水庫河道無動力排水系統(tǒng)原理

一種無需外接動力，通過河流、溪水和高差和自然流動，利用虹吸原理實現(xiàn)提水的方法。利用虹吸過程中允許有一定量的空氣這一特性并加以利用，周期性的取出一定量的水，實現(xiàn)無外力提水。 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域前景分析： 無需外力將水提至高處，即可滿足山區(qū)居民生活用水，更可用于水力發(fā)電和抽水蓄能發(fā)電，與傳統(tǒng)水力發(fā)電相比，該方法可以大幅度減少水庫庫容，節(jié)約投資，便于充分利用水力資源，同時又不會對自然環(huán)境有較大改變，十分環(huán)保，具有良好的應(yīng)用前景。目前，該項技術(shù)已經(jīng)得到完善，簡易試驗?zāi)Ｐ鸵淹瓿桑烧故緦崿F(xiàn)提水過程。有需要可來函索取資料。技術(shù)已申請。 原理說明（附圖見圖片）：首行，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥、排氣閥，管內(nèi)住滿水后高水位處的水向低水位處流動，建立虹吸。打開調(diào)節(jié)閥，控制A點進氣量不破壞虹吸作用的情況下，使B點管內(nèi)水經(jīng)逆止閥1流出流量，進行水氣置換拼獲得提水效率。（當水位達到調(diào)節(jié)閥進口，水氣置換自然結(jié)束，而管內(nèi)虹吸的流動繼續(xù)。）關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。打開排氣閥，容器中水從逆止閥2流出，完成提水。此時逆止代1自動關(guān)閉，維持管內(nèi)虹吸作用。放水結(jié)束后關(guān)閉排氣閥和放水閥，再次打開調(diào)節(jié)閥，繼續(xù)水氣置換。 為了簡化裝置的控制，能選用用負壓關(guān)閉閥替代調(diào)節(jié)閥，用水位控制閥替代排氣閥。用這樣的閥門，裝置就可以無需控制設(shè)備完成提水作業(yè)。當然如果用電磁閥完成就非常簡單，但要有控制單元和電源，在一些場合使用會不方便。 虹吸提水的高程有一定限制，按大氣壓強來看，加上損粍，估計提水高度能達到7米左右，如果更高的高程，需要接力提水，這是這種提水方法的一個關(guān)鍵技術(shù)限制。

灌溉和防汛所需的水源可以是附近也可以是距離比較遠的水體甚至冰雪，例如河流、泉水、湖泊、地下水、井、積雪等，可以直接引入農(nóng)田或先儲存在水庫或蓄水池中，取決于是否是季節(jié)性降雨或水源的遠近，也可以將建筑屋頂或沒有農(nóng)田的山區(qū)雨水儲存起來，為以后灌溉使用。如何從水源引入水，并將水引入農(nóng)田，有多種灌溉技術(shù)，主要目的是將水不多不少地平均分配給整個田地中的每一株植物。
水庫排水系統(tǒng)|水庫虹吸排水|河道真空負壓排水|杭州水庫負壓排水|水庫無動力排水|水庫防汛發(fā)展歷史
虹吸管在漢代稱為渴鳥，東漢末年已出現(xiàn)了灌溉用的渴鳥。到了唐代，虹吸管又被稱為“注子”“偏提”?！妒挛锛o原》中記載：“元和初，酌酒用奠杓，安系，著茗瓶而小異之，目曰偏提。”北宋曾公亮在《武經(jīng)總要》中，具體記述了如何用竹筒制成大型虹吸管，把被高山阻隔的泉水引上來的技術(shù)。他寫道：“凡水泉有峻山阻隔者，取大竹去節(jié)，雄雌相合，油灰黃蠟固封，勿令泄氣，推竹首入水中五尺，于竹末燒松樺或干草，使火氣自竹內(nèi)潛通水所，則水自中逆上。”所謂“使火氣自竹內(nèi)潛通水所”，就是加熱虹吸管空氣，使其膨脹而造成局部真空。
雖然古人能制造并很好地利用虹吸管，但他們還沒有發(fā)現(xiàn)虹吸管的入口處與虹吸管彎曲頂端的豎直高度差不得超過一個大氣壓的對應(yīng)水柱高度。
水庫排水系統(tǒng)|水庫虹吸排水|河道真空負壓排水|杭州水庫負壓排水|水庫無動力排水|水庫防汛應(yīng)用案例
三峽水利樞紐三期工程截流之前，必須拆除二期下游土石圍堰。為降低二期基坑與下游水位差太大引發(fā)潰堰的危害程度，要求在混凝土防滲墻拆除爆破前對二期下游基坑充水，將二期基坑與下游圍堰堰外水位差降至10米以內(nèi)。經(jīng)多方面考慮，充水方案最終確定為虹吸法，虹吸法充水具有安全、穩(wěn)妥、經(jīng)濟的優(yōu)點，但充水時間較長，因此在實際應(yīng)用中可采用較粗的多根虹吸管。水庫排水系統(tǒng)|水庫虹吸排水|河道真空負壓排水|杭州水庫負壓排水|水庫無動力排水|水庫防汛
中國長江入?？冢|海），海拔為零米，而境內(nèi)吐魯番盆地中有一片面積約為5500平方千米的凹地，海拔-2.0米，其中艾丁湖水面海拔為-151米。利用虹吸原理將東海長江入?？谥蚋珊档耐卖敺哪强尚械模@就是“東海西灌”工程。這只是一種設(shè)想，若真能實現(xiàn)將東海近陸區(qū)寶貴豐富的淡水資源，引向吐魯番干旱凹地荒漠，則可以從根本上改善該地區(qū)的氣候、生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟建設(shè)條件。虹吸也可用于農(nóng)田灌溉，中國河南、山東一帶黃河兩岸的許多農(nóng)民就用虹吸裝置引黃河水灌溉田地。
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國自行研制、被國家局授予發(fā)明的世界上直徑的虹吸管于2004年元月全面建成，猶如一條巨龍臥匍在浙江省杭州市近郊區(qū)黃石垅水庫大壩上，源源不斷地自動抽吸引水。日前，這項技術(shù)發(fā)明人、福建省泉州市豐澤大禹真空輸水科技有限公司總經(jīng)娌翁友彬，接到從英國倫敦寄來頒發(fā)給他的創(chuàng)大直徑虹吸管吉尼斯記錄證書。
據(jù)介紹，這條虹吸管直徑1520毫米，全長96米，高8米。在這項直徑虹吸管創(chuàng)記錄前，直徑一直無法突破600毫米，高度6.5米，管長不超過60米。這項世界汜錄，不僅創(chuàng)下了虹吸管的一，而且其虹吸管高度也大大突破了理論常規(guī)，開辟了超大型虹吸管在流體中的市場應(yīng)用空間和發(fā)展空間，具有極大的經(jīng)濟效益。
據(jù)介紹，吸虹是大自然的賜予，是人類利用大氣壓與真空之間存在的壓差及落差勢能，源源不斷地提供衰竭的能量支持，從而達到自動抽吸引水的水流現(xiàn)象。采用虹吸管輸送流體無需任何外加動力，是新型的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，諸如長距離引水、自來水配水、水力發(fā)電、防汛抗旱、溢洪灌溉、水庫清淤、地下水回灌、海底礦石采吸等。
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