漏斗式全沙排沙技术及其应用思维导图

该排沙设施的工作原理是充分利用三维立轴型螺旋流的输沙特性。含沙水流沿漏斗边壁切向进入排沙漏斗室后，受漏斗边壁约束作用形成强度很大的环流，此水流又受到置于排沙漏斗内的调流装置作用而引发多种形式的副流，这一环流与多种副流的耦合便形成三维立轴型螺旋流，挟带泥沙流向排沙底孔。同时，由于排沙漏斗中心底孔的存在，进入排沙漏斗的水流在其中心产生一自由涡，且在自由涡中间形成一空气漏斗，在空气漏斗周围形成具有高排沙能力的涡流，四周随螺旋流运动的泥沙进入中心涡流后即被送入排沙底孔，再经排沙廊道排至河道，或者排入人工建造的收沙池而作为建筑材料。

该项技术的关键是要在漏斗室中心形成一充分发展而稳定的空气漏斗。如果空气漏斗发展不充分，或者不稳定而摆动较大，则排沙效率低、排沙耗水量增大，甚至使其工作状况不断恶化而完全丧失排沙能力。要得到一个充分发展而稳定的空气漏斗，就必须有一个与处理流量相适应的结构，它包括与渠道衔接的连接段、入流管道、调流装置、溢流堰及侧槽、排沙底孔与排沙廊道等部分。这些结构尺寸都非常重要，没有哪一部分不重要，而各部分又必须严格地协调，故各部分的形式与尺寸均有严格的要求，是因为漏斗室内的水流为典型的三维立轴型螺旋流，它是许多副流耦合而成，副流是次生水流，本身不稳定，任何部分结构形式或尺寸的变化都极容易改变其水流流态，使螺旋流强度减弱或者消失，而空气漏斗自然就不存在了。

泥沙问题是世界普遍关注的大问题，解决河渠泥沙灾害，是水利工作者们多年来的攻关难题。近年在长江流域发生的洪涝灾害，亦由于泥沙的淤积使河床抬高，洞庭湖等湖内的泥沙淤积使其滞洪能力大大降低，相对地使河、湖水位抬高，防洪堤坝的防洪能力降低。因此，水流泥沙问题严重影响着人类生产、生活及安全。在新疆，水资源贫乏，河流又都属于山溪性河流，河水含沙量大，引水就得防沙。我国西北与西南等许多地区的河流沙害问题亦类似。过去灌溉和引水发电等的泥沙排除采用由原苏联引入的曲线型沉沙池和厢型沉沙池等设施，这些设施只能排除引水中30%左右的来沙，但排沙耗水量亦要占引水量的30%，在新疆已无法使用，致使沙害严重存在。本技术与其相比较，每处理10m3/s的含沙水流，每年就可以节省2000多万立方米的冲沙水量，相当于一座中型水库的蓄水量。