專利名稱：清理水庫淤積的泥沙并將泥沙遠程輸送沉積的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清理水庫淤積泥沙的技術(shù)領(lǐng)域，同時提供了治理黃河之類的泥沙含量大的河流的方法。
背景技術(shù)：
據(jù)我所知，黃河泥沙含量大，建在黃河中下游地區(qū)的水庫在蓄水的同時，也淤積了大量泥沙，現(xiàn)在的處理方法是在洪水期開閘放水排沙，從而減少水庫泥沙年淤積量，同時帶走部分蓄水時沉積的泥沙，即使這樣，每年水庫仍然有大量的泥沙淤積，水庫庫容仍在一年年減小。最終將被泥沙填滿，成為“死庫”。這種方法雖然簡單易行，但對水資源的浪費巨大，每年都需浪費數(shù)百億立方米的水，同時泥沙排放到下游，由于黃河中下游河道平緩，排出的泥沙在中下游重新沉積使得中下游河道升高，又給中下游地區(qū)的防洪提出了更高要求，中下游地區(qū)每年都要投入巨資防洪和加高河堤，再者，由于開閘排沙，水庫每年因此而少發(fā)電造成的經(jīng)濟損失數(shù)以億計，水資源的浪費又使得黃河下游每年都斷流，因此現(xiàn)有方法不管是從經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益來說，都存在不足。之前，也有人提出過清理水庫泥沙的方法。但這些方法操作性不強，有許多不能解決的技術(shù)問題，至今還沒有哪一種方法得到實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一整套清理水庫的淤積泥沙和將清理小的泥沙沉積到指定地點的方法，目的是通過清理水庫的泥沙并沉積到適當(dāng)?shù)貐^(qū)，從而減輕中下游地區(qū)的沙患，從而使下游河水變清，實現(xiàn)中華民族千年來的夢想，同時使水庫減少開閘排沙時間或者不開閘排沙，使水庫每年增加數(shù)億元的經(jīng)濟效益。同時也解決了因水庫泥沙淤積而使庫容減少的后顧之憂。本方法投資小，運行成本低，易于安裝，易于操作，需要的人力少，能源消耗少，有利于改善生態(tài)環(huán)境，本發(fā)明是通過附

圖1所示的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)實現(xiàn)的。
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1說明圖1中(1)到(8)是安裝在水庫岸邊的固定鋼管，其位置是水庫正常蓄水時。水剛好淹沒鋼管為宜。
圖1中(2)處是(1)到(8)的鋼管上與庫外的(3)處距離最近的點。
圖1中的(2)到(3)是庫內(nèi)到庫外安裝的鋼管，要求是(3)處的海拔高度低于水庫每年蓄水時最低水位至少30米，位置可以選在水庫四周任意合適的地點。
圖1中(3)到(4)是鋪設(shè)在庫外輸送水、泥、沙的水泥制成的管道。
圖1中的(1)到(2)，(2)到(3)，(3)到(4)的管道內(nèi)徑相同，其內(nèi)徑大小由該系統(tǒng)每年需要完成的采沙量多少決定。
圖1中(4)處是泥沙沉積處，其海拔高應(yīng)低于(3)處至少200米，位置可以離水庫幾百上千公里都可以(也可直接排入大海)面積不得少于10平方公里，能堆積幾十年甚至上百年從水庫采集的泥沙，最好是干旱嚴重、水資源短缺地區(qū)。
圖1中的(3)處，如果技術(shù)條件允許，可建一座水、泥、沙發(fā)電廠。
圖1中的(1)到(8)的鋼管上，每隔一定距離(如5000米)安裝一個帶閘閥的分接頭(5)，以備與圖1中的(7)到(6)、(6)到(5)的管道連接。目的是使采沙系統(tǒng)能夠覆蓋全部庫區(qū)。
圖1中的(7)到(6)，(6)到(5)是由有一定硬度且能自由彎曲的導(dǎo)管連接，其內(nèi)徑是(1)到(8)的固定鋼管內(nèi)徑的完全平方數(shù)之一如(1/1、1/4、1/9……)。
圖1中的(7)到(6)到(5)的管道要求有一定硬度是為了防止系統(tǒng)工作時，管道變形而堵塞，要求能自由彎曲是為了使管道能隨意自由移動和卷曲收放。
圖1中的(6)處是停放在水面的泥沙采集控制船，它的作用是卷曲收放(6)到(5)的管道和(7)到(6)的管道；控制(7)處的泥沙采集機的工作；為泥沙采集機提供電能以及起吊維修泥沙采集機。
圖中的(7)處安裝一臺“泥沙采集機”，“泥沙采集機”是一臺小型潛艇，它的動力由電動機帶動，工作程序和電源由圖1中的(6)處的采沙控制船提供，實現(xiàn)無人駕駛，泥沙采集機的側(cè)面示意圖如附圖(2)圖2是泥沙采集機的側(cè)面示意圖。
附圖2說明圖2中的(1)處安裝轉(zhuǎn)動輪，其作用是帶動泥沙采集機在水底移動和控制泥沙采集機的運動速度。
圖2中的(2)處安裝旋耕機，其作用是疏松庫底的泥沙使泥沙采集機周圍局部水域內(nèi)泥沙含量至少達到20％以上。
圖2中(3)處安裝泥沙入口裝置。
圖2中(3)處泥沙入口裝置是一個過濾裝置，其作用是防止直徑大于2cm的沙石進入管道輸送系統(tǒng)，泥沙入口裝置與圖1中與(7)到(6)的管道連接。
泥沙采集機內(nèi)部安裝電動機帶動泥沙采集機移動和帶動旋耕機轉(zhuǎn)動，還要安裝控制采沙機沉浮的裝置，它的電源和工作程序由采沙控制船供給和控制。
本發(fā)明的工作過程如下當(dāng)圖1中(1)到(8)的鋼管低于水庫水平面時，打開任意一個分接頭的閥門，水從分接頭進入管道，排出庫外，由于水面與圖1中的(3)處存在落差，所以在管道中形成高速水流，然后把與采沙船連接的導(dǎo)管接到圖1中分接頭(5)，打開分接頭(5)處的閥門，再關(guān)閉最初打開的閥門，這時水就從圖1中的(7)處進入管道系統(tǒng)，排出庫外，同時在全管道系統(tǒng)中形成高速水流。
當(dāng)圖1中(7)處的泥沙采集機開始工作是時，水、泥、沙由圖(1)中的(7)到(6)到(5)到(3)到(4)排放到泥沙沉集點(4)處，隨著(4)處泥沙的沉積，在圖1中的(4)處形成人工平源，可開墾出大量良田，并為圖(1)中的(4)處提供水源，使干旱嚴重的地區(qū)有水資源，從而改變這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
如果系統(tǒng)開始工作時，圖1中(1)到(8)固定鋼管的位置高于水庫水平面，但高度差在9米以內(nèi)時，系統(tǒng)不能自然啟動，需要安裝抽水機啟動系統(tǒng)工作，一旦抽水機使系統(tǒng)正常運行后，關(guān)閉抽水機，系統(tǒng)仍正常運行。
如果圖1中(1)到(8)的鋼管高于水平面9米(理論數(shù)據(jù)9.8米)，系統(tǒng)不能自然運行，只有借助抽水機系統(tǒng)才能正常運行。
技術(shù)分析圖1中固定管道內(nèi)徑是0.60m，圖1中(7)到(6)，(6)到(5)的管道內(nèi)徑是0.30m，那么可在水庫內(nèi)不同地區(qū)同時啟動4臺泥沙采集機，管內(nèi)水流速度是20米/秒，水中泥沙含量為20％，一年工作300天計算那么一年系統(tǒng)的泥沙采集量＝0.32×∏×20×20％×3600×24×300＝29314829.37(m3)即約為3千萬立方米，用水量僅為1.2億立方米。一個水庫可建多套這樣的采沙系統(tǒng)。也可建一套排沙量更大或更小的系統(tǒng)。
建設(shè)這一套這樣的系統(tǒng)，即使把泥沙輸送到1000公里以外的泥沙沉積點，總固定投資不到3億，一次建設(shè)可使用幾十上百年，如果排入大海可以長久使用，系統(tǒng)每年的運行成本主要有人工工資，設(shè)備維護，泥沙沉積點的移民生活補貼共計不到1千萬元，而水庫一年增加效益遠遠大于設(shè)備的運行成本，其經(jīng)濟效益是明顯的同時帶來的社會效益和生態(tài)效益也是明顯的。
一個水庫建一套年處理泥沙1億立方米的本發(fā)明系統(tǒng)，在黃河中游建數(shù)個水庫，則每年治理泥沙量可達數(shù)億立方米，總用水是數(shù)十億立方米，水庫總共可在洪水期多存100多億立方米水，枯水季節(jié)綜合調(diào)控到下游，黃河將不再斷流或斷流的時間變短，下游的河水將變清，使黃河真正成為中華民族的“母親河”實現(xiàn)中華民族千年夙愿。
權(quán)利要求
1.一種清理水庫淤積的泥沙并將泥沙遠程輸送沉積的方法，其特征是從水庫的上游(1)處到下游(8)處沿水庫岸邊鋪設(shè)固定鋼管，在庫外的(3)處與(1)到(8)的固定鋼管上的(2)處之間鋪設(shè)固定鋼管相連接，從(3)至(4)用水泥制管相連接，水庫岸邊從(1)到(8)的管道上每隔5000米安裝分接管(5)；分接管(5)與泥沙采集機(7)之間用有一定硬度并能彎曲的管道通過泥沙采集工作船(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(3)處，其特征是海拔高度應(yīng)低于水庫最低水位30米以上，位置可以是水庫四周任意合適的地點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(4)處的泥沙沉積點，其特征是海拔高度低于水面最少200米，且是干旱、缺水地區(qū)，能沉積至少50年的泥沙，或者是大海。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中的泥沙采集機，其特征是一艘安裝有泥沙疏松裝置和泥沙過濾器的小型潛艇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥沙采集工作船，其特征是安裝有卷曲收放管道的機器裝置和具有起吊維修泥沙采集機的功能，并能為泥沙采集機提供電能和控制泥沙采集機工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征是一根固定管道可供多部泥沙采集機在不同地點同時使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(1)到(8)的鋼管，其特征是位于水庫正常水位附近且基本水平的鋼管。
全文摘要
一種清理水庫淤積的泥沙并將泥沙遠程輸送沉積的方法，其特征是在水庫水底的泥沙采集點與海拔高度低于水庫水面的泥沙沉積點之間安裝管道系統(tǒng)，利用管道中形成的高速水流，將水庫庫底(7)處的泥沙通過管道輸送到泥沙沉積點(4)，泥沙采集點安裝一臺泥沙采集機，水庫水面有泥沙采集工作船(6)，由于輸送過程是自然流送，不耗能，沒有運輸費用，所以可以遠距離輸送，由于泥沙采集機活動范圍大，所以清理泥沙范圍能覆蓋整個水庫庫區(qū)，泥沙沉積點選擇在干旱缺水的地區(qū)，通過向該地區(qū)輸送水、泥、沙可以改變該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。該方法每年采集泥沙量可達上億立方米，且耗水量少，可以將庫容恢復(fù)到最初的設(shè)計水平，由于泥沙不排到下游，可以有效解決下游的沙患。
文檔編號E02F7/00GK1718944SQ200510021408
公開日2006年1月11日 申請日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者陳治彬, 陳雪峰 申請人:陳治彬, 陳雪峰