[發明專利]一種帶有自動調節堰井的重力有壓輸水系統

有效

• 申請號: 200910093969.7
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN101672024A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 吳換營;景金星;張志頗;李惠英;劉來成;黃運玉;蔡付林;楊開林;寧金鋼;王云靜
• 申請（專利權）人: 天津市水利勘測設計院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E03B1/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫福春;李桂玲

技術領域

本發明涉及一種帶有自動調節堰井的重力有壓輸水系統，是一種水工系統，是一種用于輸水工程中的水力調控系統。

背景技術

輸水方式包括無壓重力輸水、有壓重力輸水、加壓輸水、重力和加壓組合輸水等，在一般情況下，當有足夠的可利用輸水地形高差時，宜優先選擇有壓重力輸水方式。輸水起末端的水力高度差為有壓重力輸水的可利用水頭。在確定輸水設計流量后，盡量利用可利用水頭，盡可能的減小輸水管管徑，實現盡可能的少投資，產生最大效益。當然，輸水管流速越大，運行時可能引起的水錘升壓越高。為防止管道發生破壞性水錘事故，一般要求輸水管流速不大于3m/s。因此，重力輸水管經濟管徑就是由充分利用現有可利用水頭輸送設計流量而確定，即輸水管徑是在充分利用現有水頭條件下，由最大流量決定的，也就是說，在設計流量工況下運行時無剩余能量。由于輸水過程中，輸水流量是變化的，目前普遍采用在管道末端或中間設置調節閥(既能消能又能控流的裝置)。這樣，就會出現如下情況：當低于設計流量運行時，水頭損失減少，產生剩余能量，輸水管下游管道壓力增加較多。相應帶來如下問題：管道壓力增加，一是增加工程投資，二是不利于安全輸水；要求調節閥調度控制程序嚴格，否則產生較大的水擊壓力，危及工程安全；對冰等雜物、異物的敏感性高，潛在風險大，運行管理復雜，管理費用高；需設置大直徑蝶閥、超壓泄壓閥、異徑管、分支管、彎管等附屬設施和附件，用電負荷級別高，需設置安全可靠性高的機電設備，工程布置復雜，投資較高；特別是調節閥的關鍵部件需依賴國外，日后的維修、維護和更新受控于人，對工程運行和管理非常不利。

發明內容

為解決現有技術的問題，本發明提出了一種帶有自動調節堰井的重力有壓輸水系統，所述的方法使用一種調節堰井的設施，本發明與調節閥相比，具有下述突出優點：針對不同流量，自動調節水頭，運行控制簡單方便；與采用調節閥時正好相反，設計流量時管道壓力是最大，大大降低了管道壓力，既節省投資，又有利于安全輸水；技術原理簡單，水力性能好，流態平穩；水力調控效果好，工程安全可靠性有保障；所需機電、機械設備很少，工程管理簡便；工程設計簡單，施工方便，工程維護工作量小，維護費用低。

本發明的目的是這樣實現的：一種帶有自動調節堰井的重力有壓輸水系統，所述的系統包括：設置在供水方的上游輸水進水口和設置在用水方的下游輸水出水口，其特征在于，所述的輸水進水口與輸水出水口之間通過管道連接至少一個調節堰井，所述的調節堰井包括：與上游管道連接的在調節堰井的進口胸墻底部的堰井進水口，所述的進口胸墻兩側分別連接堰井側墻，與所述堰井側墻連接的是調節堰井的出口胸墻，所述的出口胸墻的底部是與下游輸水管道連接的堰井出水口；進口胸墻、出口胸墻、兩側堰井墻形成截面為矩形的調節堰井的豎井，所述豎井頂端的井口敞開或覆蓋空氣可以流動的覆蓋物，溢流堰設置于進口胸墻和出口胸墻之間的豎井底部，橫擔在兩側墻之間，所述調節堰井的溢流堰截面為修圓的折線實用堰型，所述進口胸墻至溢流堰中心的距離不小于堰井進水口高度，所述溢流堰的高度為：最小運行流量時，堰井進水口淹沒深度不小于1.0米，堰井出口淹沒深度不小于1.5米，溢流堰頂至調節堰井的井口的高度大于或等于堰井進水口高度，所述溢流堰中心至出口胸墻之間的距離不小于最小運行流量時，溢流堰頂端水舌跌落距離加水躍長度，再加2.5倍的水躍長度。

本發明產生的有益效果是：(1)對于較長的重力有壓輸水工程，不同輸水流量所需水頭不同，具有調節堰井的輸水系統可以自動調節水頭，小于設計流量時，分段消耗富余水頭，降低有壓管涵內水壓力，在最小運行流量時，又能保持管涵所必需的最小壓力要求，水力控制既簡單，又能保證工程安全可靠輸水；

(2)根據地形地勢變化布置調節堰井，可以減小管涵埋深，減小管涵內壓，降低工程投資；

(3)設置多座調節堰井，有利于水力慣性控制，便于運行管理；

(4)輸水系統停水時，水體仍保持在管涵內，使管涵保持有壓狀態，避免長距離有壓輸水系統再次啟動前的小流量、長時間充水情況，大大提高了輸水時效；

(5)長距離輸水工程中，中途設有支管或分水口，或末端直接與其他工程相接時，調節堰井具有保壓的作用；

(6)調節堰井具有檢修閘的作用，可為工程全線檢修、分段檢修、錯孔檢修提供便利條件；

(7)具有調節堰井的輸水系統首部、中間地段遇突發事故(如管道損壞事故)，調節堰井具有阻隔、節制作用，避免水量大量損失，可節省水資源；