一种能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，包括混凝土梯形断面输水渠，所述混凝土梯形断面输水渠的底面和左侧墙上设置有用于改变水体流态的犁铧型导流叶片，每一所述犁铧型导流叶片均具有弧形凹面结构的迎水面。本实用新型专利技术通过在混凝土梯形断面输水渠的内壁上设置犁铧型导流叶片，利用混凝土梯形断面输水渠中的水体动能，在混凝土梯形断面输水渠的底部和侧壁聚集能量，改变水体流动的速度和方向，使得混凝土梯形断面输水渠的底部和侧壁流动的水体处于湍流状态，阻止水体中悬浮的泥沙沉积，进而还使得泥沙远离混凝土梯形断面输水渠的底部，基本达到渠道内泥沙沉淀率5%的目标，实现混凝土梯形断面输水渠长期、连续、稳定输水。稳定输水。稳定输水。

【技术实现步骤摘要】
一种能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠


[0001]本技术涉及水利工程中长距离输水
，尤其是涉及一种能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠。

技术介绍

[0002]我国西北的多泥沙输水工程（如扬黄工程）在投入运行后均存在泥沙沉积问题，当泥沙沉积严重时会导致输水渠水位偏高，严重威胁输水渠行水安全，进而影响整体输水工程的长期稳定运行。对于人工修筑的敞口混凝土梯形断面输水渠，其泥沙沉积的原因一方面是由于沿线风沙在渠内的沉降，另一方面是输送水体自带泥沙的沉降。目前常采用生物措施与工程措施相结合的方式进行治理，即围拦+扎防沙草障+种沙生植物（沙柳等）联合防治，其对减轻风沙灾害有一些作用，但是投入高、见效慢，且不能解决输送水体自带泥沙在输水渠内沉降的问题，仍需花费大量劳动力进行人工清淤。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术提供一种通过调节水流状态的能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，具体可采用如下技术方案：
[0004]本技术所述的能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，包括混凝土梯形断面输水渠，所述混凝土梯形断面输水渠的底面和左侧墙上设置有用于改变水体流态的犁铧型导流叶片，每一所述犁铧型导流叶片均具有弧形凹面结构的迎水面。
[0005]所述犁铧型导流叶片成组设置并沿水流方向顺次排列，每组犁铧型导流叶片均包括设置在渠底中心线右侧的第一犁铧型导流叶片、设置在渠底中心线左侧的第二犁铧型导流叶片和设置在渠左侧墙上的第三犁铧型导流叶片，所述第一犁铧型导流叶片、第二犁铧型导流叶片和第三犁铧型导流叶片沿水流方向从前到后顺次设置，且第一犁铧型导流叶片和第二犁铧型导流叶片均与渠底水平方向中心线呈30
‑
35
°
夹角，而所述第三犁铧型导流叶片则与水平线呈30
‑
35
°
夹角倾斜向上设置。
[0006]所述犁铧型导流叶片结构相同，均为圆台侧壁裁片，所述圆台的上底面半径:下底面半径:高=1:3:15，且犁铧型导流叶片的短圆弧两端点间距：长圆弧两端点间距=1:4。
[0007]所述犁铧型导流叶片为厚度5
‑
8mm的不锈钢片，其短圆弧两端点和长圆弧底部端点的所在面垂直于混凝土梯形断面输水渠的底面/左侧墙。
[0008]所述犁铧型导流叶片的短圆弧和长圆弧顶部端点处为钝化圆角结构。
[0009]所述混凝土梯形断面输水渠的底面和左侧墙上设置有独立基础，所述独立基础上的设置有设备埋件，所述设备埋件与所述犁铧型导流叶片逐一对应相连。
[0010]所述设备埋件由基板和焊接在其上的把筋组成，所述基板为矩形不锈钢板，所述把筋为尾部带有内弯钩的门型螺纹钢，把筋通过贴角焊方式与基板相连。
[0011]所述基板与犁铧型导流叶片逐一对应，每个基板上则沿纵向均匀间隔设置有多个把筋。
[0012]研究表明，敞口渠道中多泥沙水流容易产生泥沙沉积的原因是由于水体中泥沙含量高，且泥沙的比重大于水的比重，水体流动过程中泥沙除向前运动还会下沉，长距离、长时间就会在水体底部渐渐沉积；其次是渠道内水流各点的流速不同，靠近渠道底部和渠侧墙边缘处的流速较小，而渠道中心接近水面处的流速最大，按照泥沙的运动规律分析得出：泥沙需达到临界流速方可启动启动，而流速小于一定值时则会落淤沉积，即泥沙的运动依赖的是相对大流速的区间，而泥沙的沉积依赖的是相对小流速的区间。
[0013]混凝土梯形断面输水渠中的水体按照流速大小可分为层流、过渡流和湍流三种状态，当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速继续增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流。通常情况下，混凝土梯形断面输水渠底部的泥沙需达到临界流速即湍流条件下方可启动启动运动，当流速小于临界流速即湍流条件下泥沙又会沉积下落。
[0014]因此，本技术通过在混凝土梯形断面输水渠的底部和侧壁上设置犁铧型导流叶片，利用混凝土梯形断面输水渠中的水体动能，在混凝土梯形断面输水渠的底部和侧壁聚集能量，改变水体流动的速度和方向，使得混凝土梯形断面输水渠的底部和侧壁流动的水体处于湍流状态，阻止水体中悬浮的泥沙沉积，进而还使得泥沙远离混凝土梯形断面输水渠的底部，基本达到渠道内泥沙沉淀率5%的目标，实现混凝土梯形断面输水渠长期、连续、稳定输水。
附图说明
[0015]图1是本技术的结构示意图。
[0016]图2是图1中的K
‑
K向视图。
[0017]图3是图2的俯视图。
[0018]图4是图1中犁铧型导流叶片的下料制作示意图。
[0019]图5是图1中犁铧型导流叶片的成品图。
[0020]图6是图1中设备埋件的结构示意图。
[0021]图7是图6的I
‑
I剖面放大图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的工作过程，但本技术的保护范围不限于下述实施例。
[0023]如图1
‑
7所示，本技术所述的能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，包括混凝土梯形断面输水渠1，混凝土梯形断面输水渠1的底面和左侧墙上安装有用于改变水体流态的犁铧型导流叶片2，每个犁铧型导流叶片2均具有弧形凹面结构的迎水面。
[0024]具体地，上述犁铧型导流叶片2通过设备埋件3与梯形渠道焊接相连。如图6、7所示，设备埋件3由矩形不锈钢板基板301和多个把筋302组成。基板301的长度为300mm的整数倍，宽度为300～500mm；把筋302采用普通螺纹钢弯折成门型结构，并在尾部制作两个内弯钩，用于加强其与梯形断面渠道混凝土衬砌层上独立基础的连接。把筋302采用贴角焊方式
与基板301连接，相邻把筋302的纵向间距为300mm，两端的把筋302与基板301端头的距离为150mm。设备埋件3制作好后像一条蜈蚣虫。
[0025]犁铧型导流叶片2为圆台侧壁裁片构成的犁铧型结构，上述圆台的上底面半径:下底面半径:高=1:3:15，且犁铧型导流叶片的短圆弧两端点间距:长圆弧两端点间距=1:4。具体地，如图4、5所示，采用厚度5
‑
8mm的304不锈钢片卷制成小头半径为r、大头半径为3r、高度为15r的圆台，取圆台任意轴截面与圆台侧壁的相交线DC，在圆台小头圆周上取点A，使得线段AC=h，在圆台大头圆周上取点B，使得线段BD=4h，然后截取A、B、D、C四点形成的曲面作为犁铧型导流叶片2，并打磨A点和C点使得外形钝化圆润。犁铧型导流叶片2进行焊接安装时，应与设备埋件3的基板301逐一对应，并保持A、B、C三点形成的平面与基板301相互垂直。
[0026]上述犁铧型导流叶片2分组设置并沿水流方向顺次排列。具体地，在混凝土梯形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，其特征在于：包括混凝土梯形断面输水渠，所述混凝土梯形断面输水渠的底面和左侧墙上设置有用于改变水体流态的犁铧型导流叶片，每一所述犁铧型导流叶片均具有弧形凹面结构的迎水面。2.根据权利要求1所述的能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，其特征在于：所述犁铧型导流叶片成组设置并沿水流方向顺次排列，每组犁铧型导流叶片均包括设置在渠底中心线右侧的第一犁铧型导流叶片、设置在渠底中心线左侧的第二犁铧型导流叶片和设置在渠左侧墙上的第三犁铧型导流叶片，所述第一犁铧型导流叶片、第二犁铧型导流叶片和第三犁铧型导流叶片沿水流方向从前到后顺次设置，且第一犁铧型导流叶片和第二犁铧型导流叶片均与渠底水平方向中心线呈30
‑
35
°
夹角，而所述第三犁铧型导流叶片则与水平线呈30
‑
35
°
夹角倾斜向上设置。3.根据权利要求2所述的能够减少泥沙沉积的梯形断面输水渠，其特征在于：所述犁铧型导流叶片结构相同，均为圆台侧壁裁片，所述圆台的上底面半径:下底面半径:高=1:3:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润泽，邵新正，刘国龙，王长海，王浩，张建明，王卓然，陈方旎，杨晓龙，王爱萍，张亚辉，闫观清，阴明，韩准，姚青峰，
申请(专利权)人：河南省水利勘测设计研究有限公司，
类型：新型
国别省市：