本實(shí)用新型涉及水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種適用于高水深水庫的變截面排沙廊道系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代施工技術(shù)及設(shè)計(jì)水平的提高，人類對河流進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)利用，興建起一批大型水庫及跨流域調(diào)水工程，這些水利工程在為人類發(fā)揮巨大效益的同時(shí)也隨之帶來了不利影響。其中，因水庫造成的泥沙淤積問題為主要不利影響之一，泥沙淤積破壞了自然水流中營養(yǎng)物質(zhì)的輸運(yùn)、改變了下游河道沖淤平衡狀態(tài)、破壞了航運(yùn)條件及縮短水庫壽命等。

目前對上游水庫淤積泥沙的處理方式一方面是使其資源化利用、另一方面盡可能采取工程措施使泥沙輸送至下游河道，使其更接近自然狀態(tài)。泥沙輸送至下游途徑有機(jī)械輸送，其不足是投資成本高、收效低，而工程措施一般則是修建排沙洞、排沙底孔等，其缺點(diǎn)是排沙范圍有限，僅能帶走沖沙漏斗范圍內(nèi)泥沙，同時(shí)，需要的下泄水流量也大，相應(yīng)的損失了發(fā)電水頭，間接的減少了發(fā)電量，影響經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的排沙廊道還存在廊道內(nèi)流速不均勻，容易被泥沙淤塞堵死的問題。因此，探求一種高效排沙低成本投資的排沙建筑物是順應(yīng)實(shí)際工程運(yùn)行現(xiàn)狀的必然之舉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種適用于高水深水庫的變截面排沙廊道系統(tǒng)，且可以在低投資、引用較小下泄流量下，使相對較大區(qū)域泥沙通過此廊道被輸送至下游河道，從而減少水庫淤積，保證電站建筑物運(yùn)行安全，延長設(shè)備使用壽命、降低電站過機(jī)泥沙、盡可能恢復(fù)下游近自然狀態(tài)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種適用于高水深水庫的變截面排沙廊道系統(tǒng)，包括排沙主廊道、匯入排沙主廊道的多個(gè)排沙支廊道，排沙主廊道穿過壩體，每一排沙支廊道的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體，位于排沙支廊道頂端的排沙體布置呈網(wǎng)狀，且所有相鄰的排沙體之間距離相等，所述排沙體呈內(nèi)部中空的圓柱形，所述排沙體四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔，排沙支廊道的截面由末端向排沙主廊道方向截面逐漸增大。

進(jìn)一步的，排沙支廊道與排沙主廊道垂直設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述排沙孔的寬度為0.2m。

進(jìn)一步的，排沙支廊道末端的排沙體處截面內(nèi)徑為D，沿排沙支廊道每個(gè)排沙體處截面內(nèi)徑依次為

本實(shí)用新型通過設(shè)置匯入排沙主廊道的多個(gè)排沙支廊道，可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫底實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于壩前的某一點(diǎn)，從而有效保持水庫的興利庫容，排沙主廊道穿過壩體，可大幅節(jié)約工程量，最大限度保證了大壩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；排沙支廊道上排沙體的設(shè)置可在排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大于庫底泥沙的啟動(dòng)流速，從而防止排沙孔附近的泥沙淤積，另一方面有效控制了下泄流量，最大限度保障了水庫的經(jīng)濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響；排沙支廊道的截面漸增設(shè)計(jì)使得排沙支廊道中的流速基本均勻，在保證有效排出泥沙的同時(shí)防止對排沙廊道的磨損和破壞。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型適用于高水深水庫的變截面排沙廊道系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A向側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型排沙支廊道及位于排沙支廊道頂端排沙體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中B-B向側(cè)視圖。

圖中：1—排沙主廊道，2—排沙支廊道，3—排沙體，4—排沙孔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

請參考圖1及圖2，本實(shí)用新型適用于高水深水庫的變截面排沙廊道系統(tǒng)包括排沙主廊道1和匯入排沙主廊道1的多個(gè)排沙支廊道2，排沙主廊道1穿過壩體，可大幅節(jié)約工程量，最大限度保證了大壩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并使得排沙廊道系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)排沙流量的實(shí)時(shí)統(tǒng)一控制；多個(gè)排沙支廊道2的設(shè)置可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫底實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于壩前，從而有效保持水庫的興利庫容。排沙支廊道2與排沙主廊道1可垂直設(shè)置。

每一排沙支廊道2的頂端間隔設(shè)有多個(gè)排沙體3，請進(jìn)一步參考圖3及圖4，所述排沙體3呈內(nèi)部中空的圓柱形，在其四周側(cè)壁設(shè)有豎向的窄縫狀排沙孔4，且所述排沙孔4的寬度為0.2m。該設(shè)計(jì)一方面在排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大于庫底泥沙的啟動(dòng)流速，從而防止排沙孔附近的泥沙淤積；另一方面有效控制了下泄流量，最大限度保障了水庫的經(jīng)濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響。

位于排沙支廊道2頂端的排沙體3布置呈網(wǎng)狀，即所有相鄰的排沙體3之間距離相等。該設(shè)計(jì)最大限度地發(fā)揮了排沙廊道系統(tǒng)的區(qū)域控沙能力。利用庫底泥沙經(jīng)過吸排后形成的休止角實(shí)現(xiàn)庫底沙丘的均勻分布，最大限度控制了經(jīng)過吸排后的沙丘高度。

排沙支廊道2的截面沿程逐漸變化。其變化規(guī)律為：在一條排沙支廊道2末端的排沙體3處截面內(nèi)徑為D，向排沙主廊道1方向截面逐漸增大，沿排沙支廊道2每個(gè)排沙體3處截面內(nèi)徑依次為該設(shè)計(jì)使得排沙支廊道中的流速基本均勻，既不會(huì)由于流速過低導(dǎo)致泥沙在排沙廊道中沉淀淤積，又不會(huì)由于流速過高導(dǎo)致空化、磨損和結(jié)構(gòu)性破壞，影響排沙廊道系統(tǒng)的壽命。

本實(shí)用新型通過設(shè)置匯入排沙主廊道1的多個(gè)排沙支廊道2，可實(shí)現(xiàn)在較大范圍內(nèi)的庫底實(shí)現(xiàn)排沙，而不是局限于壩前的某一點(diǎn)，從而有效保持水庫的興利庫容，排沙主廊道1穿過壩體，可大幅節(jié)約工程量，最大限度保證了大壩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；排沙支廊道上排沙體3的設(shè)置可在排沙廊道系統(tǒng)整體流量一定時(shí)，保證了排沙孔附近的流速遠(yuǎn)大于庫底泥沙的啟動(dòng)流速，從而防止排沙孔附近的泥沙淤積，另一方面有效控制了下泄流量，最大限度保障了水庫的經(jīng)濟(jì)效益和功能發(fā)揮不受影響；排沙支廊道2的截面漸增設(shè)計(jì)使得排沙支廊道2中的流速基本均勻，在保證有效排出泥沙的同時(shí)防止對排沙廊道的磨損和破壞。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。