一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法，属于河道清淤技术领域，包括：工作系统，用于清淤防淤；所述工作系统包括：水下部分，包括：若干开孔的衬胶水带相连形成管网；水上部分，用于使空气输入水下部分；连接部分，用于连接水上部分和水下部分；控制系统，用于控制工作系统

【技术实现步骤摘要】
一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法


[0001]本专利技术属于河道清淤
，具体涉及一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法
。

技术介绍

[0002]农村河道是农村地区灌溉排涝的重要载体，对维持农业生产
、
生活及改善生态环境具有重要作用；目前，随着城乡河湖工程体系的建设不断完善，农村人居环境综合整治也得到明显改善，为改善农村河道淤积现状，提高生态和人居环境质量，应对农村河道进行清淤治理，目前常用的农村河道清淤施工技术有：（1）排干清淤，仅能应用于非汛期施工，且会受到天气因素的影响；（2）水下清淤，需采用相应施工设备，灵活性差；（3）环保清淤，主要是在清淤作业后可以对河道水质进行改善，成本较高；上述三种方式都需要定期清淤，无法对河道起到防淤作用，且清淤施工技术
、
清淤时间有限，灵活性差，成本较高，因此需要研发一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法来解决现有的问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于农村河道的清淤防淤设备以及方法，以解决传统清淤施工技术
、
清淤时间有限，灵活性差，成本较高的问题
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于农村河道的清淤防淤设备，包括：工作系统，用于清淤防淤；所述工作系统包括：水下部分，包括：若干开孔的衬胶水带相连形成管网；水上部分，用于使空气输入水下部分；连接部分，用于连接水上部分和水下部分；控制系统，用于控制工作系统；所述控制系统包括：感知模块，包括实时监测河道的浊度仪以及测量河道泥沙淤积厚度的压力传感器；以及获取感知模块数据并生成控制命令的决策模块
。
[0005]优选的，所述衬胶水带铺设于河道河床以及边坡，并在边坡与河床连接处布置压重使得衬胶水带固定
。
[0006]优选的，所述衬胶水带的开孔包括：开设于衬胶水带的底面用于清淤排气的底层孔；开设于衬胶水带的表面用于防淤排气的表层孔
。
[0007]优选的，所述底层孔的孔口每间隔
25cm
布置，孔径为
5mm
；所述表层孔的孔口每间隔
25cm
布置，孔径选择
2mm。
[0008]优选的，所述底层孔排气时的大气压强脉冲范围为
0.8Mpa ~1.2Mpa
；所述表层孔排气时的大气压强为
0.4Mpa。
[0009]优选的，所述管网的结构为井字型网状结构
。
[0010]优选的，所述浊度仪布置于河底中部
。
[0011]优选的，所述压力传感器布设于衬胶水带底面且间隔布置
。
[0012]本专利技术另提供一种用于农村河道的清淤防淤设备的清淤控制方法，包括以下步骤：根据农村河道断面尺寸，河道泥沙淤积厚度超过
0.3m
时河道淤积，需进行清淤工作，利用公式（1）计算压力传感器数值
P
；（1）式中，
P—
压力传感器数值，单位：
kN/m2；
—
泥沙容重，取值
26.5kN/m3；
—
河道泥沙淤积厚度，单位：
m
；当河道泥沙淤积厚度
>0.3m
，压力传感器数值
>
＞
P
时，开始清淤工作；当河道泥沙淤积厚度
≤0.3m
，压力传感器数值
≤P
时，不开启清淤工作，将压力传感器数值与浊度仪数值相结合，得出决策操作执行策略：当浊度仪数值
≤10NTU
且压力传感器数值
≤P
时，则不执行操作；当浊度仪数值
≤10NTU
且压力传感器数值
>P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，向底层孔的衬胶水带输气；当浊度仪数值
>10NTU
且压力传感器数值
≤P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，向表层孔的衬胶水带输气；当浊度仪数值
>10NTU
且压力传感器数值
>P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，同时向表层孔
、
底层孔的衬胶水带输气
。
[0013]本专利技术另提供一种用于农村河道的清淤防淤设备的排气试验方法，包括：分别选取角度为
90
°
垂直向下和
45
°
斜向下游两种，各角度下进行
0.15Mpa
，
0.25Mpa
，
0.35Mpa
和
0.45Mpa
的排气试验；上游流量较
20m3/h
，水位取
100cm
，排气孔径取
2mm
，喷嘴至泥沙表面的距离取
25cm
；根据试验结果做出
90
°
垂直向下排气时下游水体表面流速曲线拟合以及
45
°
斜向下游排气时下游水体表面流速曲线拟合；将大气压强和孔径转化排气量
Q
；（2）式中：
Q
气
——
排气量
Q
（
m3/s
）；
p
气
——
气体压强，本次共取
0.15Mpa
，
0.25Mpa
，
0.35Mpa
，
0.45Mpa
四种；
p
大气压
——
大气压强，取为
0.1Mpa
；
——
喷嘴距离水面的高度，单位为
m
；
——
排气口面积，单位为
mm2；
ρ
气
——
气体密度，与大气压强有关，
0.1Mpa
时取为
1.242kg/m3；
ρ
水
——
水体密度，取为
981kg/m3；
g——
重力加速度，取为
9.81m/s
²
。
[0014]求得的四组排气量
Q
分别为
4.74
×
10
‑4m3/s
，
6.73
×
10
‑4m3/s
，
7.42
×
10
‑4m3/s
和
7.77
×
10
‑4m3/s
；表面流速与排气下游的距离近似呈
‑1次方的关系，考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：包括：工作系统，用于清淤防淤；所述工作系统包括：水下部分，包括：若干开孔的衬胶水带相连形成的管网；水上部分，用于使空气输入水下部分；连接部分，用于连接水上部分和水下部分；控制系统，用于控制工作系统；所述控制系统包括：感知模块，包括实时监测河道的浊度仪以及测量河道泥沙淤积厚度的压力传感器；以及决策模块，用于获取感知模块数据并生成控制命令
。2.
根据权利要求1所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述衬胶水带铺设于河道河床以及边坡，并在边坡与河床连接处布置有使得衬胶水带固定的压重
。3.
根据权利要求1所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述衬胶水带的开孔包括：开设于衬胶水带的底面用于清淤排气的底层孔；开设于衬胶水带的表面用于防淤排气的表层孔
。4.
根据权利要求3所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述底层孔的孔口间隔
25cm
布置，孔径为
5mm
；所述表层孔的孔口间隔
25cm
布置，孔径选择
2mm。5.
根据权利要求3所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述底层孔排气时的大气压强脉冲范围为
0.8Mpa ~1.2Mpa
；所述表层孔排气时的大气压强为
0.4Mpa。6.
根据权利要求1所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述管网的结构为井字型网状结构
。7.
根据权利要求1所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述浊度仪布置于河底中部
。8.
根据权利要求1所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备，其特征在于：所述压力传感器布设于衬胶水带底面且间隔布置
。9.
根据权利要求1‑8中任意一项所述的一种用于农村河道的清淤防淤设备的清淤控制方法，其特征在于：包括以下步骤：根据农村河道断面尺寸，河道泥沙淤积厚度超过
0.3m
时河道淤积，进行清淤工作，利用公式（1）计算压力传感器数值
P
；（1）式中，
P—
压力传感器数值，单位：
kN/m2；
—
泥沙容重；
—
河道泥沙淤积厚度，单位：
m
；当河道泥沙淤积厚度
>0.3m
，压力传感器数值
>P
时，开始清淤工作；当河道泥沙淤积厚度
≤0.3m
，压力传感器数值
≤P
时，不开启清淤工作，将压力传感器数值与浊度仪数值相结合，得出决策操作执行策略：当浊度仪数值
≤10NTU
且压力传感器数值
≤P
时，则不执行操作；
当浊度仪数值
≤10NTU
且压力传感器数值
>P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，向底层孔的衬胶水带输气；当浊度仪数值
>10NTU
且压力传感器数值
≤P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，向表层孔的衬胶水带输气；当浊度仪数值
>10NTU
且压力传感器数值
>P
时，则计算出排气所需排气量
Q、
大气压强，远程控制鼓风机排气，同时向表层孔
、
底层孔的衬胶水带输气<...

【专利技术属性】
技术研发人员：缴健，孙洁莹，王逸飞，陈书宁，丁磊，陈黎明，杨啸宇，陈犇，薛海朋，罗勇，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：