本发明涉及地表水取水工程技术领域，具体涉及地表水取水装置。
背景技术：
给水工程取水水源主要来自地表水和地下水，由于地下水开采受到地方经济、地质构造以及水质中含氟、砷量超标等因素的制约，目前地表水成为人饮工程的主要来源，取用多沙河道地表水为水源的人饮工程取水首部主要有合建岸边式、合建河心式、直吸式、闸后引渠引水提升式、闸后预沉池引水提升式、低坝式以及渗滤式等，其中渗滤取水是利用天然河床砂砾石层的净化作用，直接获得良好水质水源的一种技术，该工艺对多沙河水能直接净化，具有工艺简单、占地少、操作简便，与常规水处理工艺相比，不用投加药剂，便于应用，净水成本大幅降低，与传统的傍河取水技术相比，具有取水量大，占地少等优点，近年来得到了长足的发展。但是，在渗滤取水工程施工、运行中很快暴露和提出许多问题，主要集中在如何防止并有效解决滤床淤塞问题对出水量衰减的影响，关系到渗滤取水工程的使用寿命，也是渗滤取水技术发展中急需研究和解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供地表水取水装置，以可以减少泥沙淤塞，提高设备的使用寿命。
地表水取水装置包括取水花管、取水沉淀池以及取水管道；取水花管的一端为取水端，取水花管的取水端通过过滤层埋入地表水体中，取水花管的取水端的侧壁上设有若干取水孔；取水沉淀池的上部高于地表水体的水面，取水沉淀池的下部低于过滤层，取水沉淀池的下部设有泥沙挡墙，泥沙挡墙的一侧为集水坑，泥沙挡墙的另一侧为泥沙沉积池，取水花管的另一端为排水端，取水花管的排水端伸入泥沙沉积池内；取水管道的一端连接设于集水坑内的潜水泵，取水管道的另一端延伸至用水点。
本方案的技术原理在于：
以河水作为地表水体的取水对象，在河水的河底铺设过滤层，并将取水花管的取水端埋于过滤层中；由于取水花管的取水端的侧壁上设有若干取水孔，则河水通过取水花管可进入取水沉淀池中。过滤层可以很好的过滤掉河水中的水草、鱼虾以及大颗粒的砂石等。
经过过滤的河水通过花管进入到取水沉淀池中，河水中的细小泥沙在沉淀池中沉淀，进入沉淀池的水在沉淀后的清水由潜水泵抽取到用水处。由于泥沙沉积池和潜水泵通过泥沙挡墙隔离在取水沉淀池下部的不同空间，且取水花管的排水端伸入泥沙沉积池内，因此大量的泥沙被隔离在泥沙沉积池内，可以减少潜水泵吸入过多泥沙。
本方案的有益效果在于：
(1)通过取水花管先将河水取入道取水沉淀池中，然后通过过滤层和取水花管的取水孔对水进行过滤，可以避免河水中的水草、鱼虾以及大颗粒的砂石，从而可避免大型颗粒进入取水沉淀池内；
(2)泥沙挡墙可以很好地把泥沙挡在潜水泵的外侧的泥沙沉积池中，一是可以防止潜水泵在运行过程中吸入过多的泥沙，提高其工作寿命，二是可以在泥沙沉淀较多时方便清淤。
优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述取水管道的排水端向下弯曲并垂直于水平面；从而从取水花管进入泥沙沉积池的水流向泥沙沉积池的底部流动，在水流影响下，泥沙将快速达到泥沙沉积池的底部，可以进一步减少泥沙从泥沙沉积池的口部浮出，以提高泥沙挡墙对泥沙的阻挡作用。
优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述取水管道包括主管道和竖直管道，主管道设于取水沉淀池的上方，竖直管道的上端与主管道连通，所述潜水泵安装在竖直管道的下端；所述主管道的末端通过反冲洗管道连接取水花管的中部，主管道上设有第一截止阀和第二截止阀，第二截止阀靠近主管道的末端，竖直管道位于第一截止阀和第二截止阀之间，反冲洗管道上安装有第三截止阀，取水花管上安装有位于排水端与反冲洗管道之间的第四截止阀。
在优选方案二中，当取水花管有堵塞时，通过关闭第一截止阀和第四截止阀，开启第二截止阀和第三截止阀，然后开启潜水泵，让竖直管道的水反向对堵塞的取水花管进行冲洗，则可疏通取水花管。
优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述取水沉淀池的上方设有维修井，所述取水花管的中部设于维修井内，所述主管道的末端伸入维修井内；所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀均设于维修井内。通过将管道设置在维修井内可以避免人为损坏管道，且第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀均设置在维修井中，可避免随意操作阀门导致装置无法正常运行。
优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述过滤层由直径为30-100mm的砂卵石铺设成。砂卵石之间可以形成供水流通的间隙，能够很好地对大颗粒进行过滤，同时河水在过滤层中能够保持良好的流动性，有利于河水进入取水花管中；同时砂卵石的成本比较低廉。
优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述过滤层从下至上包括第一层、第二层和第三层，第一层由直径为80-100mm的砂卵石铺成，第二层由直径为60-100mm的砂卵石铺成，第三层由直径为30-50mm的砂卵石铺成，所述取水花管的取水端埋于第二层内，所述第三层的表面设有中部高于边缘的弧形坡。过滤层从下至上所采用的砂卵石的直径逐渐增大，可以避免小沙粒进入到取水花管中；第三层的表面设置为弧形坡，河水中沉入河底的杂质在弧形坡的引导下向弧形坡的边缘移动，以避免杂质沉积在过滤层表面。
优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，所述泥沙沉淀池的一侧向取水花管的取水端延伸形成泥沙沉积区，且取水花管的下方设有向泥沙沉积区倾斜的导流斜坡，泥沙沉积区朝向泥沙挡墙的一侧的顶部设有向下延伸的缓冲墙，缓冲墙的高度为泥沙沉积区的高度的1/2-1/3。
在优选方案六中，由于取水花管的排水端向下弯曲朝向导流斜坡，取水花管将河水导入泥沙沉淀池内形成向下流动的水流，在导流斜坡的引导下水流向泥沙沉积区流动；且在缓冲墙的引导下，泥沙沉积区的顶部形成向下流动的水流；在水流影响下，从取水花管排出的泥沙将大量集中在泥沙沉积区内，从而减少潜水泵吸入的泥沙的量。
优选方案七：作为对优选方案六的进一步优化，所述导流斜坡的上方设有扰流机构，扰流机构包括与泥沙沉淀池的侧壁固定的固定轴，固定轴设于取水花管的排水端的端口和缓冲墙之间，固定轴上转动连接有套筒，套筒的外周壁上固定有多个沿套筒周向均匀设置的扰流板。在取水花管排出的向下的水流的影响下，在该水流对扰流板的影响下，扰流板绕固定轴转动，从而扰流板将促进水流向泥沙沉淀池流动，进一步促进泥沙沉积在泥沙沉积池中。
优选方案八：作为对优选方案七的进一步优化，所述套筒和固定轴构成圆柱凸轮结构，所述扰流板背离扰流板转动方向的一侧上固定有多个间隔设置的凸棱。在扰流板绕固定轴转动的同时，由于套筒和固定轴构成圆柱凸轮结构，因此套筒还将带动扰流板沿固定轴的轴向往复滑动；且由于导流板的表面设有凸棱，在该凸棱的影响下，水还会沿固定轴的轴向产生流动，从而从取水花管排出的泥沙将在固定轴的轴向上分散开，以避免泥沙集中在一处；且形成沿固定轴往复运动的水流可以减弱水流向泥沙沉积区流动的流速，从而泥沙沉积区的水流流速降低有利于泥沙在泥沙沉积区内沉积。
附图说明
图1为本发明实施例1沿竖直平面的剖视图；
图2为本发明实施例1沿水平面的剖视图；
图3为过滤层的剖视图；
图4为本发明实施例2的在竖直平面上的局部剖视图；
图5为图4中a部分的放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：取水花管10、取水端11、排水端12、第四截止阀13、集水坑21、泥沙沉积池22、泥沙挡墙23、导流斜坡24、泥沙沉积区25、缓冲墙26、主管道31、第一截止阀32、第二截止阀33、竖直管道35、潜水泵34、反冲洗管道40、第三截止阀41、维修井50、井盖51、爬梯52、过滤层60、第一层61、第二层62、第三层63、固定轴71、套筒72、扰流板73、凸棱74、销轴75。
实施例1：
如图1所示，地表水取水装置包括取水花管10、取水沉淀池以及取水管道；取水花管10共设有3根，取水花管10的一端为取水端11，本实施例中取水花管10的取水端11采用pe辐射滤管，取水花管10的取水端11通过过滤层60埋入地表水体中，本实施例中的地表水体为河水，取水花管10的取水端11埋在河水底部。如图3所示，过滤层60由直径为30-100mm的砂卵石铺设成；过滤层60从下至上包括第一层61、第二层62和第三层63，第一层61由直径为80-100mm的砂卵石铺成，第二层62由直径为60-100mm的砂卵石铺成，第三层63由直径为30-50mm的砂卵石铺成，取水花管10的取水端11埋于第二层62内，且第三层63的表面设置为中部高于边缘的弧形坡；河水中沉入河底的杂质在弧形坡的引导下向弧形坡的边缘移动，以避免杂质沉积在过滤层60表面。
取水沉淀池的上部高于河水丰水期时的水面，取水沉淀池的下部低于河水的河底。如图2所示，取水沉淀池的下部设有呈“c”形的泥沙挡墙23，泥沙挡墙23的左侧为集水坑21，泥沙挡墙23的右侧为泥沙沉积池22。取水花管10的另一端为排水端12，排水端12延伸至取水沉淀池内，排水端12向下弯曲使得排水端12的端口朝向泥沙沉积池22的底部。
取水管道包括主管道31和竖直管道35，主管道31设于取水沉淀池的上方，竖直管道35的上端与主管道31连通，潜水泵34安装在竖直管道35的下端。主管道31的左端延伸至用水点，主管道31的右端为其末端，且主管道31的末端的端口封闭。主管道31的末端通过反冲洗管道40连接取水花管10的中部，主管道31上设有第一截止阀32和第二截止阀33，第二截止阀33靠近主管道31的末端，竖直管道35位于第一截止阀32和第二截止阀33之间，反冲洗管道40上安装有第三截止阀41，取水花管10上安装有位于排水端12与反冲洗管道40之间的第四截止阀13。
取水沉淀池的上方设有维修井50，取水花管10的中部设于维修井50内，主管道31伸入维修井50内；且第一截止阀32、第二截止阀33、第三截止阀41和第四截止阀13均设于维修井50内，从而可避免随意操作阀门导致装置无法正常运行。维修井50的顶部设有井盖51，通过打开井盖51则可进入维修井50内，操作人员则可进入维修井50内调节相应的阀门或者对管道进行维护。
具体实施过程如下：
取水花管10的取水端11采用pe辐射滤管，其具有防腐功能，埋设在级配卵石中，级配卵石可以很好的过滤掉河水中的水草、鱼虾以及大颗粒的砂石等。经过过滤的河水通过取水花管10进入到取水沉淀池中，河水中的细小泥沙在取水沉淀池中沉淀，沉淀池的泥沙达到一定量时可以停止取水进行清理；在取水沉淀池的侧壁上设有爬梯52，通过爬梯52方便进入取水沉淀池中对其进行清理。进入沉淀池的水经过沉淀后由潜水泵34抽取到用水处。
当取水花管10有堵塞时，可关闭第一截止阀32和堵塞的取水花管10上的第四截止阀13，开启第二截止阀33和反冲洗管道40上的第三截止阀41，然后开启潜水泵34，让取水管道的水反向对堵塞的取水花管10进行冲洗。
取水挡墙可以很好地把泥沙挡在潜水泵34的外侧，从而防止潜水泵34在运行过程中吸入过多的泥沙，在泥沙沉淀较多时方便清淤。
实施例2：
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中，如图4所示，泥沙沉积池22右侧壁一直延伸至维修井50的右侧壁形成泥沙沉积区25。取水花管10的下方设有向泥沙沉积区25倾斜的导流斜坡24，泥沙沉积区25的朝向泥沙挡墙23的一侧的顶部设有向下延伸的缓冲墙26，缓冲墙26的高度为泥沙沉积区25的高度的1/3。
导流斜坡24的上方设有扰流机构，如图5所示，扰流机构包括与泥沙沉淀池的侧壁固定的固定轴71，固定轴71设于取水花管10的排水端12的端口和缓冲墙之间，固定轴71上转动连接有套筒72，套筒72的外周壁上固定有多个沿套筒72周向均匀设置的扰流板73。套筒72和固定轴71构成圆柱凸轮结构，即在固定轴71的表面设有环形槽，且环形槽不再同一平面上，在套筒72上螺纹连接有销轴75，且销轴75延伸至环形槽内并可在环形槽内滑动。扰流板73背离扰流板73转动方向的一侧上固定有多个间隔设置的凸棱74。
在取水花管10排出的向下的水流的影响下，在该水流对扰流板73的影响下，扰流板73绕固定轴71转动，从而扰流板73将促进水流向泥沙沉淀池流动，进一步促进泥沙沉积在泥沙沉积池22中。在扰流板73绕固定轴71转动的同时，由于套筒72和固定轴71构成圆柱凸轮结构，因此套筒72还将带动扰流板73沿固定轴71的轴向往复滑动；且由于导流板的表面设有凸棱74，在该凸棱74的影响下，水还会沿固定轴71的轴向产生流动，从而从取水花管10排出的泥沙将在固定轴71的轴向上分散开，以避免泥沙集中在一处；且形成沿固定轴71往复运动的水流可以减弱水流向泥沙沉积区25流动的流速，从而泥沙沉积区25的水流流速降低有利于泥沙在泥沙沉积区25内沉积。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
1.地表水取水装置，其特征在于：包括取水花管、取水沉淀池以及取水管道；取水花管的一端为取水端，取水花管的取水端通过过滤层埋入地表水体中，取水花管的取水端的侧壁上设有若干取水孔；取水沉淀池的上部高于地表水体的水面，取水沉淀池的下部低于过滤层，取水沉淀池的下部设有泥沙挡墙，泥沙挡墙的一侧为集水坑，泥沙挡墙的另一侧为泥沙沉积池，取水花管的另一端为排水端，取水花管的排水端伸入泥沙沉积池内；取水管道的一端连接设于集水坑内的潜水泵，取水管道的另一端延伸至用水点。
2.根据权利要求1所述的地表水取水装置，其特征在于：所述取水管道的排水端向下弯曲并垂直于水平面。
3.根据权利要求2所述的地表水取水装置，其特征在于：所述取水管道包括主管道和竖直管道，主管道设于取水沉淀池的上方，竖直管道的上端与主管道连通，所述潜水泵安装在竖直管道的下端；主管道的前端延伸至用水点，主管道的末端通过反冲洗管道连接取水花管的中部，主管道上设有第一截止阀和第二截止阀，第二截止阀靠近主管道的末端，竖直管道位于第一截止阀和第二截止阀之间，反冲洗管道上安装有第三截止阀，取水花管上安装有位于排水端与反冲洗管道之间的第四截止阀。
4.根据权利要求3所述的地表水取水装置，其特征在于：所述取水沉淀池的上方设有维修井，所述取水花管的中部设于维修井内，所述主管道的末端伸入维修井内；所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀均设于维修井内。
5.根据权利要求4所述的地表水取水装置，其特征在于：所述过滤层由直径为30-100mm的砂卵石铺设成。
6.根据权利要求5所述的地表水取水装置，其特征在于：所述过滤层从下至上包括第一层、第二层和第三层，第一层由直径为80-100mm的砂卵石铺成，第二层由直径为60-100mm的砂卵石铺成，第三层由直径为30-50mm的砂卵石铺成，所述取水花管的取水端埋于第二层内，所述第三层的表面设有中部高于边缘的弧形坡。
7.根据权利要求6所述的地表水取水装置，其特征在于：所述泥沙沉淀池的一侧向取水花管的取水端延伸形成泥沙沉积区，且取水花管的下方设有向泥沙沉积区倾斜的导流斜坡，泥沙沉积区朝向泥沙挡墙的一侧的顶部设有向下延伸的缓冲墙，缓冲墙的高度为泥沙沉积区的高度的1/2-1/3。
8.根据权利要求7所述的地表水取水装置，其特征在于：所述导流斜坡的上方设有扰流机构，扰流机构包括与泥沙沉淀池的侧壁固定的固定轴，固定轴设于取水花管的排水端的端口和缓冲墙之间，固定轴上转动连接有套筒，套筒的外周壁上固定有多个沿套筒周向均匀设置的扰流板。
9.根据权利要求8所述的地表水取水装置，其特征在于：所述套筒和固定轴构成圆柱凸轮结构，所述扰流板背离扰流板转动方向的一侧上固定有多个间隔设置的凸棱。
技术总结