一種用于抽取水庫(kù)淤泥的壓力管道系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于抽取水庫(kù)(例如黃河小浪底水庫(kù))淤泥的壓力管道系統(tǒng)，包括：一條主管，有一個(gè)通向水庫(kù)淤泥的吸泥段和一個(gè)通向低處(例如黃海)的排泥段；多條支管連通于所述主管的吸泥段，各支管有一個(gè)連通到水庫(kù)淤泥的進(jìn)泥口并配有一個(gè)閥門的閥座，所述閥門用于控制進(jìn)入進(jìn)泥口的泥水流量；和每個(gè)閥座配有一個(gè)用于打開或者關(guān)閉該進(jìn)泥口的閥頭，每個(gè)閥頭機(jī)械連接到閥頭操控裝置，其中，在所述閥頭打開所述進(jìn)泥口時(shí)，例如數(shù)十乃至數(shù)百米的高壓水頭可將進(jìn)泥口附近的淤泥沖進(jìn)該進(jìn)泥口，而經(jīng)所述支管和主管排入低處。
【專利說(shuō)明】一種用于抽取水庫(kù)淤泥的壓力管道系統(tǒng)發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于抽取水庫(kù)淤泥的壓力管道系統(tǒng)。
[0002]發(fā)明背景
[0003]黃河每年向下游輸送泥沙達(dá)16億噸。一方面，泥沙沉積抬高了河床，增加了防洪成本，加大了決口風(fēng)險(xiǎn)及由此造成的損失；另一方面，黃河水在下游不便于蓄積和存留，水庫(kù)、湖塘和濕地很快就會(huì)淤積，清淤工程量極大。黃淮海平原人口密集，工農(nóng)兵學(xué)商事業(yè)發(fā)達(dá)，但十分缺水，不得不從長(zhǎng)江流域南水北調(diào)。黃河流經(jīng)黃淮海平原的腹地，但黃淮海平原只能望“黃”止渴:黃河水直泄大海，浪費(fèi)了寶貴的淡水資源。
[0004]黃河泥沙問(wèn)題是一個(gè)有史以來(lái)就沒(méi)能解決的問(wèn)題。而且，由于黃河下游河道泥沙淤積，黃河中下游干道航運(yùn)已經(jīng)廢棄數(shù)十年了，黃淮海平原的運(yùn)河航運(yùn)更無(wú)從談起了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明提供一種一種用于抽取水庫(kù)淤泥的壓力管道系統(tǒng)，包括:
[0006]一條主管，有一個(gè)通向水庫(kù)淤泥的吸泥段和一個(gè)通向低處的排泥段；
[0007]多條支管連通于所述主管的吸泥段，各支管有一個(gè)連通到水庫(kù)淤泥的進(jìn)泥口并配有一個(gè)閥門的閥座，所述閥門用于控制進(jìn)入進(jìn)泥口的泥水流量；和
[0008]每個(gè)閥座配有一個(gè)用于打開或者關(guān)閉該進(jìn)泥口的閥頭，每個(gè)閥頭機(jī)械連接到閥頭操控裝置，其中，在所述閥頭打開所述進(jìn)泥口時(shí)，例如數(shù)十乃至數(shù)百米的高壓水頭可將進(jìn)泥口附近的淤泥沖進(jìn)該進(jìn)泥口，而經(jīng)所述支管和主管排入低處。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施方式的示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；和
[0011]圖3是本發(fā)明的又一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種用于抽取水庫(kù)40 (例如小浪底水庫(kù))的淤泥44的壓力管道系統(tǒng)，包括:
[0013]一條主管10，有一個(gè)通向水庫(kù)淤泥的吸泥段12和一個(gè)通向低處00 (例如黃海)的排泥段14 ；
[0014]多條支管20連通于所述主管10的吸泥段12，各支管20有一個(gè)連通到水庫(kù)庫(kù)底42的淤泥44的進(jìn)泥口 22并配有一個(gè)閥門的閥座24，所述閥門用于控制進(jìn)入進(jìn)泥口 22的泥水流量；和
[0015]每個(gè)閥座24配有一個(gè)用于打開或者關(guān)閉該進(jìn)泥口的閥頭30，每個(gè)閥頭30機(jī)械連接到閥頭操控裝置(未示出)，其中，在所述閥頭30打開所述進(jìn)泥口 22時(shí)，高壓水頭可將進(jìn)泥口 22附近的淤泥44沖進(jìn)該進(jìn)泥口 22，而經(jīng)所述支管20和主管10排入低處00，例如黃海。排泄到海里的泥沙，可以利用海潮和洋流帶走。
[0016]如此一來(lái)，主管10至少長(zhǎng)達(dá)600多公里，即小浪底水庫(kù)到黃海的最近距離。小浪底水庫(kù)可以建立的自然水壓壓頭通常達(dá)到250-300米。在這樣的壓頭之下實(shí)現(xiàn)自然力長(zhǎng)途管道輸沙，可以借鑒管道輸煤積累的經(jīng)驗(yàn)。在本發(fā)明的主管10直徑足夠大的情況下，管道輸沙的沙水重量比可達(dá)1: 1-2。也就是說(shuō)，沖走每年的16億噸泥沙只需20-30億立方米的水量，而黃河年均徑流量則達(dá)600多億立方米。這樣一來(lái)，黃河中下游每年就可以獲得大約600億立方米的清水46。
[0017]顯然，主管10管徑的大小是最為關(guān)鍵的因素，這可以通過(guò)流體力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)獲得。
[0018]可能會(huì)有人懷疑，小浪底水庫(kù)250米的水頭有能力利用其自然力將泥沙輸送到600公里之外的大海嗎？本發(fā)明人認(rèn)為:只要管徑足夠大，就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)方案。熟悉黃河的人都知道，黃河中下游從花園口到渤海遠(yuǎn)達(dá)700多公里，花園口的洪峰水位高約95米。在行洪期間，洪水尚且有沖刷河床的作用，原因就在于洪水流速快；而河道的泥沙淤積多發(fā)生于退洪期，即當(dāng)花園口水位大幅下落之后，中下游河水流速陡然下降，于是泥沙就沉積到河床上了。因此，有理由相信，小浪底水庫(kù)250米的水頭有能力利用其自然力將泥沙輸送到600公里之外的大海。
[0019]最好，所述閥頭操控裝置設(shè)置于水庫(kù)水面上方。當(dāng)然，閥頭操控裝置也可以潛入水下，通過(guò)遙控來(lái)控制。
[0020]更好，如圖2所示，每個(gè)支管20連接有一根升管50，該升管有一個(gè)下端52經(jīng)過(guò)所述進(jìn)泥口 22和所述支管20連通于所述主管10、和一個(gè)上端56伸出于游泥最高沉積位之上，即伸進(jìn)清水46中，相應(yīng)的閥頭30套在所述升管50之內(nèi)且可沿升管作活塞式滑動(dòng)，所述升管50從其下端52向上分布有許多徑向穿透其管壁的孔洞(未示出)，這些孔洞經(jīng)過(guò)升管50、進(jìn)泥口 22和閥座24的通徑連通于所述主管10。在使用中，需要操作活塞式閥頭30將其控制在升管外周的實(shí)時(shí)淤泥位附近，一方面用于調(diào)節(jié)沖入升管的沙水混合比，另一方面用于阻止閥頭上方的清水46從升管直接灌入進(jìn)泥口 22以節(jié)約用水。顯然，閥頭30與升管50滑動(dòng)接觸的軸向長(zhǎng)度越大，所述沙水混合比越易于控制，同時(shí)沖沙作業(yè)對(duì)上方的清水?dāng)_動(dòng)就越小。
[0021]如圖2所示，所述升管50垂直于水平面；最好傾斜于水平面，以利于升管上方的淤泥塌方，每根升管就可以沖刷走更大范圍的淤泥。
[0022]所述閥頭30與閥頭操控裝置之間是通過(guò)閥桿32連接的，所述閥桿最好是可分段拆裝的，就像石油鉆桿那樣。
[0023]所述閥頭是球體形或者雙錐體形(未示出)。雙錐體是指兩個(gè)椎體或者臺(tái)體背對(duì)背連在一起，即椎尖指向相反的方向。所述雙錐體可以通過(guò)一段圓柱體背對(duì)背連在一起。雙錐體的優(yōu)點(diǎn)在于有利于擠開和穿過(guò)那些進(jìn)入升管內(nèi)的淤泥44’。
[0024]最好，所述支管20的通徑小于主管10的通徑。這樣，支管20即使有淤泥塊沖進(jìn)主管，也不會(huì)堵塞主管10。
[0025]最好，所述主管10和支管20之間通過(guò)渦流腔18過(guò)渡，如圖3所示。渦流腔的作用在促進(jìn)泥水混合得更均勻。
[0026]所述支管20及其相接的升管50可以連成一根等徑直管，也就是一根貫通管，所述閥座和進(jìn)泥口設(shè)置于該直管之內(nèi)。
[0027]最后不免多說(shuō)幾句。黃河泥沙每年多達(dá)16億噸，對(duì)于歷代來(lái)說(shuō)可謂是一個(gè)天文數(shù)字，而放在今天來(lái)說(shuō)則不然。試想一下，我國(guó)的年采煤量已達(dá)40億噸，而且大多不能靠自然力輸送。相較之下，從小浪底水庫(kù)到黃海建一條沖沙管道，可能比南水北調(diào)更劃算，而且南水北調(diào)東線還得采用提灌方式輸水。更重要的是，黃淮海平原就能最大限度地挽留和利用黃河水資源，甚至于實(shí)現(xiàn)黃淮海平原的運(yùn)河和黃河航運(yùn)，乃至于黃河中下游的清水逐年沖低河床，徹底解決黃河防洪問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于抽取水庫(kù)淤泥的壓力管道系統(tǒng)，包括: 一條主管，有一個(gè)通向水庫(kù)淤泥的吸泥段和一個(gè)通向低處的排泥段； 多條支管連通于所述主管的吸泥段，各支管有一個(gè)連通到水庫(kù)淤泥的進(jìn)泥口并配有一個(gè)閥門的閥座，所述閥門用于控制進(jìn)入進(jìn)泥口的泥水流量；和 每個(gè)閥座配有一個(gè)用于打開或者關(guān)閉該進(jìn)泥口的閥頭，每個(gè)閥頭機(jī)械連接到閥頭操控裝置，其中，在所述閥頭打開所述進(jìn)泥口時(shí)，高壓水頭可將進(jìn)泥口附近的淤泥沖進(jìn)該進(jìn)泥口，而經(jīng)所述支管和主管排入低處。2.如權(quán)利要求1所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述閥頭操控裝置設(shè)置于水庫(kù)水面上方。3.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)支管連接有一根升管，該升管有一個(gè)下端經(jīng)過(guò)所述進(jìn)泥口和所述支管連通于所述主管、和一個(gè)上端伸出于淤泥最高沉積位之上，相應(yīng)的閥頭套在所述升管之內(nèi)且可沿升管作活塞式滑動(dòng)，所述升管從其下端向上分布有許多徑向穿透其管壁的孔洞，這些孔洞經(jīng)過(guò)升管、進(jìn)泥口和閥座通徑連通于所述主管。4.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述升管垂直或者傾斜于水平面。5.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述閥頭與閥頭操控裝置之間是通過(guò)閥桿連接的。6.如權(quán)利要求5所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述閥桿是可分段拆裝的。7.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述閥頭是球體形或者雙錐體形。8.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述支管的通徑小于主管的通徑。9.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述主管和支管之間通過(guò)渦流腔過(guò)渡。10.如前面權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的壓力管道系統(tǒng)，其特征在于，所述支管及其相接的升管連成一根等徑直管，所述閥座和進(jìn)泥口設(shè)置于該直管之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】E02F7/10GK105986588SQ201510089768
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日
【發(fā)明人】朱登河
【申請(qǐng)人】朱登河