一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统技术方案

本发明专利技术涉及一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，是一种用于输水工程的水力调控系统。本发明专利技术包括：设置在进、出水口之间通过管道连接调节堰井，堰井包括：与上游管道连接的在调节堰井的进口胸墙底部的堰井进水口，进口胸墙两侧分别连接堰井侧墙，与堰井侧墙连接的是调节堰井的出口胸墙，出口胸墙的底部是与下游输水管道连接的堰井出水口。溢流堰设置于进、出口胸墙之间的竖井底部，横担在两侧墙之间。对于较长的重力有压输水工程，不同输水流量所需水头不同，调节堰井可以自动调节水头，小于设计流量时，分段消耗富余水头，降低有压管涵内水压力，在最小运行流量时，又能保持管涵所必需的最小压力要求，水力控制既简单，又能保证工程安全可靠输水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，是一种水工系统， 是一种用于输水工程中的水力调控系统。
技术介绍
输水方式包括无压重力输水、有压重力输水、加压输水、重力和加压组合 输水等，在一般情况下，当有足够的可利用输水地形高差时，宜优先选择有压 重力输水方式。输水起末端的水力高度差为有压重力输水的可利用水头。在确 定输水设计流量后，尽量利用可利用水头，尽可能的减小输水管管径，实现尽 可能的少投资，产生最大效益。当然，输水管流速越大，运行时可能引起的水锤升压越高。为防止管道发生破坏性水锤事故， 一般要求输水管流速不大于3 m/s。因此，重力输水管经济管径就是由充分利用现有可利用水头输送设计流量 而确定，即输水管径是在充分利用现有水头条件下，由最大流量决定的，也就 是说，在设计流量工况下运行时无剩余能量。由于输水过程中，输水流量是变 化的，目前普遍采用在管道末端或中间设置调节阀(既能消能又能控流的装置)。 这样，就会出现如下情况当低于设计流量运行时，水头损失减少，产生剩余 能量，输水管下游管道压力增加较多。相应带来如下问题管道压力增加，一 是增加工程投资，二是不利于安全输水；要求调节阀调度控制程序严格，否则 产生较大的水击压力，危及工程安全；对水等杂物、异物的敏感性高，潜在风 险大，运行管理复杂，管理费用高；需设置大直径蝶阀、超压泄压阀、异径管、 分支管、弯管等附属设施和附件，用电负荷级别高，需设置安全可靠性高的机 电设备，工程布置复杂，投资较高；特别是调节阀的关键部件需依赖国外，日 后的维修、维护和更新受控于人，对工程运行和管理非常不利。 专利
技术实现思路
为解决现有技术的问题，本专利技术提出了 一种带有自动调节堰井的重力有压4输水系统，所述的方法使用一种调节堰井的设施，本专利技术与调节阀相比，具有下述突出优点针对不同流量，自动调节水头，运行控制简单方便；与采用调 节阀时正好相反，设计流量时管道压力是最大，大大降低了管道压力，既节省 投资，又有利于安全输水；技术原理简单，水力性能好，流态平稳；水力调控 效果好，工程安全可靠性有保障；所需机电、机械设备^f艮少，工程管理简便； 工程设计简单，施工方便，工程维护工作量小，维护费用低。本专利技术的目的是这样实现的 一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统， 所述的系统包括设置在供水方的上游输水进水口和设置在用水方的下游输水 出水口，其特征在于，所述的输水进水口与输水出水口之间通过管道连接至少 一个调节堰井，所述的调节堰井包括与上游管道连接的在调节堰井的进口胸 墙底部的堰井进水口，所述的进口胸墙两侧分别连接堰井侧墙，与所述堰井侧 墙连接的是调节堰井的出口胸墙，所述的出口胸墙的底部是与下游输水管道连 接的堰井出水口；进口胸墙、出口胸墙、两侧堰井墙形成截面为矩形的调节堰 井的竖井，所述竖井顶端的井口敞开或覆盖空气可以流动的覆盖物，溢流堰设 置于进口胸墙和出口胸墙之间的竖井底部，横担在两侧墙之间。本专利技术产生的有益效果是(l)对于较长的重力有压输水工程，不同输水流 量所需水头不同，具有调节堰井的输水系统可以自动调节水头，小于设计流量 时，分段消耗富余水头，降低有压管涵内水压力，在最小运行流量时，又能保 持管涵所必需的最小压力要求，水力控制既筒单，又能保证工程安全可靠输水;(2) 根据地形地势变化布置调节堰井，可以減小管涵埋深，减小管涵内压， 降低工程投资；(3) 设置多座调节堰井，有利于水力惯性控制，便于运行管理；(4) 输水系统停水时，水体仍保持在管涵内，使管涵保持有压状态，避免长 距离有压输水系统再次启动前的小流量、长时间充水情况，大大提高了输水时 效；(5) 长距离输水工程中，中途设有支管或分水口，或末端直接与其他工程相 接时，调节堰井具有保压的作用；5(6) 调节堰井具有检修闸的作用，可为工程全线检修、分段检修、错孔检修提供便利条件；(7) 具有调节堰井的输水系统首部、中间地段遇突发事故(如管道损坏事故)，调节堰井具有阻隔、节制作用，避免水量大量损失，可节省水资源；(8) 具有调节堰井的输水系统末端遇突发事故(如泵站事故)，调节堰井具有分段减弱水击能量，分段隔断或减小水击波，每个堰井起到调压井作用；(9) 流量变化时，调节堰井具有减弱水力振荡和防止液柱分离的作用；(10) 调节堰井具有抑制水面波动的作用，保证输水系统压力、流量稳定，并有利于流量计量；(11) 调节堰井具有防止气泡进入下游有压流道的作用，保证输水能力和工程安全。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例一所述的一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统纵剖面示意图2是本专利技术实施例二所述一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统的调节堰井纵剖面示意图3是本专利技术实施例二所述调节堰井大流量、高水位时流态示意图4是本专利技术实施例二所迷调节堰井小流量、#<水位时流态示意图5是本专利技术实施例三所述调节堰井的纵剖面示意图6是本专利技术实施例四所述调节堰井的纵剖面示意图7是本专利技术实施例五所述调节堰井的纵剖面示意图8是本专利技术实施例六所述调节堰井的纵剖面示意图9是本专利技术实施例六所述调节—堰井的未设消波板小流量时气泡逸出及水面波动情况示意图IO是本专利技术实施例六所述调节堰井在设消波板小流量时气泡逸出及水面波动情况示意图。具体实施例方式实施例一本实施例是一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，如图1所示。本 实施例所述的系统包括设置在供水方的上游输水进水口 3和设置在用水方的 下游输水出水口 6，输水进水口与输水出水口之间通过管道5连4矣至少一个调节 堰井4、 401。调节堰井包括与上游管道连接的在调节堰井的进口胸墙7、 701 底部的堰井进水口 8、 801,进口胸墙两侧分别连接堰井侧墙，与堰井侧墙连接 的是调节堰井的出口胸墙10、 1001，出口胸墙的底部是与下游输水管道连接的 堰井出水口 11、 1101。进口胸墙、出口胸墙、两堰井侧墙形成截面为矩形的调 节堰井的竖井，竖井顶端的井口敞开或覆盖空气可以流动的覆盖物，溢流堰9、 901设置于进口胸墙和出口胸墙之间的竖井底部，橫担在两侧墙之间。整个输水系统充满水的过程水流由输水进水口进入第 一调节堰井的上游 管道，通过第一调节堰井的上游管道进入第一调节堰井；水流在第一调节堰井 的第一溢流堰的阻挡下开始在第一溢流堰的迎水面聚集，当水位升高至输水进 水口的高度时整个第一调节堰井的上游管道充满水；水位继续上升至第一溢流 堰顶端，并由第一溢流堰顶端溢出，水流进入第一溢流堰背水面一侧；水流进 入第一溢流堰背水面一侧流过第一调节堰井的消波板底部进入第一调节堰井的 明槽段，并继续流入第一调节堰井的下游管道；第一调节堰井的下游管道也是 第二调节堰井的上游管道，水流通过第二调节堰井的上游管道进入第二调节堰井；水流在第二调节堰井的第二溢流堰的阻挡下开始在第二溢流堰的迎水面聚 集，当水位升高至第一调节堰井的堰井出水口高度时整个第二调节堰井的上游 管道充满水；水位继续上升至第二溢流堰顶端，并由第二溢流堰顶端溢出，水 流进入第二溢流堰背水面一侧；水流进入第二溢流堰背水面一侧流过第二调节 堰井的消波板底部进入第二调节堰井的明槽段，并继续流入第二调节堰井的下 游管道；第二调节堰井的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，所述的系统包括：设置在供水方的上游输水进水口和设置在用水方的下游输水出水口，其特征在于，所述的输水进水口与输水出水口之间通过管道连接至少一个调节堰井，所述的调节堰井包括：与上游管道连接的在调节堰井的进口胸墙底部的堰井进水口，所述的进口胸墙两侧分别连接堰井侧墙，与所述堰井侧墙连接的是调节堰井的出口胸墙，所述的出口胸墙的底部是与下游输水管道连接的堰井出水口；进口胸墙、出口胸墙、两侧堰井墙形成截面为矩形的调节堰井的竖井，所述竖井顶端的井口敞开或覆盖空气可以流动的覆盖物，溢流堰设置于进口胸墙和出口胸墙之间的竖井底部，横担在两侧墙之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴换营，景金星，张志颇，李惠英，刘来成，黄运玉，蔡付林，杨开林，宁金钢，王云静，
申请(专利权)人：天津市水利勘测设计院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]