[发明专利]边坡虹吸排水系统启动装置及方法

说明书

本发明公开了一种边坡虹吸排水系统启动装置及方法，该装置包括水箱、排气管和排水管，虹吸管的出水口置于密封水箱中，排气管的入口连接在水箱顶部，排水管的入口连接在水箱底部，排水管入口到排水管出口的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，水箱顶部与钻孔孔口之间的高差大于当地大气压对应的水柱高度。本发明通过控制排水管的开闭制造负压来启动虹吸，不借助其他设备，简单可靠；本发明设计排气管入口到排气管出口的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，水箱内形成负压，排气管中的水无法进入水箱，保证水箱中的负压不被打破，从而提高整个装置的稳定性；本发明可以同时启动多根虹吸管，快速高效启动虹吸。

技术领域

本发明属于水利工程领域，具体涉及一种边坡虹吸排水系统启动装置及方法，用于快速启动边坡虹吸排水系统，尤其适用于需要间歇性重复启动虹吸作用的边坡虹吸排水系统。

背景技术

虹吸是一种利用液面高度差的作用力推动液体流动的物理现象，虹吸流动过程和流速由液位变化自动控制，这些物理特性非常适合坡体排水的需要，已经在边坡排水中得到推广应用。

虹吸管初始状态中充满空气，虹吸启动需要借助外力的作用，使虹吸管充满水，在下水管液体的重力作用下，虹吸管顶部形成负压环境，才能使虹吸管上水管中的水在压力差的作用下上升，形成虹吸。因此，虹吸启动过程就是排除虹吸管内原有的空气，使管中充满水。边坡虹吸排水的物理要求与日常生活的虹吸相同，但边坡虹吸排水扬程高，虹吸启动相对困难。常用虹吸启动方法有：出水口抽水、出水口逆向压水和逆向灌水等方法。要达到虹吸管内充满水，最直接方式是在出水口安装抽水设备，通过抽水启动虹吸，如采用真空泵、高压手动泵等。在边坡虹吸排水系统中，虹吸管数量多，常常有数百根甚至有数千根，目前采用一根一根分别启动虹吸的方式效率很低，完成一个边坡虹吸排水工程全部虹吸管启动需要大量时间。

另外，由于边坡虹吸排水过程具有间歇性、缓慢流动性以及高扬程等特性，会在虹吸过程和长时间停止流动过程中析出空气，而产生管内空气积累。受虹吸管质量、施工工艺等因素影响，会导致部分虹吸管因产生管内空气积累而中断虹吸，这些虹吸管需要重新启动。快速高效的边坡虹吸重启方法，对保障雨季边坡虹吸排水的正常工作具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有边坡虹吸启动效率低的技术缺陷，提供一种边坡虹吸排水系统启动装置及方法，可在虹吸排水系统使用过程中反复进行虹吸快速高效启动，既解决虹吸启动效率问题，也可解决虹吸排水使用过程中因管内空气积累而需要定期重新启动虹吸的问题，满足边坡有效虹吸排水的需要，实时控制坡体地下水位上升。

本发明的技术方案是：一种边坡虹吸排水系统启动装置，所述边坡虹吸排水系统包括位于边坡的钻孔和进水口置于钻孔中的虹吸管，该启动装置包括水箱、排气管和排水管，虹吸管的出水口置于密封水箱中，排气管的入口连接在水箱顶部，排气管的出口置于边坡下部，排水管的入口连接在水箱底部，排水管的出口置于边坡下部，钻孔孔口到钻孔底部的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，排气管入口到排气管出口的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，排水管入口到排水管出口的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，水箱顶部与钻孔孔口之间的高差大于当地大气压对应的水柱高度。

进一步地，所述排水管的出口处安装有阀门。

进一步地，所述虹吸管的直径为4-6mm。

进一步地，所述排气管设置2-3根。

进一步地，所述排气管的直径为4mm。

进一步地，所述水箱中置入虹吸管的数量小于500根。

一种利用上述装置启动边坡虹吸排水系统的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将边坡虹吸排水系统的虹吸管的出水口置于设置在坡面上的密封水箱中；