[发明专利]防止泥沙进入取水口的外置排水泵潜浮式拦沙坎

说明书

本发明公开了一种防止超量泥沙进入取水口的外置排水泵潜浮式拦沙坎，包括固定设置的围腔式固定拦沙坎、位于固定拦沙坎围腔内的密闭潜浮箱、设置在固定拦沙坎外的排水泵、监测泥沙沉积高度的传感器、监测水位的传感器以及中控单元；潜浮箱的形体结构与固定拦沙坎围腔的形体结构相匹配，在潜浮箱与固定拦沙坎围腔之间设置有导向结构件和限制潜浮箱上浮距离的限位结构件。本发明所述潜浮式拦沙坎，当拦沙坎前泥沙淤积高于限制高程，潜浮箱上浮增高拦沙坎的高程，当临时防沙任务完成后，潜浮箱下潜至固定拦沙坎围腔内，恢复拦沙常态。本发明通过控制改变固定拦沙坎围腔内的水位使潜浮箱上浮与下沉，实现拦沙坎高程的增高和降低，操作简单，可行性强。

技术领域

本发明涉及水利工程、防灾减灾工程与农业水利工程等，尤其涉及一种汛期取水口前泥沙淤积较大、需临时提高拦沙坎高度的山区河流取水口的拦沙坎。

背景技术

从山区河流中取水的方式，除了在高坝水库的中深层取水外，更多取水方式为低闸取水或无坝取水，且以取水口侧向布置为主。为了防止河道内泥沙进入取水口，合理设置取水口的位置与体型非常重要，此外，还需在取水口进口前适当的部位设置拦沙与排沙建筑物，其中拦沙建筑物以拦沙坎为主。

对于山区河流取水口，汛期内取水口前的泥沙通量可能会超过工程设计预估值，导致超量泥沙在取水口拦沙坎前落淤，可能高于泥沙淤积限制高程。对于部分河床式水电站取水口，在引水发电期，泥沙会在拦沙坎前及库区内大量淤积，当汛期降低水位排沙运行时，该部分淤积的泥沙便会大量起动或起悬，部分泥沙可能会翻越拦沙坎进入取水口。上述情况的发生会影响取水口的安全运行，目前的应对措施主要以人工疏浚为主，尚无有效的工程措施。

为了防止超量泥沙进入取水口，且考虑到运行的便捷性，本发明开发了一种外置排水泵潜浮式拦沙坎，直到本发明完成之前，发明人还未发现采用本发明所提出的拦沙坎的相关研究和工程实例。

发明内容

针对山区河流取水口拦沙的需要，本发明提出了一种防止泥沙进入取水口的外置排水泵潜浮式拦沙坎，用于汛期拦挡取水口拦沙坎前超量淤积或起悬的泥沙进入取水口，以实现安全挡沙、降低维护成本及提高工程运行安全的目的。

本发明的基本思想是将拦沙坎设计成可改变高程的拦沙坎，汛期拦沙坎的高程增高，取水期拦沙坎的高程又恢复到设计高程，以解决汛期拦沙坎前超量淤积或起悬的泥沙进入取水口的问题。

本发明的基本设计是将拦沙坎设计成由固定高程的固定拦沙坎和可在水中潜浮的潜浮箱构成，通过向潜浮箱与固定拦沙坎之间的空间内灌水与排水使潜浮箱潜入或浮起，改变拦沙坎的高程，解决汛期拦沙坎前泥沙超量淤积和起悬泥沙进入取水口的问题。

本发明提供的防止泥沙进入取水口的外置排水泵潜浮式拦沙坎，其构成包括：固定设置在取水口前方底板上围腔式固定拦沙坎、位于固定拦沙坎围腔内的潜浮箱、设置在固定拦沙坎外的排水泵、监测固定拦沙坎前方泥沙沉积高度的泥沙高程传感器、监测潜浮箱起浮水位的水位传感器，以及与排水泵、泥沙高程传感器和水位传感器电信号连接的中控单元，潜浮箱的形体结构与固定拦沙坎围腔的形体结构相匹配，且潜浮箱与固定拦沙坎围腔之间留有间隙，以便水进入间隙能将潜浮箱浮起，在潜浮箱与固定拦沙坎围腔之间的间隙内设置有限制潜浮箱在上下浮动过程中摆动的导向结构件、限制潜浮箱上浮距离的限位结构件和用于密封潜浮箱与固定拦沙坎围腔之间间隙的密封构件，所述固定拦沙坎的围腔设置有进气管、与排水泵进水口连通的排水管以及设置有控制阀向围腔灌水的进水管。

为了取得更好的技术效果，本发明还可进一步采取以下技术措施，以下各项技术措施可单独实施，也可组合实施，甚至一并实施。

在本发明的上述技术方案中，优先考虑在固定拦沙坎围腔底板上固定设置用于支撑潜浮箱的支撑墩；进一步地，所述支撑墩优先采取两条平行布置的条形结构的支撑墩。