砂槽7，第一砂槽5、第二砂槽6和第三砂槽7沿大坝迎水面折坡自下而上平行分布。在本实施例中，所述第一砂槽5、第二砂槽6和第三砂槽7的底面均为弧形凹槽，弧形凹槽的中部高，两端底。在本实施例中，所述收集箱9的底部由一层刚度较大的筛网和一层不锈钢细筛网10组成。在本实施例中，所述水体收集室11收集室包括顶板、底板和两个侧板；顶板通过转轴与泥沙储存室12连接，第一电机驱动转轴转动，底板与泥沙储存室12固连，侧板13通过多个钢板平行排列组成，相邻两个钢板间距为0.5mm，钢板的上端与顶板固连；通过第一电机驱动顶板和两侧板13一起转动来模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体。在本实施例中，所述底板倾斜设置，侧板的高度由末端向转轴一端依次减小；侧板的下部设置有柔性材料缓冲垫14。在本实施例中，所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置2还包括仿生水舌17和水泵，水体收集室11中设置有仿生水舌17，仿生水舌17由橡胶制成的囊袋，与水泵连通。在本实施例中，所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置2还包括控制器和设置在泥沙储存室12两端靠近水体收集室11的一侧均设置有压力传感器18，泥沙储存室12两端设置有电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.坝前淤沙收集处理系统，其特征在于，包括坝底淤沙收集系统(1)、水中浮沙及垃圾过滤收集装置(2)、起吊设备(3)，以及泥沙再处理设备(4)；所述坝底淤沙收集系统(1)包括沉砂槽和第一收集室(8)；沉砂槽沿长度方向开设在大坝迎水面折坡上，沉砂槽(5)的两端均设置有第一收集室(8)，第一收集室(8)内放置有钢板收集箱(9)；所述起吊设备(3)包括两个位于坝顶的卷扬机，每个卷扬机位于对应收集箱(9)的正上方，卷扬机的钢丝绳下端与收集箱(9)连接；所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置(2)能够悬浮在水库中，包括泥沙储存室(12)和设置在泥沙储存室(12)两侧的水体收集室(11)，水体收集室(11)利用仿生学模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体，并经过过滤后将泥沙和垃圾收集于泥沙储存室(12)中；所述泥沙再处理装置(3)设置在坝顶，包括三层分离室和震动转动，自上而下依次包括第一层分离室(21)、第二层分离室(22)和第三层分离室(23)，三层分离室的底部均开设有多个孔，且三层分离室底部的孔径由上到下依次减小，第三分离室(23)安装有震动装置(24)，能够带动三层分离室轻微摆动对泥沙进行分离。...

【技术特征摘要】
1.坝前淤沙收集处理系统，其特征在于，包括坝底淤沙收集系统(1)、水中浮沙及垃圾过滤收集装置(2)、起吊设备(3)，以及泥沙再处理设备(4)；所述坝底淤沙收集系统(1)包括沉砂槽和第一收集室(8)；沉砂槽沿长度方向开设在大坝迎水面折坡上，沉砂槽(5)的两端均设置有第一收集室(8)，第一收集室(8)内放置有钢板收集箱(9)；所述起吊设备(3)包括两个位于坝顶的卷扬机，每个卷扬机位于对应收集箱(9)的正上方，卷扬机的钢丝绳下端与收集箱(9)连接；所述水中浮沙及垃圾过滤收集装置(2)能够悬浮在水库中，包括泥沙储存室(12)和设置在泥沙储存室(12)两侧的水体收集室(11)，水体收集室(11)利用仿生学模仿鲸类捕食磷虾的过程收集水库中含有浮沙和垃圾的水体，并经过过滤后将泥沙和垃圾收集于泥沙储存室(12)中；所述泥沙再处理装置(3)设置在坝顶，包括三层分离室和震动转动，自上而下依次包括第一层分离室(21)、第二层分离室(22)和第三层分离室(23)，三层分离室的底部均开设有多个孔，且三层分离室底部的孔径由上到下依次减小，第三分离室(23)安装有震动装置(24)，能够带动三层分离室轻微摆动对泥沙进行分离。2.根据权利要求1所述的坝前淤沙收集处理系统，其特征在于，所述砂槽包括第一砂槽(5)、第二砂槽(6)和第三砂槽(7)，第一砂槽(5)、第二砂槽(6)和第三砂槽(7)沿大坝迎水面折坡自下而上平行分布。3.根据权利要求2所述的坝前淤沙收集处理系统，其特征在于，所述第一砂槽(5)、第二砂槽(6)和第三砂槽(7)的底面均为弧形凹槽，弧形凹槽的中部高，两端底。4.根据权利要求1-3中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锦华，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32