一种正态曲面漏斗水库排沙装置

技术领域

本发明属于水利工程的运行管理技术领域，具体地涉及一种正态曲面漏斗水库排沙装置。

背景技术

河道上修建水库大坝后，随着水库蓄水，库区内即发生泥沙淤积。水库发生淤积后，既减少水库的库容又影响库区航运，导致水库综合效益降低。因此，水库泥沙淤积问题是水利工程中亟待解决的一个重大课题。

水库排沙是解决水库淤积问题中较为重要的一环，具有很大的实际意义。目前工程中应用较多的是采用排沙底孔来排泄坝前淤积物。排沙底孔一般布置在大坝进水口的下部，底孔闸门开启后，坝前水流向孔口汇集，容易造成河床局部冲刷而形成一种漏斗状冲刷坑，工程上习惯称之为冲刷漏斗，冲刷漏斗的形态与规模难以控制且范围较小，较难达到理想的排沙效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种正态曲面漏斗水库排沙装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种正态曲面漏斗水库排沙装置，包括进沙漏斗和输沙管道；所述进沙漏斗位于水库内泥沙淤积区，输沙管道铺设在水库河床上，所述进沙漏斗的底部与输沙管道的一端连接，所述输沙管道的另一端穿出大坝底部；所述进沙漏斗的外形为双变量正态曲面状，所述输沙管道的形状为反双曲正切曲线状，所述输沙管道上设有阀门。

进一步地，所述进沙漏斗以沿水深向上为z轴正向，沿水流方向为x轴正向，离岸方向为y轴正向，所述进沙漏斗的外形满足：

其中，σ

进一步地，所述输沙管道以沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为x轴正向，所述输沙管道的形状满足：

相对于现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：采用双变量正态曲面作为进沙漏斗的曲面，其表面处处光滑，排沙时泥沙不易淤积，可以有效防止进沙口淤堵；采用反双曲正切曲线形状的输沙管道，其表面处处光滑，进出口与重力方向一致以加强虹吸效应，便于携沙水流横向穿越坝体顺畅下泄，两者结合可显著提高排沙效率，有助于解决水库泥沙淤积问题。

附图说明

图1是本发明正态曲面漏斗水库排沙装置的整体纵向剖面示意图；

图2是双变量正态曲面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1是本发明正态曲面漏斗水库排沙装置的剖面示意图，所述水库排沙装置包括进沙漏斗和输沙管道；所述进沙漏斗位于水库内泥沙淤积区，输沙管道铺设在水库河床上，所述进沙漏斗的底部与输沙管道的一端连接，所述输沙管道的另一端穿出大坝底部。所述输沙管道的形状为反双曲正切曲线状，所述输沙管道以沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为x轴正向，所述输沙管道的外形满足：

将输沙管道设置反双曲正切曲线状，表面处处光滑，进出口与重力方向一致而中间横向倾斜，有助于携沙水流穿越坝体顺畅下泄，提高排沙效率。

所述进沙漏斗的外形为双变量正态曲面状，如图2所示，其外形满足以沿水深向上为z轴正向，沿水流方向为x轴正向，离岸方向为y轴正向建立的双变量正态曲面方程。

其中，σ

本发明正态曲面漏斗水库排沙装置运行时，输沙管道上的阀门开启，在水库内的水压作用下，水流携带泥沙通过进沙漏斗和排沙管道排入水库下游。