[發明專利]一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201910218843.1
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109881640A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 周華民;黃世昌;王樂樂;倪勇強;趙鑫;應超;劉勇;張廣之
• 申請（專利權）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: E02B7/24
• 分類號: E02B7/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置，其特征在于，該裝置包括多個從上至下依次連接的閘門單元等，所述閘門單元包括固定片、分片式閘門、外海側壓力傳感器、外海側含沙量探測儀、湖區側壓力傳感器、鉸鏈桿、電動開閉門器；分片式閘門通過鉸鏈桿鉸接在固定片上，通過電動開閉門器控制分片式閘門的打開或關閉；外海側壓力傳感器和外海側含沙量探測儀布置在分片式閘門外側，湖區側壓力傳感器布置在分片式閘門內側。

2.根據權利要求1所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置，其特征在于，所述外海側壓力傳感器、外海側含沙量探測儀、湖區側壓力傳感器處于同一水平位置，均位于分片式閘門的底部。

3.根據權利要求2所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置，其特征在于，所述外海側壓力傳感器固定在固定片上，用于探測外海水位；所述外海側含沙量探測儀固定在固定片上，用于探測外海水體含沙量；所述湖區側壓力傳感器固定在固定片上，用于探測湖區水位。

4.根據權利要求3所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置，其特征在于，所述分片式閘門和固定片均采用耐海水腐蝕金屬。

5.根據權利要求4所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置，其特征在于，所述分片式閘門邊緣處包裹防海水腐蝕密封材料。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

假設有n個閘門單元，分片式閘門從下至上，記為分片式閘門M1、分片式閘門M2、分片式閘門M3、…、分片式閘門Mn；

a.人工湖初始狀態為湖區內海水處于水位TA；取水含沙量要求小于等于S1；湖區最高水位設定為Hm；外海漲潮時，外海水位TB升高，并逐漸超過TA；根據分片式閘門M1兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB大于TA；此時，根據分片式閘門M1外側的外海側含沙量探測儀，可知外海水層中水體的含沙量；如果位于分片閘門M1處水層的水體含沙量大于S1，則分片閘門M1繼續關閉；如果含沙量小于或等于S1，則該分片式閘門M1打開納潮，湖區水位TA上升至TA1；

b.外海水位從TB繼續升高至TB2，其中TB2超過分片閘門M1的高度，并到達分片閘門M2的高度；根據分片閘門M2兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB2大于TA(或TA1)；此時，根據分片式閘門M2外側的外海側含沙量探測儀，可知外海水層中位于分片式閘門M2處水層的水體含沙量；如果含沙量小于或等于S1，則該分片式閘門M2打開納潮，湖區水位TA(或TA1)上升至TA2；如果含沙量大于S1，則分片式閘門M2繼續關閉；

c.外海水位從TB2繼續升高至TB3，其中TB3超過分片閘門M2的高度，并到達分片閘門M3的高度；根據分片閘門M3兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB3大于TA2(或者TA1、TA)；此時，根據分片式閘門M3外側的外海側含沙量探測儀，可知外海水層中位于分片式閘門M3處水層的水體含沙量；如果含沙量大于S1，則分片式閘門M3繼續關閉；如果含沙量小于或等于S1，則分片式閘門M3打開納潮進水；

d.如果外海水位上升過程中，底部含沙量升高；則如果之前分片式閘門M1和分片式閘門M2水層含沙量均不滿足要求，則分片式閘門M1和分片式閘門M2自動關閉，只留有水層含沙量滿足要求的分片式閘門M3打開納潮；

e.外海水位持續升高，超過分片式閘門Mn-1的高度，并到達分片閘門式Mn的高度；根據分片式閘門Mn兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位大于湖區水位；此時，根據分片式閘門Mn外側的外海側含沙量探測儀，可知外海水層中位于分片式閘門Mn處水層的水體含沙量；如果含沙量大于S1，則分片式閘門Mn繼續關閉；如果含沙量小于或等于S1，則分片式閘門Mn打開納潮進水；

f.外海水位下降過程中，如果底部含沙量逐漸增加，則相應水層閘門會依次自下而上關閉；或者水層分片式閘門兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器感知湖區水位高于外海水位，為防止湖區海水倒流，則關閉該水層的分片式閘門；

g.如果外海水位在一個漲落潮周期內始終低于湖區水位，或者外海水層含沙量大于S1，則所有閘門單元一直處于關閉狀態；

h.如果湖區水位到達最高水位Hm，則分層取水結束，所有閘門單元關閉；

i.下次納潮取水過程重復a～h。

7.根據權利要求1-5任一項所述的一種海水人工湖自動納潮分層取水閘門裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

假設有n個閘門單元，分片式閘門從下至上，記為分片式閘門M1、分片式閘門M2、分片式閘門M3、…、分片式閘門Mn；

a.湖區藻類爆發，需要大量換水；此情況下，可不設置取水的含沙量限定值，人工湖初始狀態為湖區內海水處于水位TA；湖區最高水位設定為Hm；

b.外海漲潮時，外海水位TB升高，并逐漸超過TA；根據分片式閘門M1兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB大于TA，則該分片式閘門M1打開納潮，湖區水位TA上升至TA1；

c.外海水位從TB繼續升高至TB2，其中TB2超過分片閘門M1的高度，并到達分片閘門M2的高度；根據分片閘門M2兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB2大于TA1，則該分片式閘門M2打開納潮，湖區水位TA1上升至TA2；

d.外海水位從TB2繼續升高至TB3，其中TB3超過分片閘門M2的高度，并到達分片閘門M3的高度；根據分片閘門M3兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位TB3大于TA2，則分片式閘門M3打開納潮進水，湖區水位TA2上升至TA3；

e.外海水位持續升高，超過分片式閘門Mn-1的高度，并到達分片式閘門Mn的高度；根據分片式閘門Mn兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器，可知外海水位大于湖區水位，則分片式閘門Mn打開納潮進水；

f.如果湖區水位未到達最高水位Hm，但某水層分片式閘門兩側的外海側壓力傳感器和湖區側壓力傳感器感知湖區水位高于外海水位，為防止湖區海水倒流，則關閉該水層的分片式閘門；如果湖區水位到達最高水位Hm，則分層取水結束，所有閘門單元關閉；

g.下次納潮取水過程重復a～f。