專利名稱：懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，可以利用潮汐動力或利用擋潮閘調(diào)度閘上水體動力，以確保閘下不淤積，并可用于河流河道整治的旋翼沉浮式揚沙器。
背景技術(shù)：
為了抵御鹽水入侵、排泄內(nèi)澇，常在河口一側(cè)或兩側(cè)修筑導堤，一是改善水流條件，切斷由風浪掀起的海灘泥沙補給源，減少漲潮流挾帶進入引河的沙量；二是約束和穩(wěn)定下泄徑流，縮窄航道寬度和口門寬度，增大落潮水流速度，束水攻沙，改善并穩(wěn)定出口水深，從而達到減少引河淤積的目的。然而河口建閘后，改變了河口地區(qū)的動力條件，使潮位和潮流過程出現(xiàn)相位差，漲潮歷時縮短而漲潮流速加大，落潮歷時加長而落潮流速減小，使?jié)q潮帶進的泥沙量遠大于落潮帶出的泥沙量，改變了原有天然情況下的輸沙平衡，河口建閘也使得上游泄水量減小，引起閘下河段的嚴重淤積。
目前采用減少閘下淤積的沖淤措施有人工水力沖淤、機械沖淤二種，其中水力沖淤是逢大潮開閘沖淤、低高潮時開閘沖淤、利用水頭差開閘、納潮沖淤。
機械清淤是在上游水源有限，閘下河床比較堅硬，靠水流難以沖動的情況下，或者是在上游水源緊缺，順流攪動以增加落潮或上游來水帶去沙量的情況下，用機船拖淤、機船挖淤、水力沖塘等機械手段清淤。無論是水力沖淤還是機械沖淤，它們的共同缺陷在于投入的人力、物力較大，改變閘下河段淤積的效果短暫、甚至是不明顯的。目前閘下河段的淤積情況是越來越嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)明渠水流速度垂線分布和泥沙含沙量沿垂線分布的特性，而設計的安置在水中一定深度的旋翼沉浮式揚沙器，利用底部水體流動的能量，帶動旋翼旋轉(zhuǎn)起動，使底部水體紊動起來，從而實現(xiàn)將河床底部泥沙揚動保持不淤或帶入下游。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案其特征是懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置呈旋翼狀，它比水體密度輕，它設置于y＝y(tǒng)|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度。
實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，充分利用潮汐動力或利用擋潮閘調(diào)度閘上水體動力，確保閘下不淤積并可用于河流河道整治；投入少、效果好。
其水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs——泥沙顆粒的容重；γ——水體的容重；γb——床面泥沙的容重(考慮空隙在內(nèi))；γb0——床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；
k——常數(shù)(＝2.9×10-4克/厘米3)；D——泥沙顆粒粒徑；ρ——水體密度；h——水深。
流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa——y等于某一定值a處的含沙量；U*——摩阻流速；ω——泥沙的沉速；S/Sa——相對含沙量；本發(fā)明的優(yōu)點利用底部水體流動的能量，帶動旋翼旋轉(zhuǎn)起動，從而將河床底部泥沙揚動保持不淤或帶入下游；只要河床泥沙能夠在水體動力條件下?lián)P動，它可以設置于水下任意位置；由于旋翼設置于y＝y(tǒng)|u＝0.1～0.5Umax處(y為距河床距離，U為最大流速)，所以它可以沉浮于水體任意位置；


附圖1是兩葉旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是三葉旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中的1是葉。
具體實施例方式
其結(jié)構(gòu)是懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置呈旋翼狀，旋翼的長度0.5-2米，寬度0.2-1米，比水體密度輕，設置于y＝y(tǒng)|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度；水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs——泥沙顆粒的容重；γ——水體的容重；γb——床面泥沙的容重(考慮空隙在內(nèi))；γb0——床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；k——常數(shù)(＝2.9×10-4克/厘米3)；D——泥沙顆粒粒徑；ρ——水體密度；h——水深。
流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa——y等于某一定值a處的含沙量；
U*——摩阻流速；ω——泥沙的沉速；S/Sa——相對含沙量；實施例在河寬為10～30米，河道漲潮或落潮平均流速0.5～1.5米/秒，泥沙粒徑0.03～0.1mm，水深0.5m～3m。泥沙顆粒的起動流速為0.01～0.25m/s。旋翼沉浮式揚沙器采用兩葉或三葉旋翼，旋翼的長度1米，寬度0.5米，重1kg。旋翼的設置于距河床距離0.2m左右處，最大流速Umax約為2.1m/s。
權(quán)利要求
1.懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置，其特征是呈旋翼狀，懸浮于水體中，利用水流自身動力保持泥沙不淤，比水體密度輕，設置于y＝y(tǒng)|u＝0.1-0.5Umax處，式中的y為距河床距離，Umax為最大流速，u為任意點水流速度；水流速度垂線分布、懸沙含沙量沿垂線分布、泥沙起動流速公式分別選用起動流速公式Uc=(hD)1/6·[3.2γs-γγgD+(γbγb0)10kρD]1/2]]>γs-泥沙顆粒的容重；γ-水體的容重；γb-床面泥沙的容重(考慮空隙在內(nèi))；γb0-床面泥沙達到密實后的容重(＝1.6克/厘米3)；k-常數(shù)(＝2.9×10-4克/厘米3)；D-泥沙顆粒粒徑；ρ-水體密度；h-水深。流速分布Umax-uU*=1klnhy]]>懸移質(zhì)含沙量沿垂線分布SSa=[hy-1ha-1]ωkU*]]>Sa-y等于某一定值a處的含沙量；U*-摩阻流速；ω-泥沙的沉速；S/Sa-相對含沙量。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種實用于沿海擋潮閘的閘下淤積，可以利用潮汐動力或利用擋潮閘調(diào)度閘上水體動力，以確保閘下不淤積，并可用于河流河道整治的懸浮式旋翼水力自動防淤清淤裝置。其特征是呈旋翼狀，懸浮于水體中，利用水流自身動力保持泥沙不淤，比水體密度輕，設置于y＝y(tǒng)|u＝0.1－0.5U
文檔編號E02F5/28GK1743571SQ20051009455
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者唐洪武, 孫洪濱, 周和平, 肖洋 申請人:河海大學