一种滩区恒流补水系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种滩区恒流补水系统及方法，包括：蓄水池，恒流放水子系统和均匀出流子系统。本发明专利技术的恒流放水子系统能够实现根据蓄水池水位变化自动调节堰板高度，维持堰上水头恒定，从而保持出流量的恒定。同时，匹配均匀出流子系统，能够保持水位以设置的溢流深度均匀漫滩。从而有效的节省人力物力，提高滩区补水效率和效益，同时避免直接放水漫滩带来的滩区冲刷侵蚀和滩地补水覆盖面积小的问题。系统操作简单，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种滩区恒流补水系统及方法
本专利技术属于滩区生态补水
，具体涉及一种滩区恒流补水系统及方法。
技术介绍
三角洲即河口冲积平原，是一种常见的地表外貌。江河奔流中所裹挟的泥沙等杂质，在入海口处遇到含盐量较淡水高得多的海水，凝絮淤积，逐渐成为河口岸边新的湿地，继而形成三角洲平原。三角洲的顶部指向河流上游，外缘面向大海，可以看作是三角形的“底边”。随着经济社会发展，为了防洪安全，众多入海河流修筑了防洪堤坝。这样虽然保障了三角洲区域河流两岸免受洪水的威胁，但同时也造成了三角洲区域滩地丧失了洪水漫滩机会，使得河口滩地在海水日益蒸发积盐等作用下不断咸化，从而造成滩区生态不断退化。目前，我国水资源紧缺，实施了最严格的水资源管理制度，河流水资源可利用量已经进行严格的红线管理制度，在当前我国生态文明建设提升为国家战略要求的条件下，在水资源紧缺的大背景下，需要合理调控水资源，提升有限淡水资源的生态综合效益。可见滩区生态的改善是一项巨大挑战，滩区生态补水也一直是相关领域研究的重点，特别是对于出流量恒定均匀控制更是难以实现。为了利用有限的水资源实现最大化的生态效益，解决现今黄河三角洲等沿海地段面临的盐碱化问题，消除目前生态补水技术中存在的冲刷，出流量不稳定等问题。本专利技术提出一种滩区恒流补水系统及方法，实现滩区生态补水过程的科学高效。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的滩区恒流补水系统及方法解决了现有的生态补水技术中存在冲刷、出流量不稳定的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种滩区恒流补水系统，包括蓄水池、恒流放水子系统和均匀出流子系统；所述蓄水池、恒流放水子系统和均匀出流子系统依次连接；所述蓄水池的一侧设置有出水口，所述出水口与恒流放水子系统连通；所述恒流放水子系统包括水流过道、升降围堰装置和浮球；所述水流过道的一端与蓄水池的出水口连通，其另一端与均匀出流子系统连接；所述升降围堰装置设置于水流过道上，将蓄水池和均匀出流子系统分隔；所述浮球与升降围堰装置连接。进一步地，所述升降围堰装置包括稳波器、传动机构和围堰；所述稳波器通过传动机构与围堰连接；所述围堰设置于水流过道上，将蓄水池和均匀出流子系统分隔；所述稳波器中放置有浮球，且所述稳波器设置于围堰靠近蓄水池侧的水流过道中。进一步地，所述稳波器包括从上至下一体连接的空心圆柱体和空心圆台；所述空心圆台的底面封闭，且其表面均匀设置有若干孔隙。进一步地，所述围堰包括卡槽、矩形薄壁堰和若干滚珠；所述卡槽设置于水流过道下方，所述矩形薄壁堰的一端可升降地活动设置于卡槽内，其另一端设置于水流过道中；所述矩形薄壁堰的宽度大于水流过道的宽度，且无缝接触；若干所述滚珠均匀设置于卡槽内表面；所述卡槽顶端与进行薄壁堰接触处通过可滑动橡胶片活动密封连接；所述矩形薄壁堰的高度与蓄水池的围堰高度相同，所述矩形薄壁堰的高度小于卡槽的高度。进一步地，所述传动机构包括准备滑动导轨、两个滑槽、水平杆、动滑轮组连接杆、动滑轮组和薄壁堰连接杆；所述准备滑动导轨的一端与稳波器中的浮球连接，其另一端与水平杆的一端连接，所述水平杆设置在两个滑槽上，所述水平杆的另一端与动滑轮组连接杆的一端连接，所述动滑轮组连接杆的另一端与动滑轮组中的主动轮连接，动滑轮组中的从动轮与所述薄壁堰连接杆的一端连接，所述薄壁堰连接杆的另一端与矩形薄壁堰的顶端两侧连接；所述准备滑动导轨与水平杆的连接点、水平杆与动滑轮组连接杆的连接点均为钢节点。进一步地，所述浮球为空心铁球；所述浮球的参数为：浮球的重量为矩形薄壁堰重量的1.2-1.5倍，浮球的浮力为浮球本身重量与1.2-1.5倍矩形薄壁堰重量之和。进一步地，所述均匀出流子系统包括溢流池和弧形过水挡板；所述溢流池的剖面为半圆形，所述溢流池的一端顶部与所述水流过道的另一端顶端平齐且无缝衔接，所述溢流池的另一端与待补水滩区一端平滑衔接；所述弧形过水挡板的一端固定设置于溢流池内，其另一端悬空在溢流池中，且所述弧形过水挡板的开口端朝向矩形薄壁堰侧；所述弧形过水挡板上均匀设置有若干过水孔洞。一种滩区恒流补水方法，包括以下步骤：S1、根据待补水滩区的实际情况，确定均匀出流子系统的放流水深，进而确定恒流放水子系统的补水参数；S2、根据恒流放水子系统的补水参数设定恒流放水时的堰上水头值；S3、根据浮球当前监测的水位的高度，调节传动机构的初始状态，进而带动矩形薄壁堰移动，使初始堰上水头为设定值；S4、在初始堰上水头达到设定值后，通过升降围堰装置将蓄水池中的水输入均匀出流子系统中并通过传动机构带动矩形薄壁堰上下移动，使当前堰上水头保持在设定值，进而实现恒流放水；S5、通过弧形过水挡板将流入均匀出流子系统中的水均匀输入待补水滩区，实现滩区的恒流均匀补水。进一步地，所述步骤S1中均匀出流子系统的放流水深h出流的计算公式为：h出流＝K*t+h蒸发式中，K为渗透系数；t为均匀出流子系统中的水到达海洋的时间，L为均匀出流子系统至海洋的距离，v为流速；h蒸发为蒸发量；所述均匀出流子系统的补水参数包括单宽出流流量q出流和恒流放水子系统的出流量Q；所述单宽出流量q出流为：q出流＝m0(2g)1/2H3/2式中，m0为包含行近流速水头影响在内的流量系数；g为重力加速度；H为恒流放水时的堰上水头值，且H＝0.1～0.6；所述恒流放水子系统的出流量Q为：Q＝m0b(2g)1/2H3/2式中，b为矩形薄壁堰堰宽，且b＝0.2～2.0。进一步地，所述步骤S4中，通过传动机构带动矩形薄壁堰上下移动的方法具体为：当蓄水池中水位上升，使当前堰上水头大于堰上水头设定值时，浮球在其自身浮力作用下推动准备滑动导轨上升，进而间接推动水平杆上升，水平杆在上升过程中牵引动滑轮组连接杆向上移动，带动动滑轮组上升，并牵引薄壁堰连接杆向上移动后使矩形薄壁堰上升，进而实时调节堰上水头始终保持在设定值；当蓄水池中水位下降，使当前堰上水头小于堰上水头设定值时，浮球在其自身重力作用下拉动准备滑动导轨下降，进而间接拉动水平杆下降，水平杆在下降过程中牵引动滑轮组连接杆向下移动，带动动滑轮组下降，并牵引薄壁堰连接杆向下移动后使矩形薄壁堰下降，进而实时调节堰上水头始终保持在设定值。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种滩区恒流补水系统及方法，能够实现根据蓄水池水位变化自动调节堰板高度，维持堰上水头恒定，从而保持出流量的恒定。同时，匹配均匀出流子系统，能够保持水位以设置的溢流深度均匀漫滩。从而有效的节省人力物力，提高滩区补水效率和效益，同时避免直接放水漫滩带来的滩区冲刷侵蚀和滩地补水覆盖面积小的问题。系统操作简单，自动化程度高。...

【技术保护点】
1.一种滩区恒流补水系统，其特征在于，包括蓄水池(1)、恒流放水子系统(2)和均匀出流子系统(3)；/n所述蓄水池(1)、恒流放水子系统(2)和均匀出流子系统(3)依次连接；/n所述蓄水池(1)的一侧设置有出水口，所述出水口与恒流放水子系统(2)连通；/n所述恒流放水子系统(2)包括水流过道(25)、升降围堰装置和浮球(24)；/n所述水流过道(25)的一端与蓄水池(1)的出水口连通，其另一端与均匀出流子系统(3)连接；/n所述升降围堰装置设置于水流过道(25)上，将蓄水池(1)和均匀出流子系统(3)分隔；/n所述浮球(24)与升降围堰装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种滩区恒流补水系统，其特征在于，包括蓄水池(1)、恒流放水子系统(2)和均匀出流子系统(3)；
所述蓄水池(1)、恒流放水子系统(2)和均匀出流子系统(3)依次连接；
所述蓄水池(1)的一侧设置有出水口，所述出水口与恒流放水子系统(2)连通；
所述恒流放水子系统(2)包括水流过道(25)、升降围堰装置和浮球(24)；
所述水流过道(25)的一端与蓄水池(1)的出水口连通，其另一端与均匀出流子系统(3)连接；
所述升降围堰装置设置于水流过道(25)上，将蓄水池(1)和均匀出流子系统(3)分隔；
所述浮球(24)与升降围堰装置连接。


2.根据权利要求2所述的滩区恒流补水系统，其特征在于，所述升降围堰装置包括稳波器(21)、传动机构和围堰；
所述稳波器(21)通过传动机构与围堰连接；
所述围堰设置于水流过道(25)上，将蓄水池(1)和均匀出流子系统(3)分隔；
所述稳波器(21)中放置有浮球(24)，且所述稳波器(21)设置于围堰靠近蓄水池(1)侧的水流过道(25)中。


3.根据权利要求2所述的滩区恒流补水系统，其特征在于，所述稳波器(21)包括从上至下一体连接的空心圆柱体和空心圆台；
所述空心圆台的底面封闭，且其表面均匀设置有若干孔隙。


4.根据权利要求3所述的滩区恒流补水系统，其特征在于，所述围堰包括卡槽(23)、矩形薄壁堰(22)和若干滚珠(213)；
所述卡槽(23)设置于水流过道(25)下方，所述矩形薄壁堰(22)的一端可升降地活动设置于卡槽(23)内，其另一端设置于水流过道(25)中；
所述矩形薄壁堰(22)的宽度大于水流过道(25)的宽度，且无缝接触；
若干所述滚珠(213)均匀设置于卡槽(23)内表面；
所述卡槽(23)顶端与进行薄壁堰接触处通过可滑动橡胶片活动密封连接；
所述矩形薄壁堰(22)的高度与蓄水池(1)的围堰高度相同，所述矩形薄壁堰(22)的高度小于卡槽(23)的高度。


5.根据权利要求4所述的滩区恒流补水系统，其特征在于，所述传动机构包括准备滑动导轨(26)、两个滑槽(27)、水平杆(28)、动滑轮组连接杆(29)、动滑轮组和薄壁堰连接杆(212)；
所述准备滑动导轨(26)的一端与稳波器(21)中的浮球(24)连接，其另一端与水平杆(28)的一端连接，所述水平杆(28)设置在两个滑槽(27)上，所述水平杆(28)的另一端与动滑轮组连接杆(29)的一端连接，所述动滑轮组连接杆(29)的另一端与动滑轮组中的主动轮(210)连接，所述动滑轮组中的从动轮(211)与所述薄壁堰连接杆(212)的一端连接，所述薄壁堰连接杆(212)的另一端与矩形薄壁堰(22)的顶端两侧连接；
所述准备滑动导轨(26)与水平杆(28)的连接点、水平杆(28)与动滑轮组连接杆(29)的连接点均为钢节点。


6.根据权利要求4所述的滩区恒流补水系统，其特征在于，所述浮球(24)为空心铁球；
所述浮球(24)的参数为：
浮球(24)的重量为矩形薄壁堰(22)重量的1....

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，尹迎身，陈悦丽，刘鹏，张晓芬，龚家国，杨苗，赵翠平，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11