一種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，包括排沙主廊道、匯入排沙主廊道的多個(gè)排沙支廊道，排沙主廊道穿過(guò)壩體，每一排沙支廊道的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體，位于排沙支廊道頂端的排沙體布置呈網(wǎng)狀，且所有相鄰的排沙體之間距離相等，所述排沙體呈內(nèi)部中空的圓柱形，所述排沙體四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔，排沙支廊道的截面由末端向排沙主廊道方向截面逐漸增大。本發(fā)明可以在低投資、引用較小下泄流量下，使相對(duì)較大區(qū)域泥沙通過(guò)此廊道被輸送至下游河道，從而減少水庫(kù)淤積，保證電站建筑物運(yùn)行安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低電站過(guò)機(jī)泥沙、盡可能恢復(fù)下游近自然狀態(tài)。
【專利說(shuō)明】
-種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙 廊道系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代施工技術(shù)及設(shè)計(jì)水平的提高，人類對(duì)河流進(jìn)行大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，興建起 一批大型水庫(kù)及跨流域調(diào)水工程，運(yùn)些水利工程在為人類發(fā)揮巨大效益的同時(shí)也隨之帶來(lái) 了不利影響。其中，因水庫(kù)造成的泥沙渺積問(wèn)題為主要不利影響之一，泥沙渺積破壞了自然 水流中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸運(yùn)、改變了下游河道沖渺平衡狀態(tài)、破壞了航運(yùn)條件及縮短水庫(kù)壽命 等。
[0003] 目前對(duì)上游水庫(kù)渺積泥沙的處理方式一方面是使其資源化利用、另一方面盡可能 采取工程措施使泥沙輸送至下游河道，使其更接近自然狀態(tài)。泥沙輸送至下游途徑有機(jī)械 輸送，其不足是投資成本高、收效低，而工程措施一般則是修建排沙桐、排沙底孔等，其缺點(diǎn) 是排沙范圍有限，僅能帶走沖沙漏斗范圍內(nèi)泥沙，同時(shí)，需要的下泄水流量也大，相應(yīng)的損 失了發(fā)電水頭，間接的減少了發(fā)電量，影響經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的排沙廊道還存在廊道內(nèi)流速不 均勻，容易被泥沙渺塞堵死的問(wèn)題。因此，探求一種高效排沙低成本投資的排沙建筑物是順 應(yīng)實(shí)際工程運(yùn)行現(xiàn)狀的必然之舉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙 廊道系統(tǒng)，且可W在低投資、引用較小下泄流量下，使相對(duì)較大區(qū)域泥沙通過(guò)此廊道被輸送 至下游河道，從而減少水庫(kù)渺積，保證電站建筑物運(yùn)行安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、降低電站 過(guò)機(jī)泥沙、盡可能恢復(fù)下游近自然狀態(tài)。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，包括排沙主廊道、匯入排沙主廊 道的多個(gè)排沙支廊道，排沙主廊道穿過(guò)巧體，每一排沙支廊道的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體， 位于排沙支廊道頂端的排沙體布置呈網(wǎng)狀，且所有相鄰的排沙體之間距離相等，所述排沙 體呈內(nèi)部中空的圓柱形，所述排沙體四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔，排沙支廊道的截 面由末端向排沙主廊道方向截面逐漸增大。
[0007] 進(jìn)一步的，排沙支廊道與排沙主廊道垂直設(shè)置。
[000引進(jìn)一步的，所述排沙孔的寬度為0.2m。
[0009] 進(jìn)一步的，排沙支廊道末端的排沙體處截面內(nèi)徑為D，沿排沙支廊道每個(gè)排沙體處 截面內(nèi)徑依次為.s/io、成公、
[0010] 本發(fā)明通過(guò)設(shè)置匯入排沙主廊道的多個(gè)排沙支廊道，可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫(kù)底 實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于巧前的某一點(diǎn)，從而有效保持水庫(kù)的興利庫(kù)容，排沙主廊道穿過(guò)巧 體，可大幅節(jié)約工程量，最大限度保證了大巧的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;排沙支廊道上排沙體的設(shè)置可在 排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大于庫(kù)底泥沙的啟動(dòng)流速，從 而防止排沙孔附近的泥沙渺積，另一方面有效控制了下泄流量，最大限度保障了水庫(kù)的經(jīng) 濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響;排沙支廊道的截面漸增設(shè)計(jì)使得排沙支廊道中的流速基本均 勻，在保證有效排出泥沙的同時(shí)防止對(duì)排沙廊道的磨損和破壞。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖幼圖1中A-A向側(cè)視圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明排沙支廊道及位于排沙支廊道頂端排沙體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4為圖3中B-B向側(cè)視圖。
[001引圖中：1-排沙主廊道，2-排沙支廊道，3-排沙體，4一排沙孔。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0017] 請(qǐng)參考圖1及圖2,本發(fā)明適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)包括排沙主廊 道1和匯入排沙主廊道1的多個(gè)排沙支廊道2,排沙主廊道1穿過(guò)巧體，可大幅節(jié)約工程量，最 大限度保證了大巧的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并使得排沙廊道系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)排沙流量的實(shí)時(shí)統(tǒng)一控制； 多個(gè)排沙支廊道2的設(shè)置可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫(kù)底實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于巧前，從而有 效保持水庫(kù)的興利庫(kù)容。排沙支廊道2與排沙主廊道1可垂直設(shè)置。
[0018] 每一排沙支廊道2的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體3,請(qǐng)進(jìn)一步參考圖3及圖4,所述排 沙體3呈內(nèi)部中空的圓柱形，在其四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔4,且所述排沙孔4的寬 度為0.2m。該設(shè)計(jì)一方面在排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大 于庫(kù)底泥沙的啟動(dòng)流速，從而防止排沙孔附近的泥沙渺積;另一方面有效控制了下泄流量， 最大限度保障了水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響。
[0019] 位于排沙支廊道2頂端的排沙體3布置呈網(wǎng)狀，即所有相鄰的排沙體3之間距離相 等。該設(shè)計(jì)最大限度地發(fā)揮了排沙廊道系統(tǒng)的區(qū)域控沙能力。利用庫(kù)底泥沙經(jīng)過(guò)吸排后形 成的休止角實(shí)現(xiàn)庫(kù)底沙丘的均勻分布，最大限度控制了經(jīng)過(guò)吸排后的沙丘高度。
[0020] 排沙支廊道2的截面沿程逐漸變化。其變化規(guī)律為:在一條排沙支廊道2末端的排 沙體3處截面內(nèi)徑為D，向排沙主廊道1方向截面逐漸增大，沿排沙支廊道2每個(gè)排沙體3處截 面內(nèi)徑依次為^/^左）該設(shè)計(jì)使得排沙支廊道中的流速基本均勻， 、： 、 ???,,'?、 Q 既不會(huì)由于流速過(guò)低導(dǎo)致泥沙在排沙廊道中沉淀渺積，又不會(huì)由于流速過(guò)高導(dǎo)致空化、磨 損和結(jié)構(gòu)性破壞，影響排沙廊道系統(tǒng)的壽命。
[0021] 本發(fā)明通過(guò)設(shè)置匯入排沙主廊道1的多個(gè)排沙支廊道2,可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫(kù) 底實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于巧前的某一點(diǎn)，從而有效保持水庫(kù)的興利庫(kù)容，排沙主廊道1穿 過(guò)巧體，可大幅節(jié)約工程量，最大限度保證了大巧的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;排沙支廊道上排沙體3的設(shè) 置可在排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大于庫(kù)底泥沙的啟動(dòng)流 速，從而防止排沙孔附近的泥沙渺積，另一方面有效控制了下泄流量，最大限度保障了水庫(kù) 的經(jīng)濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響;排沙支廊道2的截面漸增設(shè)計(jì)使得排沙支廊道2中的流速 基本均勻，在保證有效排出泥沙的同時(shí)防止對(duì)排沙廊道的磨損和破壞。
[0022] W上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng) 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該W權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，包括排沙主廊道（I)，其特征在于： 還包括匯入排沙主廊道(1)的多個(gè)排沙支廊道(2 )，排沙主廊道(1)穿過(guò)壩體，每一排沙支廊 道(2)的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體(3)，位于排沙支廊道(2)頂端的排沙體(3)布置呈網(wǎng)狀， 且所有相鄰的排沙體(3)之間距離相等，所述排沙體(3)呈內(nèi)部中空的圓柱形，所述排沙體 (3)四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔(4)，排沙支廊道(2)的截面由末端向排沙主廊道(1) 方向截面逐漸增大。2. 如權(quán)利要求1所述的適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，其特征在于:排沙支 廊道(2)與排沙主廊道(1)垂直設(shè)置。3. 如權(quán)利要求1所述的適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，其特征在于:所述排 沙孔(4)的寬度為0.2m。4. 如權(quán)利要求1所述的適用于高水深水庫(kù)的變截面排沙廊道系統(tǒng)，其特征在于:排沙支 廊道(2)末端的排沙體（1)處截面內(nèi)徑為D，沿排沙支廊道(2)每個(gè)排沙體(3)處截面內(nèi)徑依 、?
【文檔編號(hào)】E02B8/00GK106013005SQ201610550275
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】楊文俊, 黃國(guó)兵, 曹慧群, 胡晗, 杜蘭, 金中武, 陳輝, 劉小斌
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院