[發明專利]一種基于柔性隔水原理的多功能分層取水裝置及方法

有效

• 申請號: 201410042523.2
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103774716A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 戴會超;高興杰;毛勁喬;張鴻清;馮丹;王雷
• 申請（專利權）人: 河海大學;中國長江三峽集團公司
• 主分類號: E03B3/04
• 分類號: E03B3/04
• 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

本發明涉及一種基于柔性隔水原理的多功能分層取水裝置及方法，屬于水利水電工程技術領域。

背景技術

深水水庫一般水體水力停留時間較長，在熱輻射的作用下容易形成水溫垂向分層，包括上層溫度較高的溫水層、下層溫度較低的深水等溫層、兩者間的過渡溫躍層。水庫深層長期處于低溫環境，會使得含氧量不足、浮游生物減少、水質下降。由于水電站引水發電進水口高程常設在水庫死水位以下，采用單一深層取水模式會導致夏季下泄水溫較天然水溫低十余度以上，稱為下泄低溫水效應。下泄低溫水會對下游水生態環境及居民用水產生較大影響，例如：水溫過低對于喜溫水性魚類是不利的，影響其生長、發育產卵甚至導致物種消失；低溫水會對農作物造成一定的影響，使農作物新陳代謝慢，光合作用弱，吸肥能力差，還會使得土壤中有機質分解緩慢，不能及時提供農作物發育所需的養分。另一方面，取水水源的水質狀況也是當前十分關注的焦點，尤其是水體中溶解氧濃度過高或過低，會對下游水生物存活或灌溉作物造成嚴重影響，例如，常見的魚類氣泡病就是由于來水含氣率過高所導致。

針對上述問題，一些工程技術方法提出了通過分層取水以滿足下游需水水溫與水質要求的措施，主要借助閘門等硬性隔水器械的啟閉以實現對不同水溫層的引水或隔水；實際中，為了降低取水塔和閘門的造價，一般將閘門分為隔水門和工作閘門，用工作閘門控制取水流量，用隔水門進行分層取水。這類硬隔水技術存著明顯不足：（1）需要數量較多的閘門和閘門啟閉設備，取水建筑物的閘門設計、施工以及閘門操作十分復雜，故障率較高；（2）取水塔內凈空尺寸較大，閘門部分往往占據了取水建筑物的大部分，成為整個取水裝置運行和結構設計中的負擔，造價較高；（3）基本只考慮了下游用水對水溫需求，不能為下游需水提供水質質量保障，一方面對水源含氣率過高或過低的情況無法借助取水裝置進行調節，另一方面也可能在取水過程中由于裝置設計不合理導致水質惡化。

因此，目前亟需一種多功能取水裝置，既能對精確、安全、高效、大范圍地引調不同水溫的水體，滿足下游用水對水溫的需求，還能有效調控引調水水體的水質，滿足下游用水對水質的要求，同時該裝置還應該滿足控制方式簡單、適用性廣、維修簡單等實際需求。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種既能對水庫中不同水層實現柔性、精確、安全、大范圍取水，也能校準調控取水的水質以滿足下游用水對水質的要求的基于柔性隔水原理的多功能分層取水裝置及方法。

技術方案：本發明所述的基于柔性隔水原理的多功能分層取水裝置，整體架構沿垂向依次包括操作檢修層、蓄水層和引水層,其中：?

所述操作檢修層用于各種設備的操作和檢修，安置于水面高程以上；所述操作檢修層中包括設置于頂板上的一號電動葫蘆、二號電動葫蘆和三號電動葫蘆，一號電動葫蘆、二號電動葫蘆和三號電動葫蘆的位置分別與設置在底板上的蓄水層檢修進口、檢修閘門槽、工作閘門槽中心線相對；所述檢修閘門槽和工作閘門槽均貫穿蓄水層和引水層；一號電動葫蘆通過蓄水層檢修進口控制起吊蓄水層內的水泵，二號電動葫蘆通過檢修閘門槽控制起吊檢修閘門以及檢修時的各種設備；三號電動葫蘆通過工作閘門槽控制起吊工作閘門；

所述蓄水層中，在所述檢修閘門槽前設置隔水墻，所述隔水墻與蓄水層的邊墻圍成封閉的蓄水箱，用于儲水維持引水層中的橡膠袋的水壓；多根橡膠袋供排水管道位于蓄水層一端的蓄水箱內，通過供排水總管道分別與橡膠袋總供水管道、橡膠袋總排水管道相連；所述橡膠袋總排水管道、蓄水池供水管通過T型管與水泵進水管相連；所述水泵進水管與水泵相連；蓄水池排水管布置在蓄水層底板上且貫穿邊墻；所述蓄水池供水管、水泵進水管、橡膠袋總排水管道、橡膠袋供排水管道、橡膠袋總供水管道、蓄水池排水管中分別設置一號電動球閥、二號電動球閥、三號電動球閥、四號電動球閥、五號電動球閥和六號電動球閥；在所述檢修閘門槽和工作閘門槽之間還設置有抽氣裝置和鼓風機曝氣裝置；