[實用新型]一種采用伸縮套管式分層取水的中低水頭大壩

有效

• 申請號: 201320621713.0
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN203514265U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 戴會超;高興杰;戴凌全;鄭鐵剛;張鴻清;毛勁喬;柯云
• 申請（專利權）人: 河海大學;中國長江三峽集團公司
• 主分類號: E02B7/02
• 分類號: E02B7/02;E02B8/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本實用新型涉及一種采用伸縮套管式分層取水的中低水頭大壩，屬于水利水電工程技術領域。

背景技術

目前國內外有一批已建、在建或待建的大型水庫，這些水庫帶來巨大經濟社會效益，隨著環保意識的增強，水庫對水環境的影響逐漸也為人們所熟知。水庫蓄水后，庫區形成了巨大的水域，它不僅可以調節河流徑流量，而且對庫內的熱能起到調節作用。受氣候變化、出入流水溫、蒸發及水的理化特性等影響，水庫形成了特有的溫度場。根據我國現行的水庫環境影響評價中，若多年平均入庫徑流量與總庫容的比值小于10，則該水庫為典型分層型水庫。

一些深水型水庫的水溫結構常年處于分層狀態，以國內某典型分層水庫為例，根據多年壩前垂向水溫實測資料分析，1-3月份，水庫處于封凍期，壩前水溫結構呈逆溫分布，庫表水溫接近0.0℃，庫底水溫維持在3.0℃～4.0℃范圍，垂向平均溫差為3.7℃左右。4月份，隨著氣溫的升高，水庫表層逐漸解凍，庫表冷水在升溫期氣溫、太陽輻射的作用下，表層水體得到熱量而水溫逐漸升高，垂向基本呈等溫狀態，表層和庫底溫差為1.1℃。5月份以后，隨著氣溫逐漸升高，表層水體繼續吸熱，在水下20-30m范圍內逐漸形成溫躍層，水庫進入分層狀態。7、8月份，庫區表層水體溫度升至最高，達26.6℃，庫區垂向水體溫差也達最大值，18.5℃左右，溫差主要集中在水下30m內。9月份開始，隨著氣溫下降，水體表層溫度降低，密度較大的表層冷水逐漸下沉，并與下層溫水對流摻混，形成秋季的水庫大翻轉，同溫層厚度逐漸增加，庫底水溫持續緩慢升高，垂向溫差減小，約到11月份形成第二次垂向等溫狀態。持續的氣溫降低使表層水體繼續冷卻下沉，當庫區表層水溫降至4.0℃左右，表層水體繼續失熱，垂向形成逆溫分布，當表層水體進一步降至0.0℃后，水庫結冰封凍形成冰蓋進入冰封期。

對于這些典型的分層型水庫，水電站在運行過程中，取水高程決定取水水溫。近年來，隨著生態環境保護意識的日益增強，對于大型深水庫采取分層取水的措施來解決水庫水溫分層和水庫下泄需求水溫之間的矛盾逐漸為建設環保部門所認可。采用水電站分層取水，目的是有選擇的下泄水庫不同溫度層的水體，進而控制下泄水溫，以滿足供水、灌溉、下游水生生物生境等需求。

目前大中型水庫多采用疊梁門控制分層取水方式、多層取水口分層取水方式等，還有一些小型水利工程采用壩內埋設多層取水管的取水方式。疊梁門分層取水方式主要下泄表層高溫水，可調整性低，對于多目標取水工程而言適用性差，對下游生態環境產生一定程度的影響；多層取水口取水方式，表層孔主要取高溫水，底孔主要取低溫水，但底孔泄流量有限，且用底孔泄放水庫底部較冷的水流來保護喜冷生物會導致發電量顯著減少；壩內埋設多層取水管的分層取水壩，只適合小流量、低水頭的情況，主要滿足市政及工業用水要求。對于70m以下的中低水頭水庫，上述的取水方式都無法實現特定溫度層取水以及在動水中調節的功能。

因此，目前亟需一種取水水溫范圍大、調整性好、適用性廣、發電效益高的分層取水大壩，允許電站在水庫的不同深度取水，并且下泄水溫滿足下游的生態環境和農業灌溉要求。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種采用伸縮套管式分層取水的中低水頭大壩，可以實現不同深度取水，擴大了取水的溫度范圍；提高了取水操作的靈活性、安全性和穩定性；安裝方便快捷，減小了施工的難度和復雜程度，可廣泛用于中低水頭分層型水庫，滿足水庫下游的用水需求。

技術方案：本實用新型所述的一種采用伸縮套管式分層取水的中低水頭大壩，包括壩體，所述壩體的中部設有進水段，所述進水段上下兩側分別設有豎井，所述豎井由外豎井和與之連通的內豎井構成，所述外豎井與水庫連通；

所述進水段內設有水平進水管道，所述水平進水管道通過縱向進水管道與兩側的豎井連通；

所述內豎井中沿豎直方向設置有滑動軌道，所述滑動軌道上安裝有軌道式升降機，所述軌道式升降機與縱向進水管道之間依次連接有連接件、攔污罩、喇叭形連接管和伸縮套管，所述伸縮套管與縱向進水管道之間設有閥門；

所述外豎井及水平進水管道的進水口設置有攔污柵，所述水平進水管道內設置有工作閘門，所述工作閥門位于進水口內的攔污柵與縱向進水管道之間。

進一步完善上述技術方案，所述的伸縮套管由多個不同直徑的單節管件構成，其中：除最內節的管件之外，其他管件靠近攔污罩的一端與其緊鄰的內側管件之間設有環形卡環，所述伸縮套管內所有的單節管件靠近閥門的端口外側均設有與環形卡環相匹配的凸緣。