漏斗全排砂技术及其应用？
一、主要目的
这项技术是通过试验研究和工程应用获得的，既能消除推移质泥沙，又能消除悬浮泥沙。可用于许多领域的泥沙处理，如灌溉、引水电站、工业和人畜饮水、水产养殖、挖泥船的泥浆脱水、堤防淤积工程中的泥沙粗化等。
清淤设施的主要经济技术指标为:1。处理流量范围不限(实际工程处理流量达到0.02 m3/s ~ 65 m3/s)；(2)可处理粒径大于0.05毫米的各级泥沙，去除粒径大于0.5毫米的推移质泥沙100%，去除粒径小于0.05毫米的悬浮泥沙90%以上；3.排沙平均用水量仅占渠道引水量的3%；4.漏斗入口前水头大于0.2m，可用于已建成的水电站，不降低原有发电水头；5.能在渠道设计分流流量的80%范围内正常工作。该技术最突出的特点是:含沙水处理范围和排沙耗水率等重要经济技术指标远优于国内外其他排沙设施，工程结构简单，造价低廉，运行管理方便，工作稳定可靠，易于推广。该项目在1995被列为新疆维吾尔自治区科技发展项目，在1998获得国家发明专利(专利号96114757.1)，并被科委组织的自治区内外专家鉴定为中国第一。1998获新疆维吾尔自治区科技进步一等奖，2001通过国家科技进步一等奖初评(科技日报5月31日公布)。
二、技术要点
排沙设施的工作原理是充分利用三维垂直螺旋流的输沙特性。挟沙水流沿漏斗侧壁切向进入沙漏型戽斗室后，受到漏斗侧壁的约束，形成强烈的环流，这种水流受到放砂漏斗内的流量调节装置的影响，触发各种形式的二次流。这种环流和各种二次流的耦合，形成了三维的垂直螺旋流，将泥沙带到排沙井底。同时，由于排砂漏斗底孔的存在，流入排砂漏斗的水在其中心产生一个自由旋涡，在自由旋涡的中间形成一个空气漏斗，在空气漏斗周围形成一个排砂能力很高的旋涡。随螺旋流四处运动的泥沙进入中心漩涡后，被送至排沙底孔，再通过排沙廊道排至河道，或排入人工建造的集沙池作为建筑材料。
这项技术的关键是在漏斗室的中心形成一个充分发展和稳定的空气漏斗。如果空气漏斗没有充分发展，或者不稳定、摆动大，排砂效率低，排砂耗水量增加，甚至其工况恶化，完全丧失排砂能力。为了得到充分发展和稳定的空气漏斗，需要有适合处理流程的结构，包括与通道连接的连接段、进水管道、流量调节装置、溢流堰和侧槽、排砂底孔和排砂廊道。这些结构尺寸非常重要，没有一个零件不重要，所有零件都必须严格协调。所以对各部分的形式和尺寸都有严格的要求，因为漏斗室内的水流是典型的三维立轴螺旋流，由许多二次流耦合而成，二次流是不稳定的。任何一个部位的结构形式或大小的变化，都非常容易改变其水流形态，使螺旋流的强度减弱或消失，空气漏斗自然也就不存在了。
三、市场潜力和效益预测
泥沙问题是世界关注的大问题，解决河渠泥沙灾害多年来一直是水利工作者的难题。近年来长江流域的洪涝灾害也因泥沙淤积导致河床抬高，洞庭湖等湖泊泥沙淤积使其滞洪能力大大降低，相对抬高了江河湖泊水位，降低了防洪大坝的防洪能力。因此，水流泥沙问题严重影响着人类的生产、生活和安全。在新疆，水资源匮乏，河流都属于山区河流。这条河含沙量大，要防止沙子被分流。西北和西南的河沙破坏问题也差不多。过去，从前苏联引进的弧形沉砂池和箱式沉砂池用于清除泥沙，用于灌溉和发电。这些设施在调水中只能清除30%左右的来沙，但清沙用水量也占调水的30%，新疆已经没有，造成沙害严重。与之相比，该技术每100 m3/s含沙水流，每年可节约冲沙水2000多万立方米，相当于一座中型水库的蓄水量。因此，该技术自1995被列为自治区科技发展项目以来，到目前为止新疆地区仅签约和规划了27个项目，实际投入运行的有15个项目。这27个项目全部建成投产后，年直接经济效益约2800万元，间接效益2.42亿元。新疆灌溉引水量实际约5000m3/s，引水电站600多座。以上27项工程仅解决5000m3/s引水量的4%和600多座电站的1%。若推广应用率由上述5%提高到25%，年直接经济效益可达6200万元，间接经济效益可达65438。四川省水电勘测设计院已与新疆农业大学水利水电设计研究院签约，在四川省推广，已在义乌湖电站使用，大渡河支流田湾河上的大型电站也在考虑中。湖南省水电设计院和洞庭湖工程管理局利用该技术制造了首台80挖泥船泥浆脱水装置，正在洞庭湖清淤筑堤工程中试用。辽宁省阜新市政府派团到新疆考察这项技术后，决定用这项技术解决柳河引水一期工程的泥沙问题。陕西省渭南市董磊黄河抽水管理局决定采用该技术解决河道淤积和水泵磨损问题。上海航道勘测设计院和上海航道工程承包有限公司拟将该技术用于海滩淤积和堤防建设工程中的砂料粗化，并提高该院大型耙吸挖泥船上的泥浆浓度。科技部信息中心将该技术作为1998重点推广项目。这项技术在1999中国国际高新技术成果交易会期间受到广泛关注，黄委外事局专门组团到新疆考察，认为这项技术可以用于引黄灌溉工程的泥沙处理。联合国工业发展组织中国投资促进质量管理办公室将其列为中国100个高科技推广项目之一。
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