[发明专利]一种水电站引水渠正反向冲刷清淤方法及引水渠结构

权利要求书

1.一种水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、确定引水渠中的淤积泥沙的级配；

步骤S20、根据所述淤积泥沙的级配曲线确定所述淤积泥沙的代表粒径，确定所述代表粒径对应的通过水流冲刷来清除所述淤积泥沙所需的起动流速；

步骤S30、根据曼宁公式，以水流的平均水深代替曼宁公式中的水力半径，以步骤S20中所获得的起动流速代替曼宁公式中液体流速，以此确定所述起动流速与过水断面面积的关系，并根据流量计算公式来确定通过水流冲刷来清除所述淤积泥沙所需的起动流量；

步骤S40、根据所述起动流量与所述引水渠的泄流能力曲线，确定所述引水渠渠首的引水闸门和所述引水渠渠尾的发电引水洞闸门的目标开度；

步骤S50、按照所述目标开度，先打开所述引水渠渠首的引水闸门以引入水流进行正向冲刷，然后打开所述引水渠渠尾的发电引水洞闸门以引入水流进行反向冲刷；

步骤S51、正向冲刷；完全打开所述引水渠的排沙闸门、按照所述目标开度打开所述引水渠渠首的引水闸门、关闭所述引水渠渠尾的发电引水洞闸门，水流由渠首进入所述引水渠中并将靠近渠首一侧的所述淤积泥沙冲刷至所述排沙闸门后排出；

步骤S53、反向冲刷；完全打开所述引水闸门、按照所述目标开度打开所述发电引水洞闸门，水流由发电引水洞进入所述引水渠中并将远离渠首一侧的所述淤积泥沙冲刷至所述排沙闸门与所述引水闸门后排出。

2.根据权利要求1所述的水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，步骤S10中，通过震动筛进行筛分或采用激光粒度仪进行测量来确定所述淤积泥沙的级配。

3.根据权利要求1所述的水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，步骤S20中，所述起动流速通过以下公式确定：

其中，U_c为起动流速，ρ_s为泥沙密度，ρ为清水密度，g为重力加速度，d为泥沙粒径，h为水深。

4.根据权利要求1或3所述的水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，以所述淤积泥沙的级配曲线上的d₉₀对应的泥沙粒径作为代表粒径；

其中，d₉₀表示粒径小于其对应的粒径的泥沙颗粒占所述淤积泥沙的90％。

5.根据权利要求1所述的水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，步骤S30中，所述起动流量通过以下公式确定：

Q＝(nJ^-0.5)^1.5BU_c^2.5；

其中，Q为起动流量，n为糙率系数，J为引水渠渠底坡度，B为引水渠的平均宽度。

6.根据权利要求1所述的水电站引水渠正反向冲刷清淤方法，其特征在于，步骤S53之前，还包括：

步骤S52、当所述引水渠渠首外部的水位下降且由渠首进入所述引水渠中的水流的流量小于所述起动流量时，关闭所述引水闸门，并在所述引水渠渠首外部的水位低于引水口下沿的高程之前保持所述引水闸门的关闭。

7.一种利用权利要求1至6任一项所述的方法进行清淤的引水渠结构，其特征在于，所述引水渠的渠首设置引水闸门、渠尾连接发电引水洞并设置发电引水洞闸门、中部位置设置排沙闸门。

8.根据权利要求7所述的引水渠结构，其特征在于，所述引水渠中的中部位置沿其长度方向设置有导墙，所述导墙将所述引水渠分为工作流道与排沙流道，所述工作流道延伸至连接所述发电引水洞，所述排沙流道连接沉沙池；

其中，所述排沙闸门设置于所述排沙流道靠近所述引水渠渠首的流道口处，所述工作流道靠近所述引水渠渠首的流道口处设置有工作闸门。

9.根据权利要求8所述的引水渠结构，其特征在于，所述沉沙池为漏斗形且其底部设置有排沙底孔，所述排沙底孔通过排沙廊道连接坝下游河道。