專利名稱：傍河取水人工滲濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水利取水工程，尤其是傍河取水并對(duì)高泥沙河水水進(jìn)行過濾 的人工滲濾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，公知的水利取水系統(tǒng)有很多種，如
圖1所示的橋墩式取水系統(tǒng)、圖2所示的 豎井式泵房取水系統(tǒng)、圖3所示的陡槽式取水系統(tǒng)、圖4所示的高壓滲濾井系統(tǒng)，以及合建 或分建自流管式取水系統(tǒng)、岸邊集水井開設(shè)進(jìn)水孔取水系統(tǒng)、虹吸管取水系統(tǒng)、水泵吸水管 直接取水系統(tǒng)、大口井、管井等。這些水利取水系統(tǒng)在實(shí)踐和應(yīng)用中存在一些明顯的缺點(diǎn)，如合建或分建自流管 式取水系統(tǒng)的進(jìn)水頭部伸入河床內(nèi)，檢修和清洗都不便；對(duì)高泥砂河水所取水質(zhì)差，不能很 好地滿足用戶需求；高濁度時(shí)井下沉砂。岸邊集水井開設(shè)進(jìn)水孔取水系統(tǒng)針對(duì)泥砂大的河 流無法解決水質(zhì)問題。虹吸管取水系統(tǒng)需要安裝一套真空管路系統(tǒng)，當(dāng)虹吸管徑較大時(shí)，起 運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行不便，無法解決高泥砂問題。水泵吸水管直接取水系統(tǒng)在河流泥砂顆粒粒徑 較大時(shí)，易受堵塞，且水泵葉輪磨損較快。橋墩式取水系統(tǒng)的工程復(fù)雜，造價(jià)太高。豎井式泵 房取水系統(tǒng)的取水方式無法滿足于陜北高泥砂河流。陡槽式取水系統(tǒng)雖能除去部分泥砂， 但無法滿足用水需要。高壓滲濾井系統(tǒng)可適用于河流的某些地段，但該項(xiàng)取水設(shè)施施工費(fèi) 用高，且建成后出水量衰減速度快。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的水利取水系統(tǒng)檢修和清洗不便、所取水質(zhì)差、工程復(fù)雜、造價(jià)高等 不足，本實(shí)用新型提供一種傍河取水人工滲濾系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是傍河取水人工滲濾系統(tǒng)包括導(dǎo) 水渠和滲濾系統(tǒng)；導(dǎo)水渠包括進(jìn)水明渠、出水明渠和矩形堰，進(jìn)水明渠位于滲濾系統(tǒng)的上游 側(cè)，進(jìn)水明渠與滲濾系統(tǒng)接觸處理設(shè)矩形堰，出水明渠位于滲濾系統(tǒng)的下游側(cè)，出水明渠與 滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰；滲濾系統(tǒng)包括人工滲濾場(chǎng)、水位觀測(cè)管和集水明渠，集水明渠 設(shè)置在人工滲濾場(chǎng)的一側(cè)，水位觀測(cè)管安裝在人工滲濾場(chǎng)中。進(jìn)水明渠、出水明渠的渠底與側(cè)壁皆用磚砌，水泥砂漿抹面，渠斷面為梯形。進(jìn)水明渠、出水明渠渠斷面的頂寬為lm、底寬0. 8m、深度0. 8m，底面按坡降7%。施 工。人工滲濾場(chǎng)包括滲濾池、人工濾層和集水暗管。滲濾池為長(zhǎng)方體，底面水平，并與四周一起鋪設(shè)土工膜防滲。滲濾池為長(zhǎng)20m、寬8m、深1. 5m的長(zhǎng)方體。人工濾層分為三層，最底層采用礫石鋪填；中間層采用粗砂鋪填；頂層采用現(xiàn)場(chǎng) 風(fēng)積沙鋪填；風(fēng)積沙上部鋪設(shè)一層土工布。最底層的厚度為0. 5m，采用直徑4-10mm的礫石鋪填；中間層的厚度為0. 2m，采用
3直徑0. 5-2mm的粗砂鋪填；頂層的厚度0. 3m，采用現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)積沙鋪填。水位觀測(cè)管分別置于集水暗管上部和相鄰兩根集水暗管之間。水位觀測(cè)管上部為實(shí)管，下部為孔隙率為5%的進(jìn)水段，進(jìn)水段外包土工布防止進(jìn) 水孔堵塞。本實(shí)用新型的有益效果是，人工滲濾系統(tǒng)采用新型材料，可增加透水性能，從而增 加高泥砂河水的轉(zhuǎn)化效率；主要針對(duì)高泥砂河水能夠做到一次性除砂處理；人工滲濾系統(tǒng) 采用的材料價(jià)格低廉，表層風(fēng)積沙可就地取材，工程造價(jià)低廉，作為中小型村鎮(zhèn)供水水源， 修建長(zhǎng)度約1km的滲濾系統(tǒng)，工程造價(jià)約需5萬元左右。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的橋墩式取水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的豎井式泵房取水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的陡槽式取水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的高壓滲流井系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型的人工滲濾系統(tǒng)的平面示意圖。圖6是本實(shí)用新型的人工濾層結(jié)構(gòu)斷面圖。圖7是本實(shí)用新型的觀測(cè)管與集水暗管的位置示意圖。圖8是本實(shí)用新型的滲濾系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)觀測(cè)管內(nèi)的水位歷時(shí)曲線圖。圖9是本實(shí)用新型的滲濾系統(tǒng)第二次運(yùn)行時(shí)觀測(cè)管內(nèi)的水位歷時(shí)曲線圖。
圖10是本實(shí)用新型的滲濾系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)集水量的歷時(shí)曲線圖。
圖11是本實(shí)用新型的滲濾系統(tǒng)第二次運(yùn)行時(shí)集水量的歷時(shí)曲線圖。
圖12是本實(shí)用新型的滲濾系統(tǒng)第一次運(yùn)行時(shí)進(jìn)水量與集水量的關(guān)系圖。
圖13是本實(shí)用新型的滲濾工藝流程圖。圖中1.觀測(cè)管，2.人工滲濾場(chǎng)，3.集水明渠，4.進(jìn)水明渠，5.出水明渠，6.矩形 堰，7.集水暗管。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)的場(chǎng)地位于河流岸邊的漫灘區(qū)。河流可以是 高泥沙河流，將場(chǎng)地設(shè)立在高泥沙河流的漫灘區(qū)，其結(jié)果具有一定的可推廣性。漫灘寬度較 大，且在場(chǎng)地右側(cè)有一條人工渠，渠水直接引自高泥沙河流，作為人工滲濾系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的進(jìn) 水水源。(一 )人工滲濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示，人工滲濾系統(tǒng)包括導(dǎo)水渠和滲濾系統(tǒng)。導(dǎo)水渠的功能是引導(dǎo)河水進(jìn) 出滲濾系統(tǒng)，滲濾系統(tǒng)是將由導(dǎo)水渠導(dǎo)入的高泥沙河水凈化的裝置。(1)導(dǎo)水渠導(dǎo)水渠包括進(jìn)水明渠4、出水明渠5和矩形堰6，進(jìn)水明渠4位于滲濾系統(tǒng)的上游 側(cè)，進(jìn)水明渠4與滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰6，出水明渠5位于滲濾系統(tǒng)的下游側(cè)，出水明 渠5與滲濾系統(tǒng)接觸處也埋設(shè)矩形堰6。各渠渠底與側(cè)壁皆用磚砌，水泥砂漿抹面。渠斷面為梯形，頂寬為lm、底寬0. 8m、深度0. 8m，底面按坡降7%。施工。(2)滲濾系統(tǒng)滲濾系統(tǒng)包括人工滲濾場(chǎng)2、水位觀測(cè)管1和集水明渠3。集水明渠3設(shè)置在人 工滲濾場(chǎng)2的一側(cè)，水位觀測(cè)管1安裝在人工滲濾場(chǎng)2中。集水明渠3采用磚砌、水泥砂漿 抹面，斷面設(shè)計(jì)為矩形，長(zhǎng)20m、寬0. 5m、深0. 5m，開挖時(shí)渠底面低于滲濾層底面0. 3m，以保 證集水暗管導(dǎo)出的水流排泄通暢，并沿河流下游方向開挖一條渠道，讓水可自然排泄。人工滲濾場(chǎng)2是本實(shí)用新型人工滲濾系統(tǒng)的核心部分，其包括滲濾池、人工濾層 和集水暗管7三部分。滲濾池為長(zhǎng)20m、寬8m、深1. 5m的長(zhǎng)方體，底面水平，并與四周一起 鋪設(shè)土工膜防滲。如圖6所示，人工濾層分為三層，最底層采用0 4-10mm的礫石鋪填，厚度 為0. 5m ；中間層采用直徑0. 5-2mm的粗砂鋪填，層厚0. 2m ；頂層濾層采用現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)積沙(中 砂)鋪填，層厚0. 3m ；風(fēng)積沙上部鋪設(shè)一層土工布。集水暗管采用壁厚4mm、O 110mm的DL110AM型優(yōu)質(zhì)PVC管。按梅花形布孔加工成 濾水管，過水孔直徑10mm，孔隙率10%，管外包土工布。暗管鋪設(shè)在滲濾池底層礫石中，距 池底0. lm，共平行鋪設(shè)21根，每米鋪設(shè)1根，一端直接接入集水明渠。( 二)觀測(cè)裝置設(shè)計(jì)(1)流量觀測(cè)裝置在進(jìn)水明渠4、出水明渠5與滲濾系統(tǒng)接觸處分別理設(shè)矩形堰6以觀測(cè)進(jìn)水量和出 水量；在集水明渠6末端埋設(shè)矩形堰6觀測(cè)取水量。(2)水位觀測(cè)裝置為獲取滲濾池中的水流形態(tài)，在滲濾系統(tǒng)中安裝水位觀測(cè)管1，水位觀測(cè)管1采用 NS-G-40B型①40 X 1. 85mm優(yōu)質(zhì)PVC管，管長(zhǎng)1. 4-1. 45m,分別置于集水暗管7上部和相鄰 兩根集水暗管7之間，共布設(shè)10根。水位觀測(cè)管1上部為實(shí)管，下部進(jìn)水段孔隙率為5%， 進(jìn)水段外包土工布防止進(jìn)水孔堵塞。水位觀測(cè)管1與集水暗管7的相對(duì)位置見圖5及圖7。 圖5中，10根水位觀測(cè)管分別設(shè)置在人工滲濾場(chǎng)2的Hl-1、Hl-2、H2-1、H2-2、H3-1、H3-2、 H4-l、H4-2、H5-l、H5-2 位置處。人工滲濾場(chǎng)2中水深變化通過在滲濾場(chǎng)主流線方向上的三個(gè)標(biāo)尺進(jìn)行觀測(cè)。(三)人工滲濾系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果分析(1)滲濾池中泥沙堆積規(guī)律河水中攜帶有大量的泥沙，從人工滲濾池流過后在其表面形成一層厚度不均的泥 質(zhì)層。泥沙堆積厚度主要受滲濾池中水流速度的影響，在主流線上，泥質(zhì)層厚度較小，僅 2-lOcm，在其它位置厚度較大，最厚可達(dá)40cm以上。(2)集水明渠中的水質(zhì)及泥沙含量變化規(guī)律兩次運(yùn)行的初、中、末期，分別在進(jìn)水明渠4及集水明渠中3采取水樣，進(jìn)行了水質(zhì) 簡(jiǎn)分析。經(jīng)對(duì)比可看出，水質(zhì)基本無變化，但滲濾水含沙量變化大。表1是在兩次運(yùn)行不同階段對(duì)滲濾取水的含沙量進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，從表1中 可以看出，在運(yùn)行初期，滲濾取水的泥沙含量較大(357mg/L)，但遠(yuǎn)小于河水的泥沙含量，說 明滲濾系統(tǒng)對(duì)泥沙的過濾能力很強(qiáng)。在第二次運(yùn)行過程中，滲濾取水中的泥沙含量低且較 為穩(wěn)定，平均為1.5mg/L。表1滲濾系統(tǒng)中水的泥沙含量對(duì)比表[0053]
權(quán)利要求一種傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，包括導(dǎo)水渠和滲濾系統(tǒng)；導(dǎo)水渠包括進(jìn)水明渠(4)、出水明渠(5)和矩形堰(6)，進(jìn)水明渠(4)位于滲濾系統(tǒng)的上游側(cè)，進(jìn)水明渠(4)與滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰(6)，出水明渠(5)位于滲濾系統(tǒng)的下游側(cè)，出水明渠(5)與滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰(6)；其特征在于滲濾系統(tǒng)包括人工滲濾場(chǎng)(2)、水位觀測(cè)管(1)和集水明渠(3)，集水明渠(3)設(shè)置在人工滲濾場(chǎng)(2)的一側(cè)，水位觀測(cè)管(1)安裝在人工滲濾場(chǎng)(2)中。
2.一種如權(quán)利要求1所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)水明渠(4)、出水 明渠(5)的渠底與側(cè)壁皆用磚砌，水泥砂漿抹面，渠斷面為梯形。
3.—種如權(quán)利要求2所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)水明渠(4)、出水 明渠(5)渠斷面的頂寬為lm、底寬0. Sm、深度0. 8m，底面按坡降7%。施工。
4.一種如權(quán)利要求1所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于人工滲濾場(chǎng)(2)包 括滲濾池、人工濾層和集水暗管(7)。
5.一種如權(quán)利要求4所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于滲濾池為長(zhǎng)方體，底 面水平，并與四周一起鋪設(shè)土工膜防滲。
6.一種如權(quán)利要求5所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于滲濾池為長(zhǎng)20m、寬 8m、深1. 5m的長(zhǎng)方體。
7.—種如權(quán)利要求4所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于人工濾層分為三層， 最底層采用礫石鋪填；中間層采用粗砂鋪填；頂層采用現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)積沙鋪填；風(fēng)積沙上部鋪設(shè) 一層土工布。
8.—種如權(quán)利要求7所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于最底層的厚度為 0. 5m，采用直徑4-10mm的礫石鋪填；中間層的厚度為0. 2m，采用直徑0. 5_2mm的粗砂鋪填； 頂層的厚度0. 3m，采用現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)積沙鋪填。
9.一種如權(quán)利要求1所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于水位觀測(cè)管(1)分 別置于集水暗管(7)上部和相鄰兩根集水暗管(7)之間。
10.一種如權(quán)利要求1所述的傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，其特征在于水位觀測(cè)管(1)上 部為實(shí)管，下部為孔隙率為5%的進(jìn)水段，進(jìn)水段外包土工布防止進(jìn)水孔堵塞。
專利摘要一種傍河取水人工滲濾系統(tǒng)，包括導(dǎo)水渠和滲濾系統(tǒng)；導(dǎo)水渠包括進(jìn)水明渠、出水明渠和矩形堰，進(jìn)水明渠位于滲濾系統(tǒng)的上游側(cè)，進(jìn)水明渠與滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰，出水明渠位于滲濾系統(tǒng)的下游側(cè)，出水明渠與滲濾系統(tǒng)接觸處埋設(shè)矩形堰；滲濾系統(tǒng)包括人工滲濾場(chǎng)、水位觀測(cè)管和集水明渠，集水明渠設(shè)置在人工滲濾場(chǎng)的一側(cè)，水位觀測(cè)管安裝在人工滲濾場(chǎng)中。人工濾層分為三層，最底層采用礫石鋪填；中間層采用粗砂鋪填；頂層采用現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)積沙鋪填；風(fēng)積沙上部鋪設(shè)一層土工布。該人工滲濾系統(tǒng)檢修和清洗不便、工程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。
文檔編號(hào)E03B3/36GK201704090SQ201020134549
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者黨學(xué)亞, 常亮, 董英, 賀帥軍, 顧小凡 申請(qǐng)人:張茂省