一种大库盘水库淤滩冲沙结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水利水电工程水库排沙减淤技术领域，涉及水库淤滩冲沙技术，尤其是涉及一种大库盘水库淤滩冲沙结构及其施工方法。
【背景技术】
[0002]目前，在水库排沙减淤工作中，水库淤积滩地一般位于水库中、尾库段，长期占据水库有效库容，由洪水中推移质及悬移质的沉积、固结形成。因此通过蓄清排浑、异重流排沙等水库运行方式的调整难以凑效，采用常规的泄空冲刷、溯源冲刷等工程措施处理亦排沙效果不理想。若采用机械清淤，一方面机械油烟和机械搅动的泥沙颗粒易污染水体，对于一些承担城市供水任务的水库影响较大；另一方面，机械清淤费用高、淤积泥沙堆放难。因此现有水库游滩冲沙结构及排沙减游措施还不够理想，有待于进一步完善。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种大库盘水库淤滩冲沙结构及其施工方法。通过在淤滩上布置输水建筑物和集流槽，有计划的分配和引导水流至淤滩表面，利用滩高槽深，横向比降较大，水流湍急，发生剧烈淘刷和下切，引起集流槽两侧的淤积土体在重力作用下坍塌，从而使大量的淤泥和泥团随水流一起引入主槽，并排除库外。
[0004]本发明是通过如下技术方案予以实现的。
[0005]—种大库盘水库淤滩冲沙结构，包括大坝、支流口及设置于括大坝与支流口之间的主槽、输水建筑物和淤滩，在汇入库区的支流口处布置有临时挡水建筑物，所述输水建筑物沿库周顺着主槽方向布置；在沿输水建筑物轴线方向上设置有若干条集流槽。
[0006]所述输水建筑物通过淤滩开挖渠道或采用输水管道铺设而成。
[0007]所述集流槽在淤滩上开挖形成，并且每条集流槽成平行布置。
[0008]所述输水建筑物沿库周平行于主槽布置。
[0009]所述输水建筑物和集流槽均为梯形断面。
[0010]一种大库盘水库淤滩冲沙结构的施工方法，具体方法步骤如下:
[0011](1)修建临时挡水建筑物:在库区汇入口修建临时挡水建筑物，为便于就地取材，临时挡水建筑物选用当地材料坝结构；
[0012](2)布置输水建筑物:沿库周平行于主槽或水流方向布置输水建筑物，输水建筑物若采用渠道，断面选择梯形断面，断面尺寸取决于入滩流量，应以容纳入滩水流为限；若采用输水管道，其布置高程、长度、管径、单节长度、管道材质应通过水力学计算及试验确定;
[0013](3)开挖集流槽:沿正交于主槽或水流方向开挖集流槽，集流槽的断面与输水建筑物的渠道断面相同；
[0014](4)放水冲沙:待上一条集流槽深切扩宽工作台完成彻底后，开始下一条集流槽造槽工作；
[0015](5)拆除临时挡水建筑物:冲淤完毕后，拆除临时挡水建筑物。
[0016]所述输水建筑物渠道和集流槽的开挖均在淤滩上进行。
[0017]所述集流槽开挖应从大坝开始逆主槽方向或水流方向进行开挖。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]与现有技术相比，本发明通过依靠水流冲刷和重力侵蚀来破离、输送泥沙，不需要外加动力，同时避免机械清淤的高费用、高污染问题，具有环保、经济、高效等特点。本发明可以有效减少水库淤积，对发挥水库经济和社会效益，保护库区环境，维持水库功能等方面具有重要意义。可在水利水电工程水库排沙减淤技术领域广泛推广应用。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的俯视结构示意图；
[0021]图2为本发明的横断面结构示意图；
[0022]图3为本发明中输水建筑物的断面结构示意图。
[0023]图中:1-主槽，2-输水建筑物，3-集流槽，4-临时挡水建筑物，5-大坝，6_淤滩，7-支流口。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0025]如图1至图3所示，一种大库盘水库淤滩冲沙结构，包括大坝5、支流口 7及设置于括大坝5与支流口 7之间的主槽1、输水建筑物2和淤滩6，在汇入库区的支流口 7处布置有临时挡水建筑物4，所述输水建筑物2沿库周顺着主槽1方向布置；在沿输水建筑物2轴线方向上设置有若干条集流槽3。
[0026]所述输水建筑物2通过淤滩6开挖渠道或采用输水管道铺设而成。
[0027]所述集流槽3在淤滩6上开挖形成，并且每条集流槽3成平行布置。在开挖时，集流槽3的间距以10?30m为宜，以免因冲淤不到位而形成孤滩。所述输水建筑物2 (渠道)、集流槽3在施工时，应选取便于开挖的体型，如梯形断面等，断面尺寸取决于入滩流量，应以容纳入滩水流为限。所述输水建筑物2的布置高程、长度、管径、单节长度、管道材质应通过水力学计算及试验确定。
[0028]所述集流槽3开挖应从大坝5开始逆水流方向进行，待上一条集流槽3深切扩宽工作台完成彻底后，才允许开始下一条集流槽3造槽工作。
[0029]所述输水建筑物2沿库周平行于主槽1布置。
[0030]如图1至图3所示，本发明所述大库盘水库淤滩冲沙结构的施工方法步骤如下:
[0031](1)修建临时挡水建筑物:在库区汇入口修建临时挡水建筑物4，为便于就地取材，临时挡水建筑物4选用当地材料坝结构；
[0032](2)布置输水建筑物:沿库周平行于主槽1或水流方向布置输水建筑物2，输水建筑物2若采用渠道，断面优选为梯形断面，断面尺寸取决于入滩流量，应以容纳入滩水流为限；若采用输水管道，其布置高程、长度、管径、单节长度、管道材质应通过水力学计算及试验确定；
[0033](3)开挖集流槽:沿正交于主槽1或水流方向开挖集流槽3，集流槽3的断面与输水建筑物2的渠道断面相同；集流槽3开挖应从大坝开始逆主槽1方向或水流方向进行；
[0034](4)放水冲沙:待上一条集流槽3深切扩宽工作台完成彻底后，开始下一条集流槽3造槽工作；
[0035](5)拆除临时挡水建筑物:冲淤完毕后，拆除临时挡水建筑物4。
[0036]所述输水建筑物2渠道和集流槽3的开挖均在淤滩6上进行。
[0037]所述输水建筑物2、集流槽3应尽量选取便于开挖的体型，如梯形断面等，断面尺寸取决于入滩流量，应以容纳入滩水流为限。
[0038]在夏、秋两季，水库常处于低水位运行或自然泄洪状态，水库淤滩6显露，为实施本发明的有利时机。如图1至图3所示，在实施时，首先在库区入口处布置临时挡水建筑物4，以便拦蓄洪水。在显露的淤滩6上，沿库周大致平行于主槽1或水流方向7布置输水建筑物2，输水建筑物2 —般采用渠道或输水管道，渠道断面推荐为梯形断面，断面尺寸确保能容纳引用冲刷水流，输水建筑物2渠道的开挖边坡适当放缓，开挖边坡比优先采用1:1，以利于输水建筑物2渠道的边坡稳定。集流槽3是为防止水流自输水建筑物2泄出后在滩面上漫流而降低冲滩效果而开挖的，一般情况下应预先在待冲库段的淤滩6上开挖集流槽
3。集流槽3布置沿大致正交于主槽1或水流方向7，集流槽3断面选择原则同输水建筑物
2。集流槽3间距根据入库流量和集流槽3的长度等选定，不宜过大，否则往往因冲淤不到位而形成孤滩。第一条集流槽3应选择淤滩6靠近库首侧，其余集流槽3逆主槽1方向或水流方向逐步进行。自输水建筑物2上挖开泄水口或打开闸阀，放水冲沙，直到集流槽3深切扩宽工作台完成彻底后，封堵本段输水建筑物2泄水口或关闭闸阀，开始下一条集流槽3造槽工作。
[0039]当冲刷水流由输水建筑物2入滩时，因滩高槽深，横向比降较大，水流湍急，发生剧烈淘刷和下切，引起集流槽3两侧的淤土体在重力作用下坍塌，大量的淤泥和泥团随冲刷水流进入主槽1并通过水库放空建筑物排除库外。如图2所示，输水建筑物2泄水冲滩，首先从滩面比降由缓变陡处(图中2中G-Η处所示)开始冲刷，自下而上溯源推进。同时，由于被冲的淤土为成层结构，且每层淤土从上到下，其颗粒粒径由细到粗，干容重由大到小的分布特点，在每层层面处，粒径细，粘度大，难以冲刷，因此，表现为跌坎状切豆腐式冲刷(如图2中F-M，E-Μ所示)。
【主权项】
1.一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:包括大坝(5)、支流口(7)及设置于括大坝(5)与支流口(7)之间的主槽(1)、输水建筑物(2)和淤滩(6)，在汇入库区的支流口(7)处布置有临时挡水建筑物(4)，所述输水建筑物(2)沿库周顺着主槽(1)方向布置；在沿输水建筑物(2)轴线方向上设置有若干条集流槽(3)。2.根据权利要求1所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述输水建筑物(2)通过淤滩(6)开挖渠道或采用输水管道铺设而成。3.根据权利要求1所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述集流槽(3)在淤滩(6)上开挖形成，并且每条集流槽(3)成平行布置。4.根据权利要求1所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述输水建筑物(2)沿库周平行于主槽(1)布置。5.根据权利要求1所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述输水建筑物(2)和集流槽(3)均为梯形断面。6.一种如权利要求1至5任意一项所述的大库盘水库淤滩冲沙结构的施工方法，其特征在于:具体方法步骤如下: (1)修建临时挡水建筑物:在库区汇入口修建临时挡水建筑物(4)，为便于就地取材，临时挡水建筑物(4)选用当地材料坝结构； (2)布置输水建筑物:沿库周平行于主槽(1)或水流方向布置输水建筑物(2)，输水建筑物(2)若采用渠道，断面选择梯形断面，断面尺寸取决于入滩流量，应以容纳入滩水流为限；若采用输水管道，其布置高程、长度、管径、单节长度、管道材质应通过水力学计算及试验确定； (3)开挖集流槽:沿正交于主槽(1)或水流方向开挖集流槽(3)，集流槽(3)的断面与输水建筑物(2)的渠道断面相同； (4)放水冲沙:待上一条集流槽(3)深切扩宽工作台完成彻底后，开始下一条集流槽(3)造槽工作； (5)拆除临时挡水建筑物:冲淤完毕后，拆除临时挡水建筑物(4)。7.根据权利要求6所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述输水建筑物(2)渠道和集流槽(3)的开挖均在淤滩(6)上进行。8.根据权利要求6所述的一种大库盘水库淤滩冲沙结构，其特征在于:所述集流槽(3)开挖应从大坝(5)开始逆主槽(1)方向或水流方向进行开挖。
【专利摘要】本发明公开了一种大库盘水库淤滩冲沙结构及其施工方法，所述冲沙结构包括大坝、支流口及设置于括大坝与支流口之间的主槽、输水建筑物和淤滩，在汇入库区的支流口处布置有临时挡水建筑物，所述输水建筑物沿库周顺着主槽方向布置；在沿输水建筑物轴线方向上设置有若干条集流槽；所述施工方法步骤如下：(1)修建临时挡水建筑物；(2)布置输水建筑物；(3)开挖集流槽；(4)放水冲沙；(5)拆除临时挡水建筑物。本发明通过依靠水流冲刷和重力侵蚀来破离、输送泥沙，不需要外加动力，同时避免机械清淤的高费用、高污染问题；可以有效减少水库淤积，对发挥水库经济和社会效益，保护库区环境，维持水库功能等方面具有重要意义。
【IPC分类】E02B3/02
【公开号】CN105421288
【申请号】CN201510807997
【发明人】居浩, 陈海坤, 彭继乐, 高传彬, 俞灵光, 李波, 李刚, 房彬
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月20日