坝体外挂式压差驱动自清淤装置及清淤方法

1.本发明涉及河流清淤领域，提供了一种河流清淤装置及清淤方法，特别涉及一种在河流中形成局部高低水位，利用河流自身压强差作为动力的一种绿色自清淤装置及清淤方法。


背景技术：

2.河道清淤一般指治理河道，属于水利工程。河道淤积已日益影响到防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，为恢复河道正常功能，促进经济社会的快速持续发展，进行河道清淤疏浚工程。使河道通过治理变深、变宽，河水变清，群众的生产条件和居住环境得到明显改善，达到“水清，河畅，岸绿，景美”的目标。
3.目前，常用的清淤方法包括排干清淤、水下清淤以及环保清淤3种方式。排干清淤具有施工流程简单、能处理大型、复杂垃圾等优势，但需要将河道水抽干，增加了临时围堰的工程费用；水下清淤一般分为抓斗式清淤、泵吸式清淤、普通绞吸式清淤、斗轮式清淤等，此种方式需要借助水上施工平台将淤泥从河道底部抽出，并堆放至指定位置，工作受环境的影响，施工效率一般；环保清淤是利用环保绞吸式清淤对河道水质进行优化，同时控制清淤时对水体环境的扰动，可以防止污染淤泥二次扩散的能力，能够处理大面积的受污染淤泥，具有对周边环境影响小、定位精度高等特点，但是机械设备噪声也会给周边居民带来一定干扰。
4.目前清淤方法主要缺点是：
①
工程费用多，耗时长，人力成本大，如将河道水抽干、增设围堰、清淤船抽吸；
②
对周边环境影响大，特别是较大的噪声和环境污染，不环保；
③
无法实现持续长周期的动态清淤。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术存在的不足和缺陷，提供坝体外挂式压差驱动自清淤装置及清淤方法；将拦水板插入到河流淤泥内，由于水流移动受到限制，在拦水板两侧形成水位差，上游水位增大，下游水位降低；将管道的出水管和进水管分别插入到，低水面，和高水面处，在排淤管道内形成压强差，无需外界动力下，就可以把淤泥和河水压入排淤管内；在坝体设置滑杆，可以使得装置在一定区域内进行来回清淤。可以有效解决淤泥沉积问题。
6.坝体外挂式压差驱动自清淤装置，该装置包括排淤管道1、进水管2、进口阀门3、排淤阀门4、出水管5、出口阀门6、检查窗口7、挂钩8、直杆9、滑杆10、拦水板11、滤网12、清淤刻度13；
7.所述排淤管道1为u型管道，出入口两端通过直杆9来支撑，并通过挂钩8挂在滑杆10上，允许排淤管道1沿着滑杆10滑动；滑杆10固定在坝体上，允许排淤管道1外挂在坝体上，并可以在坝体上移动；
8.所述排淤管道1有3个端口，一端通过进口阀门3与进水管2相连，一端通过出口阀
门6与出水管5相连，一端通过排淤阀门4与排泥口相连；
9.所述进口阀门3控制进水管2的开合，所述出口阀门6控制出水管5的开合，所述排淤阀门4控制排泥口的开合；
10.靠近出口阀门6端的中间位置设置滤网12，避免水中粗大颗粒通过出口阀门6进入出水管5，达到过滤粗大颗粒的目的；
11.所述排淤管道1的水平段设置有高强玻璃制作的检查窗口7，检查窗口7中间高度处刻有清淤刻度13，用于判断淤泥高度；当淤泥高度超过清淤刻度13时，关闭出口阀门6，打开排淤阀门4，让淤泥在进水管2的水压作用下从排淤管道1排出排泥口；
12.所述拦水板11的断面为一字型或u型，断面宽度为2m～5m，不超过河流宽度的1/3，底部插入淤泥中保持稳定，顶部高于水位1～3m；断面宽度方向垂直水流方向，u型口朝向上游；拦水板11的设置在其两侧形成水位差，是实现装置自清淤功能的动力来源。
13.坝体外挂式压差驱动自清淤装置的清淤方法，采用上述的坝体外挂式压差驱动自清淤装置连接，具体清淤步骤如下：
14.①
所述拦水板11，插入到河流淤泥内，由于水流移动受到限制，在拦水板11两侧形成水位差，上游水位增大，下游水位降低；
15.②
在坝体上设置滑杆10，将管道上的挂钩8挂在滑杆10上，自清淤装置被外挂在坝体上；
16.③
所述进水管2，插入在拦水板11上游的淤泥内，处于高水位处；所述出水管5设置在拦水板11下游，处于低水位处；打开进口阀门3，出口阀门6，关闭排淤阀门4；河水夹杂淤泥在水压差的作用下，进入排淤管道1，在通过滤网12的过滤之后，部分粗大颗粒淤泥会沉积在管道中，其余细小颗粒部分随着河水流出；
17.④
通过检查窗口7对管道内部淤泥高度进行观察；当淤泥高度超过清淤刻度13时，打开排淤阀门4，关闭出口阀门6，让淤泥在进水管2的水压作用下从排淤管道1排出排泥口；
18.⑤
管道清淤结束后，关闭排淤阀门4，打开出口阀门6，继续对河流进行清淤；
19.⑥
循环执行步骤
④
和
⑤
，并及时移动进水管2的管口位置，使得拦水板11上游一定范围的淤泥得到清除；
20.⑦
通过滑动挂钩8，让排淤管道1沿着坝体移动，同时更换拦水板11插入位置，能够清理更大的范围；沿着坝体每隔一定距离设置1个自清淤装置，保证自清淤装置有一个合理的工作区间。
21.进一步地，所述自清淤装置通过拦水板在河流上下游形成局部高低水位，产生的水压差驱动河水夹杂淤泥通过自清淤装置，经过过滤沉淀将粗大颗粒淤泥收集，并在淤泥达到特定高度后从自清淤装置中排出；整个过程不需要借助外界动力，绿色环保，极大降低清淤的动力成本；清淤过程不需要人员长期驻扎，极大降低清淤的人力成本。
22.进一步地，所述自清淤装置可沿滑杆在坝体上的一定区域来回移动，能够实现长距离清淤；沿坝体布置多个自清淤装置，能够实现长距离、长周期的清淤。
23.有益效果
24.本发明提供坝体外挂式压差驱动自清淤装置，该装置包括排淤管道1、进水管2、进口阀门3、排淤阀门4、出水管5、出口阀门6、检查窗口7、挂钩8、直杆9、滑杆10、拦水板11、滤网12、清淤刻度13；所述进水管2，插入在拦水板11后的淤泥内，处于高水位下；所述出水管5
设置在拦水板11后，处于低水位下；河水与淤泥在水压差的作用下，进入排淤管道；在通过滤网12的过滤之后，部分粗大颗粒淤泥会沉积在管道中，其余细小颗粒部分随着河水流出；借助检查窗口7对管道内部进行观察，判断是否需要打开排淤阀门4。
25.本发明所达到的有益效果如下：
26.1)本发明利用河流高低水位的形成压强差，可以将进水管处的淤泥压入悬挂在防洪坝上的管道部分；不需要抽干河水，不需要增设围堰，对河流正常流动影响较小；无动力机械长时施工，无噪音污染，对周边环境影响小；
27.2)整个清淤过程不需要借助外界动力，绿色环保，极大降低清淤的动力成本；清淤过程不需要人员长期驻扎，极大降低清淤的人力成本；
28.3)自清淤装置可沿滑杆在坝体上的一定区域来回移动，能够实现长距离清淤；沿坝体布置多个自清淤装置，能够实现长距离、长周期的清淤。
附图说明
29.图1是本发明所述自清淤装置的结构示意图；
30.图2是本发明所述的排淤管道的结构示意图；
31.图3是本发明所述滑杆与坝体的连接、直杆与挂钩和滑杆的连接示意图；
32.图4是本发明所述拦水板插入水下淤泥中形成高低水位差的示意图。
33.标号说明：排淤管道1、进水管2、进口阀门3、排淤阀门4、出水管5、出口阀门6、检查窗口7、挂钩8、直杆9、滑杆10、拦水板11、滤网12、清淤刻度13。
34.具体实施方法
35.下面结合附图对本发明作进一步说明。
36.如图1～图4所示，坝体外挂式压差驱动自清淤装置，该装置包括排淤管道1、进水管2、进口阀门3、排淤阀门4、出水管5、出口阀门6、检查窗口7、挂钩8、直杆9、滑杆10、拦水板11、滤网12、清淤刻度13；
37.所述排淤管道1为u型管道，出入口两端通过直杆9来支撑，并通过挂钩8挂在滑杆10上，允许排淤管道1沿着滑杆10滑动；滑杆10固定在坝体上，允许排淤管道1外挂在坝体上，并可以在坝体上移动；
38.所述排淤管道1有3个端口，一端通过进口阀门3与进水管2相连，一端通过出口阀门6与出水管5相连，一端通过排淤阀门4与排泥口相连；
39.所述进口阀门3控制进水管2的开合，所述出口阀门6控制出水管5的开合，所述排淤阀门4控制排泥口的开合；
40.靠近出口阀门6端的中间位置设置滤网12，避免水中粗大颗粒通过出口阀门6进入出水管5，达到过滤粗大颗粒的目的；
41.所述排淤管道1的水平段设置有高强玻璃制作的检查窗口7，检查窗口7中间高度处刻有清淤刻度13，用于判断淤泥高度；当淤泥高度超过清淤刻度13时，关闭出口阀门6，打开排淤阀门4，让淤泥在进水管2的水压作用下从排淤管道1排出排泥口；
42.所述拦水板11的断面为一字型或u型，断面宽度为2m～5m，不超过河流宽度的1/3，底部插入淤泥中保持稳定，顶部高于水位1～3m；断面宽度方向垂直水流方向，u型口朝向上游；拦水板11的设置在其两侧形成水位差，是实现装置自清淤功能的动力来源。
43.坝体外挂式压差驱动自清淤装置的清淤方法，采用上述坝体外挂式压差驱动自清淤装置连接，具体清淤步骤如下：
44.①
所述拦水板11，插入到河流淤泥内，由于水流移动受到限制，在拦水板11两侧形成水位差，上游水位增大，下游水位降低；
45.②
在坝体上设置滑杆10，将管道上的挂钩8挂在滑杆10上，自清淤装置被外挂在坝体上；
46.③
所述进水管2，插入在拦水板11上游的淤泥内，处于高水位处；所述出水管5设置在拦水板11下游，处于低水位处；打开进口阀门3，出口阀门6，关闭排淤阀门4；河水夹杂淤泥在水压差的作用下，进入排淤管道1，在通过滤网12的过滤之后，部分粗大颗粒淤泥会沉积在管道中，其余细小颗粒部分随着河水流出；
47.④
通过检查窗口7对管道内部淤泥高度进行观察；当淤泥高度超过清淤刻度13时，打开排淤阀门4，关闭出口阀门6，让淤泥在进水管2的水压作用下从排淤管道1排出排泥口；
48.⑤
管道清淤结束后，关闭排淤阀门4，打开出口阀门6，继续对河流进行清淤；
49.⑥
循环执行步骤
④
和
⑤
，并及时移动进水管2的管口位置，使得拦水板11上游一定范围的淤泥得到清除；
50.⑦
通过滑动挂钩8，让排淤管道1沿着坝体移动，同时更换拦水板11插入位置，能够清理更大的范围；沿着坝体每隔一定距离设置1个自清淤装置，保证自清淤装置有一个合理的工作区间。
51.以上所述仅是本发明技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。