本發明涉及長距標準斷面自流渠，尤其是涉及長距標準斷面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，工、農業用水量和生活用水量越來越大，水的供應量不足將嚴重制約國民經濟的發展和影響人們的正常生活。因此，采取長距標準斷面自流渠來調節豐水區域與缺水區域之間的用水平衡，是水利工程所采用的重要手段。在長距標準斷面自流渠長年累月不間斷運行過程中，渠道內勢必存在泥沙、有機物積淤問題，究其產生的原因主要有以下幾方面：1、水源地水體自帶泥沙進入自流渠：受水源地自然客觀條件的影響，存在懸浮泥沙，豐水期（雨季）泥沙含量較高，枯水期（旱季）泥沙含量相對較低，長期輸水運行會將水源地的泥沙帶入自流渠內；2、渠道的外部環境泥沙進入自流渠：自流渠長年累月不間斷的運行， 受天氣和氣候的變化，刮大風時會有空氣中的揚塵攜帶泥沙落入渠內；下大雨時會有雨水攜帶堤岸邊的泥沙進入渠內。國內單條長距標準斷面自流渠的明流段長度已經超過1100km，初步統計，每年由自流渠外部通過自流渠兩岸渠堤和沿渠兩側空氣中揚塵進入渠內的泥沙在數千乃至上萬噸以上；3、有害污染物沉積在泥沙中污染水質：長度為1100 km的明流渠長期運行，難免存在小動物（老鼠、蛇、魚、青蛙、水鴨）及鳥類的尸體沉積在渠底泥沙中，腐爛的有機物會對水質產生污染，影響調水和供水質量。因此，防止渠內泥沙大量淤積影響水利設施及水質的安全，對長距標準斷面自流渠進行定期清理泥沙及沉淀物勢在必行，但目前還未見諸有關報道清理泥沙及污染物的措施。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種長距標準斷面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述長距標準斷面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法，包括下述步驟：

第一步、根據所述自流渠所處的環境情況，計算渠內各典型斷面的沉沙量，結合修建在自流渠道中節制閘的弧形閘門，確定聚能回旋加速清理泥沙的位置和數量；

第二步、在所述自流渠的渠底位于所述節制閘上游側向下開挖布置渠內沉沙池，在自流渠外部布置渠外沉沙池，在節制閘的弧形閘門底坎下游側布置聚能錐，所述聚能錐為喇叭口曲線型結構，源于聚能錐的特殊結構，聚能錐具有聚集水體動能的功能，聚能錐的大直徑錐口為進水口并朝向上游側設置；所述渠內沉沙池與聚能錐之間布置聚能回旋加速水管道，所述聚能回旋加速水管道的進水口與所述聚能錐連通而出水口位于渠內沉沙池內，聚能回旋加速水管道上設置回旋加速水管閥門；渠內沉沙池與渠外沉沙池之間通過拉沙管相連通，在位于拉沙管末端渠外沉沙池進口處設置拉沙管閥門；

第三步、渠底泥沙清理：

方式一：所述自流渠正常運行時，節制閘弧形閘門處于開啟狀態，回旋加速水管閥門和拉沙管閥門均關閉，自流渠內水體攜帶的泥沙沉積在渠內沉沙池內部；等待泥沙持續沉積達到一定數量時，打開拉沙管閥門，渠內沉沙池內的泥沙通過拉沙管排至渠外沉沙池內；

方式二：所述自流渠正常運行時，節制閘弧形閘門處于開啟狀態，回旋加速水管閥門和拉沙管閥門均關閉，自流渠內水體攜帶的泥沙沉積在渠內沉沙池內部；等待泥沙持續沉積達到一定數量時，操作節制閘弧形閘門使弧形閘門開度小于二分之一以下，然后打開拉沙管閥門和回旋加速水管閥門，由于弧形閘門開度減小，形成閘門前、后水位差，通過節制閘的上游來水水流速度加快、動能增加，經聚能錐聚能后，水流速度進一步加快、動能進一步增加，流入聚能回旋加速水管道內的水流進一步加速，聚能回旋加速水管道出口水流沖擊渠內沉沙池內的泥沙，使得渠內沉沙池內的泥沙處于離散和半懸浮狀態，泥沙很容易通過拉沙管排至渠外沉沙池內。

位于所述渠內沉沙池內的拉沙管進水口朝向上游側設置，所述聚能回旋加速水管道的出水口朝向下游側設置在渠內沉沙池內；所述聚能錐進水口的高程大于所述拉沙管的進水口高程。

所述聚能回旋加速水管道的中段管道位于所述長距標準斷面自流渠外側，且為水平延伸的弧形管道。

本發明優點在于實現長距標準斷面自流渠不間斷調水和供水的前提下，通過節制閘弧形閘門、聚能回旋加速水管閥門、拉沙管閥門的操作，不需要外部能源，利用渠內水流動自身的能量聚集清理渠內泥沙，防止渠內泥沙大量淤積影響水利設施的安全運行，拉沙過程排除泥沙中有害物質（污染的粉塵沙粒）、腐爛的有機物、小動物（老鼠、蛇、魚、水鴨）及鳥類的尸體等，達到保障調水和供水的水質安全目的。同時還具有清理渠內泥沙操作方式簡單、節約人力資源，運行維護工作量小的優點。

附圖說明

圖1是本發明清理泥沙設施的平面布置示意圖。

圖2是圖1的A-A向剖視結構示意圖。

圖3是圖2的I部放大結構示意圖。

圖4是圖3的B-B向剖視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。

如圖1-4所示，本發明所述長距標準斷面自流渠聚能回旋加速清理泥沙方法，包括下述步驟：

第一步、根據所述自流渠1所處的環境情況，計算渠內各典型斷面的沉沙量，結合修建在自流渠道中節制閘的弧形閘門2，確定聚能回旋加速清理泥沙的位置和數量；

第二步、在自流渠1的渠底3位于節制閘上游側向下開挖布置渠內沉沙池4，在自流渠1外部布置渠外沉沙池5，在節制閘的弧形閘門2底坎下游側布置聚能錐6，聚能錐6為喇叭口曲線型結構，聚能錐6的大直徑錐口為進水口并朝向上游側設置；渠內沉沙池4與聚能錐6之間布置聚能回旋加速水管道7，聚能回旋加速水管道7的進水口與聚能錐6連通而出水口位于渠內沉沙池4內，聚能回旋加速水管道7的出水口朝向下游側設置在渠內沉沙池4內；聚能回旋加速水管道7的中段管道為向自流渠1外側水平延伸的弧段管道8，聚能回旋加速水管道7的弧段管道8上設置回旋加速水管閥門9；渠內沉沙池4與渠外沉沙池5之間通過拉沙管10相連通，拉沙管10進水口朝向上游側設置在渠內沉沙池4內；拉沙管10位于渠外沉沙池5進口處設置拉沙管閥門11。

第三步、渠底泥沙清理：

方式一：自流渠1正常運行時，節制閘弧形閘門2處于開啟狀態，回旋加速水管閥門9和拉沙管閥門11均關閉，自流渠1內水體攜帶的泥沙沉積在渠內沉沙池4內部；等待泥沙持續沉積達到一定數量時，打開拉沙管閥門11，渠內沉沙池4內的泥沙通過拉沙管10排至渠外沉沙池5內。本方式清理渠內泥沙的特點為：泥沙清理的不干凈、不徹底，清理泥沙耗費水量大，清理泥沙耗費時間長，但是不需要操作節制閘弧形閘門2。

方式二：自流渠1正常運行時，節制閘弧形閘2門處于開啟狀態，回旋加速水管閥門9和拉沙管閥門11均關閉，自流渠1內水體攜帶的泥沙沉積在渠內沉沙池4內部；等待泥沙持續沉積達到一定數量時，操作節制閘使弧形閘門2開度小于二分之一以下，（當然，弧形閘門2的開度越小，形成閘門前、后水位差，通過節制閘的上游來水水流速度加快、動能增加；）然后打開拉沙管閥門11和聚能回旋加速水管閥門9，由于弧形閘門2開度減小，通過節制閘的上游來水流速度加快動能增加，經聚能錐6聚能后，水流速度進一步加快、動能進一步增加，流入聚能回旋加速水管道7內的水流進一步加速沖擊渠內沉沙池4內的泥沙，使得渠內沉沙池4內的泥沙處于離散和半懸浮狀態并通過拉沙管10排至渠外沉沙池5內。本方式清理渠內泥沙的特點為：泥沙清理的比較干凈，尤其是可以排除泥沙中有害物質（污染的粉塵沙粒）、腐爛的有機物、小動物（老鼠、蛇、魚、青蛙、水鴨）及鳥類的尸體等，清理泥沙耗費水量小，清理泥沙耗費時間短。同時還具有清理渠內泥沙操作方式簡單、節約人力資源，運行維護工作量小的優點。