（二）沉螺池
5.2.1 沉螺池宜布置在涵闸（泵站）消能设施的下游，由连接段和工作段组成。
本条提出了沉螺池的布置原则。涵闸（泵站）是调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，具有挡水和引（泄）水的双重功能，在防洪、治涝、灌溉、供水、航运、发电等方面应用十分广泛。根据我国已建水闸工程的资料统计，其挡水高度一般不大于15m，上下游水位差一般不大于10m。涵闸（泵站）的上游一般为滩地，水位变幅大，若沉螺池布置在滩地上，汛期水流漫滩，如未采取其他工程措施，钉螺仍可通过涵闸进入渠道。因此，沉螺池不宜布置在涵闸（泵站）的上游。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，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建筑物后，流速大幅度减小，流速分布也较均匀。修建沉螺池的目的是使沉螺池内流速较小，水流通过沉螺池时，使钉螺在沉螺池中沉落。因此，在涵闸（泵站）消能设施的下游修建沉螺池可以减小沉螺池的建设规模，提高沉螺效果，减少投资。
沉螺池通常由连接段和工作段组成，布置见图2-1。设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2-1 沉螺池布置示意图
（a）平面图；（b）1—1剖面图
5.2.2 沉螺池在满足设计引水流量和正常输水要求的前提下，应符合以下要求：
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；
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；
3 便于清淤和灭螺。
本条明确了沉螺池设计总体要求。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，则要多占土地且增加投资。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，又要使钉螺沉集下来。
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。
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，再加上沉螺池本身的功能，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，便于工程维护人员开展工作。
5.2.3 沉螺池工作段的长度、宽度和横断面面积，应根据涵闸（泵站）的引水流量和钉螺的生物、水力学特性，采用相关公式计算。
1 工作段长度，按式（5.2.3-1）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。
2 工作段过水断面的宽度，采用式（5.2.3-2）～式（5.2.3-4）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；
α——边坡坡角（°）。
3 工作段过水断面的面积，采用式（5.2.3-5）计算：
式中 Q——涵闸（泵站）设计流量（m3/s）。
本条给出了确定沉螺池尺寸的计算方法。沉螺池工作段的长度、宽度和横断面面积可在按本条提出的公式计算的基础上，结合工程所在地区的地形、地质及涵闸（泵站）和渠道等条件最终选定。
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。故本条所述的沉螺池设计断面平均流速是指钉螺在沉螺池内的起动流速，即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，闭厣时无吸附力，无吸附力时的起动流速小于有吸附力时的起动流速。钉螺无吸附力时的起动流速可按式（2-1）计算：
式中 D——钉螺的直径（m）；
h——钉螺的高度（m）；
γS——钉螺的容重，γS=1.8t/m3；
γ0——水的容重（t/m3）；
g——重力加速度（m/s2）；
k——综合系数，其值可采用0.22；
m——流速分布指数，其值可采用0.4。
根据实验室实验资料统计分析，当水深为20～40cm，钉螺在无吸附力的情况下，起动流速的最小值为0.14m/s，而沉螺池的水深相对较大，故本条推荐沉螺池设计时，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。
本条所述钉螺的静水沉降速度，是指钉螺在静水中的沉降速度，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按式（2-2）计算：
Ⅰ级钉螺
Ⅱ级钉螺
Ⅲ级钉螺
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式中 ν——水的运动粘滞性系数（m2/s）；
其余符号同前。
螺卵的静水沉降速度可按式（2-5）计算：
式中 D0——螺卵的直径（m）；
γS——螺卵的容重（t/m3）；
其余符号同前。
根据实验室实验资料统计分析，Ⅰ级钉螺的静水沉降速度最小，为0.0094～0.0365m/s。因此，从偏于安全考虑，沉螺池设计时，钉螺的静水沉降速度推荐采用0.01m/s。
沉螺池材料、结构设计按有关标准执行。
5.2.4 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。
本条规定的目的是使沉螺池内的流速沿池宽分布较均匀，以提高沉螺效果。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。
5.2.5 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。
沉螺池工作段的底部低于上下游渠道底部，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大于0.5m。
5.2.6 沉螺池工作段底部与上游涵闸（泵站）消能设施或渠道可以斜坡连接，工作段末端应以垂直面或陡坡与下游渠道连接。
本条规定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，目的是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；沉螺池工作段的末端以垂直面或陡坡与下游渠道连接，目的是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。
5.2.7 沉螺池上游连接段的上端必要时可设置1道拦污栅。沉螺池内可设置1～2道拦螺墙或1道拦螺网等工程设施。
钉螺通常潜伏在草丛底部或爬在芦苇的根、杆上，有一些则粘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，粘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；二是可以利用粘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。
沉螺池内设置拦螺墙和拦螺网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。拦螺墙内设过水孔（管）。沉螺池内设置1道拦螺墙还是2道拦螺墙，可根据沉螺池的规模、平面布置和钉螺孳生等情况确定。如湖北荆州市红卫渠沉螺池（见图2-2），其工作段内布置有2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，通过第一道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%。
5.2.8 拦螺墙的位置可根据沉螺池规模、平面布置及螺情等确定，其顶部宜高出沉螺池最高运行水位0.2m以上。墙体的中部、下部设过水孔（管），其顶部高程宜低于沉螺池最低运行水位0.5m。
沉螺池内拦螺墙的位置通常根据沉螺池规模、平面布置及钉螺孳生情况等确定。
由于钉螺一般存在于水体的表层和底层，为保证拦螺墙的拦螺效果，拦螺墙的过水孔（管）的顶部高程应低于水面一定高度，以拦截漂浮物及吸附在上面的钉螺。通过对目前已建沉螺池的调查统计，拦螺墙的过水孔（管）的顶部高程宜低于沉螺池运行水位0.5m，可以有效拦截钉螺，以防止钉螺随表层水体进入下游渠道。为防止沉螺池运行过程中漂浮物漫过拦螺墙，拦螺墙的顶部宜高出沉螺池最高运行水位0.2m以上。
沉螺池内设置拦螺墙是近几年才较多采用的，实践时间不长，同时拦螺墙占了部分过水断面，水流通过其过水孔（管）的流速较大，流态较复杂。因此，有关沉螺池内设置1道拦螺墙还是2道拦螺墙，以及过水孔（管）的布置和大小，均有待今后逐步积累经验，优化设计。
5.2.9 拦螺网可采用固定的或随水位变化而升降的型式，其顶部宜高出沉螺池运行水位0.2m以上，底部宜低于沉螺池运行水位0.5m。拦螺网可采用钢丝或塑料制作，网孔可采用40目。
有关拦螺网顶部高出运行水位和底部低于运行水位的规定，其目的与拦螺墙相同。对运行水位变幅不大的地方，拦螺网宜采用固定式，以减少运行管理工作量；对运行水位变幅大的地方，拦螺网宜采用随水位变化而升降的型式，以节省资金，减少对过水能力的影响。运行实践表明，拦螺网有一定的拦螺效果，但也存在一些不足，主要是维护管理比较困难，尤其是在引水流量大、漂浮物多的沉螺池和渠道。因此，近年来采用较少，本导则中将拦螺网作为沉螺池一种辅助措施引入，各地可根据当地具体情况确定是否采用。
5.2.10 沉螺池边墙的顶面应高于附近地面，并设护栏。
沉螺池通常修建在有灌溉功能、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，防止沉螺池周边泥土流入池内。
图2-2～图2-5为各地已建的沉螺池。
【沉螺池防止钉螺扩散效果实例】
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2.2万亩，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2排高0.5m阻螺水泥桩，每排9根，每根间距1m，呈“人”字形排放。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年前螺情资料收集和对1992年增设防螺设施后的现场螺情调查结果显示，增设防螺设施后，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2-1。
表2-1 王台闸增设防螺设施前后螺情变化情况
【沉螺池设计例题】
有一引水涵闸的水源地分布有钉螺，需修建沉螺池，池内设一道拦螺墙。该闸设计引水流量为5m3/s，其上下游渠道为梯形断面，边坡1∶1，底部高程为20m，底宽2m，设计运行水位22m，最低运行水位20.8m，渠道顶部和地面高程为22.5m。
根据导则5.2.5条规定及拦螺墙过水孔过水面积小于沉螺池过水面积等因素，设沉螺池工作段底部高程19.0m，则沉螺池设计水深为3.0m。
根据导则5.2.3条规定，沉螺池设计断面平均流速采用0.2m/s，钉螺静水沉速采用0.01m/s，取安全系数k=1.3，则根据式（5.2.3-1）可计算出沉螺池长度为78m。沉螺池断面设计为梯形，边坡取1∶1，则根据式（5.2.3-2）和式（5.2.3-5）可计算出底宽为5.33m，水面宽度为11.33m。考虑到拦螺墙过水孔的过水面积小于沉螺池过水面积，过水孔流速相应增大，因此，适当扩大沉螺池的过水面积，取底宽为8m，水面宽为14m。根据导则5.2.8条规定，拦螺墙顶部高程为22.5m，过水孔顶部高程设为20.3m，分5孔，底宽1.4m，两边孔为梯形，中间为矩形，支墩宽为0.25m。按上述设计断面计算得沉螺池实际断面平均流速为0.152m/s，则沉螺池长度可调整为60m。沉螺池上游连接段底坡取1∶5，沉螺池下游连接段与渠道以垂直面衔接。沉螺池平面布置及剖面图见图2-6。
图2-6 沉螺池布置及剖面图（单位：m）
（a）平面图；（b）1—1剖面图；（c）2—2剖面图
图2-7为以往沉螺池设计实例图。可以看出，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。如安徽省泾县关山塘沉螺池的拦螺墙过水孔过水面积偏小，以至影响过流能力，后来又将过水孔扩大，以满足过水要求。
图2-7 沉螺池设计实例图（一）（高程单位：m；其余单位：cm）
（a）湖北省公安县马家嘴闸沉螺池；（b）湖北省公安县花基台沉螺池
图2-7 沉螺池设计实例图（二）（高程单位：m；其余单位：cm）
（c）湖北省阳新县十里湖沉螺池；（d）安徽省泾县丁家桥镇南瓜山支渠沉螺池
图2-7 沉螺池设计实例图（三）（高程单位：m；其余单位：cm）
（e）安徽省泾县关山塘沉螺池
