[發明專利]一種喇叭口水袋式阻流壩發電裝置

有效

• 申請號: 202010742340.7
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111893966B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 謝沛鴻
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00;E02B9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種喇叭口水袋式阻流壩發電裝置。在合適的江流河段，建設在水下橫江的喇叭口水袋式阻流壩。阻流壩與水面平齊，壩底部有留空并可調控的柵欄讓水流通過，以利于排除上游的泥沙。不用截斷河流，使水生動物上下游通過遷移棲息。主要的流量進入喇叭口臥漏斗形水袋，在水袋底部的水出口處安裝水輪機和發電機，利用壓強增加流速的水流沖擊水輪機發電。

技術領域

本發明屬于水利水電技術領域。一種喇叭口水袋式阻流壩發電裝置，涉及到一種由喇叭口水袋式阻流壩和發電裝置組成一體的低壩水利水電技術方案。選擇合適的江流河段，即江面寬度、流速、水深、落差等參數適合的地方，建設在水下橫江的喇叭口水袋式阻流壩。阻流壩的作用，延緩江水流逝的速度，造成上游水位升高，便于航行。水流水面與阻流壩平齊，水量大的時候也可從頂部漫過。阻流壩底部有留空活動柵欄，水流從柵欄留空的底部通過，流速加快，有利于排除上游由于阻流緩流沉積的泥沙。因此，也不用截斷河流，有利于水生動物上下游通過遷移棲息。最重要的是，主要的流量順流進入喇叭口臥漏斗形水袋，在喇叭口水袋底部的水出口處安裝水輪機和發電機，利用壓強增加流速的水流沖擊水輪機發電。可以根據實時變化的水文情況，調整阻流壩底部柵欄留空的空間，以維持水位、流速和流量。原則是，上游來水的流量不能少于阻流壩底部留空的出水加上喇叭口水袋底部的發電出水。在洪水汛期，阻流壩的喇叭口可以自動調節降低至完全收縮至河床底部，以保證無阻礙暢流。喇叭口水袋式阻流壩靠近兩岸的地方留出空位，用于建設可升降調節的過船閘或通行水道。喇叭口水袋式阻流壩做成臥漏斗形與水輪發電機一體的發電裝置。這種發電裝置的尾水出口仍有加速水流，可以沖刷并排除河底沉積泥沙。可以橫向和縱向順流排列建設多個喇叭口發電裝置，也可以在河流的支流和干流上建設梯級的喇叭口水袋式阻流壩發電裝置的水電站，結合江河水利綜合系統，充分利用江河流動的水能，達到發電、防洪、通航、合理用水等等效果。江河水利，與水患相伴。自古治水，取水之利而去水之患。大禹治水，以疏通為要。然而，如果單純建大壩攔江斷河，千里牢固河堤束水鎖龍，僅僅是堵、截之策，應該加上主動阻流緩流和適時疏泄的辦法。用水利應盡其善，去水患需早預防。江河蘊藏水能，大自然賜予了平衡的能量。順其自然，可持續發展，我們既可以盡水之利，亦能防患于未然。

背景技術

目前，建造水庫或攔河水壩蓄水，驅動水輪機發電機組發電，是成熟普遍的水力發電技術，是利用萬有引力造成的水流運動重力勢能發電的技術。但是，嚴格地說，大壩水電工程在防洪、發電、通航等等諸多好處之外，仍未能充分利用江河全部水資源及其水能量，且有種種自然環境生態和安全等方面的憂慮，不必一一細說。

加拿大的河貍能夠咬斷粗大的樹干，把樹干樹枝拖到山谷溪流中筑成類似于柵欄的阻流水壩，使上游形成水深的池塘，使卵石淺溪也能變成深水池塘，它們可以在深水塘中活動躲避猛獸天敵攻擊。河貍阻流水壩可以讓水流從樹干樹枝間的空隙通過，不截斷溪流，魚類可以溯流而上來到安靜的水塘產卵孵化，這是一個和諧的自然環境。在加拿大的山谷溪流上，常常看到接連幾個河貍阻流水壩攔成的梯級池塘，河貍在各個不同的水塘中活動，因為上游的溪水不斷地下流，裝滿一節又一節的梯級水塘，實際上起到了延緩溪水過快流失，不讓溪流河床裸露的自然作用。向河貍的智慧學習，我們也可以在江河中建造類似的柵欄阻流壩和梯級壩，提高上游水位，延緩江河水流失的速度，江河水位提升之后，上游流速減緩，更適合于通航。江河水可以從柵欄阻流壩的底部空隙中通過，水流加速，有助于排除帶走淤積的泥沙。這樣的柵欄阻流壩既可以盡量地利用水資源，又可以保持江河水流動力，維持健康的水環境。

錢塘江潮的形成有天造地設的地利條件。錢塘江入海口杭州灣兩端寬達上百公里，與頂端觀潮點連接形成一個喇叭漏斗似的地形，江潮從杭州灣涌入，由寬到窄，到了漏斗式地形的底部，造成高潮沖擊力。這是水流壓強的道理。水流持續壓力不變，水流入口處截面積不變，隨著水流涌入，水通道截面積的逐漸縮小和江底的抬高，水流壓強增大，沖擊力也增大。應用水流壓強的道理，可以建造順江安置的順流喇叭口水袋式發電裝置。