沉螺池的布置与拦螺墙设置

1.沉螺池的布置

由于涵闸（泵站）的上下游存在水位差，通过涵闸（泵站）的水流流速较大，具有一定的冲刷能力，因此涵闸（泵站）的下游多布置有消力池等消能建筑物，过闸水流通过这些消能措施后，流速大幅度减小，流速分布也较均匀。沉螺池一般布置在涵闸（泵站）消能设施的下游，修建沉螺池的目的是使沉螺池内流速较小，当水流通过沉螺池时，钉螺在沉螺池中沉落。

沉螺池由连接段和工作段组成，布置如图9-6所示。置连接段的目的是使沉螺池工作段能够与上下游渠道平顺衔接。同时，上游连接段还可以起到平顺水流的作用，使水流在此段内逐渐扩散，流速减小且分布均匀。上游连接段内若流速较大，还可以布置消能栅等设施。

图9-6　沉螺池布置示意图

沉螺池在满足设计引水流量和正常输水要求的前提下，还应该符合几点要求：

1）工作段的长度和过水断面面积，应保证钉螺能沉积在池内。若沉螺池的过水断面和长度过小，池内流速过大，则钉螺不能在池内沉降或沉降效果差，起不到应有的沉螺、阻螺作用；但若沉螺池的过水断面和长度过大，则多占地和增加投资。因此，合理确定沉螺池的过水断面和长度，是确保钉螺能沉集在沉螺池内而不致进入下游渠道的关键。一方面沉螺池的布置型式及断面尺寸应使其与上、下游渠道具有同等的过水能力，保证渠道的正常输水功能；另一方面又要能使钉螺沉积下来。

2）与涵闸（泵站）消能设施及渠道的连接，应合理、紧凑，少占（耕）地。修建沉螺池需要占用部分土地，应根据沉螺池附近的地形、地质、水流等条件，以及沉螺池的功能、特点、运用要求等，力求沉螺池与涵闸（泵站）的消能设施和渠道的连接合理、紧凑。沉螺池尽可能在非农业用地修建，确需占用农业用地的，建筑物也应布置紧凑，尽量少占地。

3）由于渠道水流中一般都会挟带泥沙，泥沙会在沉螺池内淤积，再加上沉螺池内会沉积钉螺。因此，沉螺池的布置还应考虑清除淤积的泥沙和灭杀钉螺的需要，如沉螺池旁设置便道，便于工程维护人员清淤和灭螺。

2.沉螺池的设计

沉螺池工作段的长度、宽度和横断面面积，根据涵闸（泵站）的引水流量和钉螺的生物、水力学特性，采用下列公式计算，并结合工程所在地区的地形、地质以及涵闸（泵站）和渠道等条件最终选定。

① 工作段长度，按式（9.16）计算：

式中L——沉螺池工作段沿水流方向的长度（m）；

H——沉螺池设计水深（m）；

V——沉螺池的设计断面平均流速（m/s），可采用0.20m/s；

ω——钉螺的静水沉降速度（m/s），可采用0.01m/s；

k——安全系数，可采用1.1～1.5。

钉螺的静水沉降速度ω，是指钉螺在静水中的自由沉降速度，其值与钉螺的外形、大小及容重等因素有关。钉螺静水沉降速度可用本文第二章所讨论的公式计算。

② 工作段过水断面的宽度，采用式（9.17）～式（9.19）计算：

式中A——沉螺池横断面面积（m2）；

B——沉螺池的水面宽度（m）；

b——沉螺池的底宽（m）；

m——沉螺池横断面的边坡系数；(www.xing528.com)

ɑ——边坡坡角（°）。

沉螺池工作段的宽度与深度的比值不宜大于4.5℃。梯形断面的计算宽度为水面宽度和底宽的平均值，使沉螺池内的流速沿池宽分布较均匀，提高沉螺效果。若沉螺池工作段的宽度与深度的比值过大，池内局部水流集中、流速较大，沉螺效果降低。

③ 工作段过水断面的面积，采用式（9.20）计算：

式中Q——涵闸（泵站）设计流量（m3/s）。

沉螺池设计断面平均流速需满足两个条件：能使钉螺在水中自由沉降和池内水流不致使钉螺产生推移运动。故它等于钉螺在沉螺池内的起动流速，即使钉螺在沉螺池底部保持静止不动的垂线平均流速，其值与沉螺池水深和钉螺的外形、大小及其在池底吸附状态等因素有关。钉螺开厣进行生物活动时具有吸附力，闭厣时则无吸附力，此时的起动流速小于有吸附力情况下的起动流速。钉螺无吸附力时的起动流速可按第二节的式（9.15）计算。

根据试验资料统计分析，钉螺在无吸附力的情况下不出现连续性滑动或滚动的最大流速为0.174～0.20m/s，故沉螺池设计时，钉螺起动流速采用值宜小于0.20m/s。具体可结合沉螺池实际条件分析确定。

④ 沉螺池工作段底部高程应低于上游、下游渠道的底部高程，高差不小于0.5m。这样有利于上游来流在池内充分扩散，流速减小，促使钉螺在沉螺池内沉降，同时可以防止沉集在沉螺池底部的钉螺产生滑动或滚动进入下游渠道，且便于集中灭杀。通过对湖北、湖南、安徽等省已建沉螺池工程的调查和统计，目前各地已建的沉螺池的底部与上、下游渠道底部的高差均在0.5m以上。

沉螺池工作段底部与上游涵闸（泵站）消能设施或渠道以斜坡连接，使上游渠道的水流均匀扩散进入沉螺池，不至于在连接段产生跌水或较大的水流紊动，保证沉螺效果；工作段末端应以垂直面或陡坡与下游渠道连接，防止沉集在沉螺池底部的钉螺产生滑动或滚动进入下游渠道。

⑤ 沉螺池上游连接段的上端必要时可设置一道拦污栅。钉螺通常潜伏在草丛底部或爬在芦苇的根、杆上，有一些则黏附在洲滩表面的枯枝残叶上，一旦江湖水位上涨，洲滩上面的枯枝残叶就变成水面漂浮物，黏附在这些漂浮物上的钉螺，也随之漂流扩散。沉螺池大多修建在引水灌溉的涵闸（泵站）下游渠道上，在引水灌溉过程中，水流中难免会有漂浮物，如树枝、树叶和干草叶等。这些漂浮物正是钉螺吸附其上并随水流运动的载体。因此在沉螺池上游连接段的上端可设置拦污栅，其作用一是可以阻止漂浮物进入沉螺池，避免阻塞沉螺池，使沉螺池能正常发挥引水功能，二是可以利用黏附在漂浮物上的钉螺遇到碰撞后会与漂浮物分离的特点，通过拦污栅阻挡一部分钉螺与漂浮物一起漂移，有利于钉螺在水中沉降。若涵闸（泵站）已设置拦污栅，则不必重复设置。

⑥ 沉螺池内可设置拦螺墙或拦螺网等工程设施。拦螺墙的位置根据沉螺池规模、平面布置及螺情等确定，为防止沉螺池运行过程中漂浮物漫过拦螺墙，其顶部宜高出沉螺池最高运行水位0.2m以上。

沉螺池内设置拦螺网和拦螺墙的目的是拦截水体表层的钉螺和漂浮物，提高防螺、灭螺效果。拦螺墙的位置通常根据沉螺池规模、平面布置以及钉螺孳生情况等确定。如湖北荆州市红卫渠沉螺池，其工作段内布置有两道拦螺墙，上游拦螺墙距连接段的距离大于下游拦螺墙距沉螺池出口的距离。据调查，通过拦螺墙以上沉螺池段后，沉螺效率达到98%，整个沉螺池的沉螺效率接近100%。沉螺池通常修建在有灌溉、引水功能的渠道上，该区域也经常是耕作人员、家畜等的活动场所，因此沉螺池边墙的顶面应高于附近地面，并设护栏，以保证人畜安全，并可防止沉螺池周边沙土流入池内。

各地沉螺池的布置及结构设计都有一定差别，有的也不够规范，实际运行过程中出现一些问题。如安徽泾县关山塘沉螺池的拦螺墙过水面积设计太小，以至于影响过流能力，后来又将过水孔扩大，以满足过水要求。

沉螺池内设置拦螺墙是近几年才有的，实践时间不长，同时拦螺墙占了部分过水断面，水流通过其过水断面的流速较大，流态较复杂，在运行过程中需要逐步积累经验，从而优化设计。

3.沉螺池应用实例

湖北省应城市王台闸位于汉江下游支流汉北河北岸，建于1971年，为一孔自流排灌涵闸。闸孔宽3m，高4m，设计引水流量3m3/s，年平均引水30d。灌溉面积22000亩，涉及6个村，8000多人。建闸后因引汉北河水灌溉，垸外钉螺随之扩散到垸内，该情况已为1988年全省涵闸扩散钉螺实地调查所证实。为防止因涵闸引水灌溉扩散钉螺，1992年对王台闸进行改建，在闸口出流处增设沉螺池加拦网防螺工程，其结构布局为：在闸内出口处建1个长30m，面宽30m，底宽10m，深2m的水泥预制结构沉螺池。沉螺池前端为10m×15m的消力池，其后端设两排高0.5m阻螺水泥桩，每排9根，每根间距1m，呈“人”字型排放。在前排水泥桩架设高拦螺网，后排水泥桩架设低拦网。

通过对1992 年前螺情资料收集以及1992年增设防螺设施后的现场螺情调查结果显示，增设防螺实施后，闸内螺情得到有效控制，几年都未发现活螺，而闸外几乎无变化，证明沉螺池加拦网工程防螺效果是明显的，详见表9-3。

表9-3　王台闸增设防螺设施前后螺情变化情况