[发明专利]用搅沙船和可升降的低水头水坝治理河流和水库的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种治理河流和水库的方法。

背景技术

现有技术中，治理河流淤塞、解决河流中下游水患的方法之一是在上游修建水库，如长江三峡水库、黄河三门峡水库等，这种方法可均衡下游水量，减少洪水对下游的危害，减少下游河床淤塞，并具有强大的水力发电能力，是治理河流水患的首选方法。此外，还有通过挖泥船等机械人工疏通河道、用人力或自然力迫使河流改道、植树造林加强水土保持等诸多方法。各种方法都能取得明显的成效，但都难起到根治的作用。以黄河为例，三门峡水库虽已建成多年，但下游河床增高、汛期水患威胁，非汛期断流等现象仍然存在，同时库区淤塞逐年加剧，黄河治理成为数千年来无法彻底解决的难题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用搅沙船和可升降的低水头水坝治理河流和水库的方法，以有效解决河流、水库的泥沙淤塞问题，体现了现代科学技术与自然力的完美结合。

本发明的技术方案是：

a.使用搅沙船冲击河床或水库中沉积的泥沙，使泥沙被水流带走，由此形成窄而深的河流主水道，即河流中的运河，使水流畅通，且流深流急，泥沙不再沉积；

b.河流主水道形成后，沿河修建一个或一个以上的截水高度可以调整的低水头可升降水坝，汛期将坝降低，不影响泄洪，非汛期升高水坝，增加河流的蓄水。

以下对本发明做出进一步说明。

本发明的搅沙船是将搅沙装置安装在机动船上构成，船用于承载搅沙装置及其附属设备，同时为搅沙装置提供工作动力。

本发明所述搅沙船装配的搅沙装置具有流体冲击式和机械挖掘式二类。

采用流体冲击式结构，其基本工作原理是向河床喷射具有一定压力的河水，冲击河底沉积的泥沙，使泥沙混入河水并增加河水的扰动，减缓水中泥沙的沉降。它又可以具有多种形式，主要可分为整体式和分体式结构两大类。

参见图1，整体式的搅沙装置的结构是它具有旋转叶轮1，支撑台2，轴承座3，旋转轴4，传动轮5和轴承6。旋转轴4经轴承6、轴承座3相联，轴承座3固定在支撑台2上。系统通过传动轮5，带动旋转轴4和叶轮1旋转搅动河水，叶轮1与轴流式水泵的叶轮类似，使河水沿轴向方向向下喷出，冲击河底泥沙，实现搅沙的功能。

参见图2，分体式的搅沙装置的结构是它具有喷水孔7，喷水头8，软水管9，支撑轴10和支撑台2。其河水增压泵安装在船上，泵的出水口与软水管9相联，图中未画出。软水管9的另一端与喷水头8相联，并固定在支撑轴10上，支撑轴10上端固定在支撑台2上，下端与喷水头8紧固连接。河水通过软水管9进入喷水头8，从喷水孔7中喷出，冲击河底泥沙，实现搅沙功能。

二种结构形式的搅沙装置的支撑台都能沿轴向平动和在与水平方向成0°～90°的范围内转动。平动的目的是根据河床的高低调节水流冲击河床的距离；转动的目的是调节水流冲击河床的角度。装置的下端都安装河床探测传感器和红外线摄象头，所获取的信息输入系统控制计算机，自动调节装置的入水深度，即控制支撑台沿轴向的平动，同时还可以记录河床暗礁分布情况，以利于河床整理。搅沙装置冲击河床的反作用力是搅沙船前进的动力，提高了搅沙船的能效。通过控制支撑台的转动角度，可以改变船的航速。0°时船获得的驱动力最小，90°时船获得的驱动力最大，船速同样通过计算机进行控制。

机械挖掘式搅沙装置的基本结构是使用机械设备直接挖掘河底泥沙，使泥沙进入河水。如图3所示，机械式搅沙装置的典型结构是将搅沙轮11安装在转轴12上。搅沙轮在机动船的牵引下旋转，其叶片直接挖掘泥沙，使之进入河水。

本发明方法用于治理河流淤塞时，是使用搅沙船搅动主水道河床沉积的泥沙，使泥沙进入河水，一部分随河水进入大海，一部分在主水道两侧沉积，在河床上开掘出一条窄而深的主水道，即河流中的运河，令河水主要在此运河中流动，增加河水的挟沙能力，形成束水攻沙的态势，使河床不再淤塞。

本发明使用搅沙船开掘主水道，为了减少搅动的泥沙在主水道的重新沉积，增加河水携带的泥沙在主水道两侧的沉积量，搅沙期间，可在主水道每距一定距离放置一个浮动的分水块，分水块可用铁锚定位在正开掘的主水道中间；也可安装在搅沙装置后面，由搅沙船牵引。含有新搅动的泥沙的河水沿主水道流动，遇分水块将改变流动方向，向两侧辐射，可增大进入主水道两侧的泥沙量。由搅沙船牵引的分水块能及时将含泥沙的河水向主水道两侧辐射，分流效果好，但能耗稍大。

参见图4，分水块的表面形状可以是平面、流线型或其他曲面。分水块的横截面可以是三角形、矩形或其他形状。