一种提高大型水库分层低温水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高大型水库分层低温水的装置及方法。为了改善已建水电站的下泄低温水水温低的问题，所述提高大型水库分层低温水的装置，包括设置在水库内的主要由隔水网组成的水温控制幕，竖向布置的该水温控制幕设置在水库坝前600m~1500m，且垂直于坝前泄水的取水口延伸方向；所述水温控制幕的顶部位于水库跃温层以下，该水温控制幕的底部固定在水库底部，使水库表层水和跃温层水经过水温控制幕顶端进入取水口，水库底部的低温水被水温控制幕挡在取水口处。本发明专利技术在不影响电站运行现状的的前提下，可有效提升已建电站下泄水温达3℃-5℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高大型水库分层低温水的装置及方法，属于水利水电工程
 
技术介绍
高坝大库，特别是一些调节性能好的深水库，其水库库容大、流速缓，春夏之交，水体垂向温度出现明显分层，深水层中水体温度低，且受气温变动影响小，导致水库下泄水温低于天然河道水温，对下游农作物和鱼类产生不利影响。随着我国社会经济发展，对生态环境问题越来越重视，为避免水库下泄低温水的不利影响，开始考虑改善水电站下泄水的水温。目前对水电站下泄低温水的治理方法主要有叠梁门分层取水法。 叠梁门分层取水法是在水电站原进水口的上游适当位置新建叠梁门分层取水式进水口，根据水库水位选择启用新建的某层进水口，原进水口闸门关闭，这样可以达到分层取水的目的。但是建设叠梁门需要在电站建设期间同步实施，由于种种原因我国存在很多已运行的存在低温水的、尚未采取治理措施的高坝大库。此类水库无法采用叠梁门方案进行低温水整治。 
技术实现思路
为了解决上述现有水电站下泄低温水治理方法存在的局限性问题，本专利技术旨在提供一种提高大型水库分层低温水的装置及方法，该装置及方法在不 影响电站运行现状的的前提下，可有效提升已建电站下泄水温达3℃-5℃。 为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是： 一种提高大型水库分层低温水的装置，包括设置在水库内的主要由隔水网组成的水温控制幕，竖向布置的该水温控制幕设置在水库坝前600m～1500m，且垂直于坝前泄水的取水口延伸方向；所述水温控制幕的顶部位于水库跃温层以下，该水温控制幕的底部固定在水库底部，使水库位于跃温层之上的表层水和跃温层水经过水温控制幕顶端进入取水口，水库底部的低温水被水温控制幕挡在取水口处。 以下为本专利技术的进一步改进的技术方案： 为了方便固定隔水网，作为一种具体的结构形式，所述隔水网的顶部设有上纲，隔水网的底部设有下纲，隔水网的两侧端固定在水库的坡壁上。 优选地，所述水温控制幕的顶部位于水库水面之下20m～40m。 所述水库的坡壁上装有导轨，所述隔水网的两侧端装有多个可沿着导轨滑动的活动套环，在水库的岸坡上设有可驱动活动套环沿着导轨滑动的卷扬机。进一步地，所述导轨为不锈钢绳。由此，卷扬机可以在不同水期将隔水网的顶部调至不同的高程。 所述上纲和下纲之间连接有多根纵力纲，以提高隔水网的承压强度。 优选地，所述隔水网的网孔为菱形孔或六边形孔，隔水网的水平缩结系数u1小于0.707。 为了更好地稳固隔水网，所述隔水网顶部连接有浮子，隔水网底部连接有坠子，坠子优选为混凝土抛墩。 所述隔水网的网绳为迪尼玛绳。 所述隔水网的透水率不大于0.2Lu。 进一步地，本专利技术提供了一种利用上述提高大型水库分层低温水的装置提高大型水库分层低温水的方法，在水库坝前一定距离的恒温层内垂直于水流方向布设具有一定透水率的水温控制幕，使水库表层水和跃温层水经过水温控制幕顶端进入取水口，水库底部的低温水被水温控制幕挡在取水口处。 藉由上述结构，本专利技术的水温控制幕表层取水法将由高分子材料制作而成的幕布底部固定在水底，顶部由固定绳索置于水面下一定位置，表层温度较高的水经过幕布顶端进入取水口，底部低温水被幕布挡在取水口处，由此达到取表层温水的目的。具体而言，是将具有一定透水率的柔性幕布遮挡于坝前一定距离的一定深度(一般设置于恒温层)，通过水温控制幕控制低温水进入坝前进水口的比例，而与下游天然河道水温接近的表层水和跃温层水不受阻挡，打破水温控制幕布后的水温分层结构，提升坝前进水口水温。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术突破了传统电站下泄低温水治理方法的局限性，改善水温的同时还能保证电站发电量，其构筑物简单、工程量小、施工周期短，适用于已建电站工程，具有显著的经济效益和社会效益，可提高坝前进水口水温3～5℃，有效地改善了已建水电站的下泄低温水水温低的问题。 附图说明图1是本专利技术一个实施例的结构原理图； 图2是本专利技术隔水网一种网孔的结构示意图。 在图中 1-隔水网；  2-上纲；  3-下纲；  4-导轨；    5-活动套环； 6-卷扬机；  7-浮子；  8-坠子；  9-纵力纲；  10-锚杆。 具体实施方式以下以国内某大型水库为例，结合附图对本专利技术作进一步阐述。 本方案专利技术有效降低低温水对下游水生生态的影响，在4～7月份，尽量将水下40m～70m的低温水拦截，将水库表层水下放到坝下，减少低温水进入坝前取水口流量。悬索根据水位的变化进行适当调节，隔水网一般采用高性能材料作为阻隔材料，由于受到来水的作用，悬索及隔水网在水流方向形成抛物面，需要结合隔水网受到的动水压力和静水压力的分析具体受力。 在分析项目的可行性和有效性的基础上，考虑保障工程的安全性和运行方便性，方案设计时将综合考虑以下几点： a)工程安全性保障 本工程距离进水口直线距离约为1000m，失事会将危及电站运行和航运安全。设计时考虑以下5个方面。 1)考虑电站最小泄洪流量4870m3/s(其中电站满发流量870m3/s、溢洪道最小安全下泄流量4000m3/s的合计出库流量)时已基本不存在低温水问题，在参数选取过程中以电站最小泄洪流量4870m3/s情况下的流速0.21m/s为设计流量进行计算隔水网的阻力以保证隔水网在电站运行达到最小泄洪流量前能承受水流的冲击。 2)网片上边缘考虑采用4倍安全储备的高强度网线进行缝合，其余三边按流速荷载采用等强度网线缝合，网衣一旦超载，三边缝合自行脱落，掀起网衣过流。 3)电站泄洪时，为避免水流带来巨大冲击造成安全事故，将隔水网放置于水库底部一定高程使不受洪水影响，并保证顺利过水。同时，为保证在行洪后将沉底的抛墩提起，尽量选择砂粘土底质，同时考虑所选断面上两岸边坡的坡度平缓，库底平坦、水下无树桩、屋基、山丘等障碍物。 4)由于水库坝前有船运码头，需要在隔水网附近设置航道标志和信号。 5)为保持隔水网在垂向上稳定，在底部的抛墩设计中需要考虑泄洪工况下能将网片全部沉于库底的措施。 b)运行方便性保障 1)为保证隔水网在运行期间根据不同水位的升降，同时保障在行洪之后能将隔水网提起至设计高程，需要在两岸拉索平台设计中考虑卷扬机等自动升降设施。 2)根据本实施例和国内其他水库的污染物特性，污物厚度保持在水面至水面以下1.5m。由于隔水网上纲一般设置于水面下30m，基本不会有污物和大的阻挡物的出现。但在网线上会有微生物附着生长，随着运行时间的累积，会堵塞网孔，为此需要考虑在网线涂抹防止微生物附着生长的无毒涂料或者在网线制作过程中添加相关成分。 3)为方便隔水网在不同水位状况下以及泄洪前后的升降，需要沿隔水网断面两侧设置导杆。导杆更能升降过程中隔水网的定位。 1、隔水网选线布置 隔水网的布置断面选择需要综合考虑幕布施工难度、经济合理、幕布受力尽量均匀等多方面因素。为此需要选择在河道相对较窄，河道两岸及淹没区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，包括设置在水库内的主要由隔水网组成的水温控制幕，竖向布置的该水温控制幕设置在水库坝前600m~1500m，且垂直于坝前泄水的取水口延伸方向；所述水温控制幕的顶部位于水库跃温层以下，该水温控制幕的底部固定在水库底部，使水库位于跃温层之上的表层水和跃温层水经过水温控制幕顶端进入取水口，水库底部的低温水被水温控制幕挡在取水口处。

【技术特征摘要】
1. 一种提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，包括设置在水库内的主要由隔水网组成的水温控制幕，竖向布置的该水温控制幕设置在水库坝前600m~1500m，且垂直于坝前泄水的取水口延伸方向；所述水温控制幕的顶部位于水库跃温层以下，该水温控制幕的底部固定在水库底部，使水库位于跃温层之上的表层水和跃温层水经过水温控制幕顶端进入取水口，水库底部的低温水被水温控制幕挡在取水口处。
2. 根据权利要求1所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述隔水网的顶部设有上纲，隔水网的底部设有下纲，隔水网的两侧端固定在水库的坡壁上。
3. 根据权利要求1所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述水温控制幕的顶部位于水库水面之下20m~40m。
4. 根据权利要求2所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述水库的坡壁上装有导轨，所述隔水网的两侧端装有多个可沿着导轨滑动的活动套环，在水库的岸坡上设有可驱动活动套环沿着导轨滑动的卷扬机。
5. 根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛联芳，冯云海，孙平玉，邱进生，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43