專利名稱：清理水庫(kù)淤積的泥沙并將泥沙遠(yuǎn)程輸送沉積的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清理水庫(kù)淤積泥沙的技術(shù)領(lǐng)域，同時(shí)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(kù)在蓄水的同時(shí)，也淤積了大量泥沙，現(xiàn)在的處理方法是在洪水期開(kāi)閘放水排沙，從而減少水庫(kù)泥沙年淤積量，同時(shí)帶走部分蓄水時(shí)沉積的泥沙，即使這樣，每年水庫(kù)仍然有大量的泥沙淤積，水庫(kù)庫(kù)容仍在一年年減小。最終將被泥沙填滿，成為“死庫(kù)”。這種方法雖然簡(jiǎn)單易行，但對(duì)水資源的浪費(fèi)巨大，每年都需浪費(fèi)數(shù)百億立方米的水，同時(shí)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(kāi)閘排沙，水庫(kù)每年因此而少發(fā)電造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億計(jì)，水資源的浪費(fèi)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(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益來(lái)說(shuō)，都存在不足。之前，也有人提出過(guò)清理水庫(kù)泥沙的方法。但這些方法操作性不強(qiáng)，有許多不能解決的技術(shù)問(wèn)題，至今還沒(méi)有哪一種方法得到實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一整套清理水庫(kù)的淤積泥沙和將清理小的泥沙沉積到指定地點(diǎn)的方法，目的是通過(guò)清理水庫(kù)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(shí)現(xiàn)中華民族千年來(lái)的夢(mèng)想，同時(shí)使水庫(kù)減少開(kāi)閘排沙時(shí)間或者不開(kāi)閘排沙，使水庫(kù)每年增加數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)也解決了因水庫(kù)泥沙淤積而使庫(kù)容減少的后顧之憂。本方法投資小，運(yùn)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(guò)附

圖1所示的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1說(shuō)明圖1中(1)到(8)是安裝在水庫(kù)岸邊的固定鋼管，其位置是水庫(kù)正常蓄水時(shí)。水剛好淹沒(méi)鋼管為宜。
圖1中(2)處是(1)到(8)的鋼管上與庫(kù)外的(3)處距離最近的點(diǎn)。
圖1中的(2)到(3)是庫(kù)內(nèi)到庫(kù)外安裝的鋼管，要求是(3)處的海拔高度低于水庫(kù)每年蓄水時(shí)最低水位至少30米，位置可以選在水庫(kù)四周任意合適的地點(diǎn)。
圖1中(3)到(4)是鋪設(shè)在庫(kù)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?zèng)Q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(kù)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(kù)采集的泥沙，最好是干旱嚴(yán)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(gè)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(kù)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(shí)，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(dòng)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(jī)的工作；為泥沙采集機(jī)提供電能以及起吊維修泥沙采集機(jī)。
圖中的(7)處安裝一臺(tái)“泥沙采集機(jī)”，“泥沙采集機(jī)”是一臺(tái)小型潛艇，它的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，工作程序和電源由圖1中的(6)處的采沙控制船提供，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，泥沙采集機(jī)的側(cè)面示意圖如附圖(2)圖2是泥沙采集機(jī)的側(cè)面示意圖。
附圖2說(shuō)明圖2中的(1)處安裝轉(zhuǎn)動(dòng)輪，其作用是帶動(dòng)泥沙采集機(jī)在水底移動(dòng)和控制泥沙采集機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度。
圖2中的(2)處安裝旋耕機(jī)，其作用是疏松庫(kù)底的泥沙使泥沙采集機(jī)周?chē)植克騼?nèi)泥沙含量至少達(dá)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(gè)過(guò)濾裝置，其作用是防止直徑大于2cm的沙石進(jìn)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(jī)內(nèi)部安裝電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泥沙采集機(jī)移動(dòng)和帶動(dòng)旋耕機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，還要安裝控制采沙機(jī)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(guò)程如下當(dāng)圖1中(1)到(8)的鋼管低于水庫(kù)水平面時(shí)，打開(kāi)任意一個(gè)分接頭的閥門(mén)，水從分接頭進(jìn)入管道，排出庫(kù)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(kāi)分接頭(5)處的閥門(mén)，再關(guān)閉最初打開(kāi)的閥門(mén)，這時(shí)水就從圖1中的(7)處進(jìn)入管道系統(tǒng)，排出庫(kù)外，同時(shí)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(jī)開(kāi)始工作是時(shí)，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(diǎn)(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(kāi)墾出大量良田，并為圖(1)中的(4)處提供水源，使干旱嚴(yán)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(kāi)始工作時(shí)，圖1中(1)到(8)固定鋼管的位置高于水庫(kù)水平面，但高度差在9米以內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)不能自然啟動(dòng)，需要安裝抽水機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)工作，一旦抽水機(jī)使系統(tǒng)正常運(yùn)行后，關(guān)閉抽水機(jī)，系統(tǒng)仍正常運(yùn)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(yùn)行，只有借助抽水機(jī)系統(tǒng)才能正常運(yùn)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(kù)內(nèi)不同地區(qū)同時(shí)啟動(dòng)4臺(tái)泥沙采集機(jī)，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(jì)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(wàn)立方米，用水量?jī)H為1.2億立方米。一個(gè)水庫(kù)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(diǎn)，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?？梢蚤L(zhǎng)久使用，系統(tǒng)每年的運(yùn)行成本主要有人工工資，設(shè)備維護(hù)，泥沙沉積點(diǎn)的移民生活補(bǔ)貼共計(jì)不到1千萬(wàn)元，而水庫(kù)一年增加效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)備的運(yùn)行成本，其經(jīng)濟(jì)效益是明顯的同時(shí)帶來(lái)的社會(huì)效益和生態(tài)效益也是明顯的。
一個(gè)水庫(kù)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(gè)水庫(kù)，則每年治理泥沙量可達(dá)數(shù)億立方米，總用水是數(shù)十億立方米，水庫(kù)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(shí)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(shí)現(xiàn)中華民族千年夙愿。
權(quán)利要求
1.一種清理水庫(kù)淤積的泥沙并將泥沙遠(yuǎn)程輸送沉積的方法，其特征是從水庫(kù)的上游(1)處到下游(8)處沿水庫(kù)岸邊鋪設(shè)固定鋼管，在庫(kù)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(kù)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(jī)(7)之間用有一定硬度并能彎曲的管道通過(guò)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(kù)最低水位30米以上，位置可以是水庫(kù)四周任意合適的地點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的(4)處的泥沙沉積點(diǎn)，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(jī)，其特征是一艘安裝有泥沙疏松裝置和泥沙過(guò)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(jī)器裝置和具有起吊維修泥沙采集機(jī)的功能，并能為泥沙采集機(jī)提供電能和控制泥沙采集機(jī)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(jī)在不同地點(diǎn)同時(shí)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(kù)正常水位附近且基本水平的鋼管。
全文摘要
一種清理水庫(kù)淤積的泥沙并將泥沙遠(yuǎn)程輸送沉積的方法，其特征是在水庫(kù)水底的泥沙采集點(diǎn)與海拔高度低于水庫(kù)水面的泥沙沉積點(diǎn)之間安裝管道系統(tǒng)，利用管道中形成的高速水流，將水庫(kù)庫(kù)底(7)處的泥沙通過(guò)管道輸送到泥沙沉積點(diǎn)(4)，泥沙采集點(diǎn)安裝一臺(tái)泥沙采集機(jī)，水庫(kù)水面有泥沙采集工作船(6)，由于輸送過(guò)程是自然流送，不耗能，沒(méi)有運(yùn)輸費(fèi)用，所以可以遠(yuǎn)距離輸送，由于泥沙采集機(jī)活動(dòng)范圍大，所以清理泥沙范圍能覆蓋整個(gè)水庫(kù)庫(kù)區(qū)，泥沙沉積點(diǎn)選擇在干旱缺水的地區(qū)，通過(guò)向該地區(qū)輸送水、泥、沙可以改變?cè)摰貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境。該方法每年采集泥沙量可達(dá)上億立方米，且耗水量少，可以將庫(kù)容恢復(fù)到最初的設(shè)計(jì)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(hào)E02F7/00GK1718944SQ200510021408
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:陳治彬, 陳雪峰