用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统技术方案

本发明专利技术属于水利工程技术领域，具体为用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，中游取水区包括挡墙、实体溢流坝段、集水廊道空腔溢流坝段和底格栏栅取水坝段，底格栏栅取水坝段设置在实体溢流坝段、集水廊道空腔溢流坝段之间；所述的中游取水区高出上游防渗铺盖区及下游护坦区的部分分成迎水面、夹层部、护坡；底格栏栅取水坝段的夹层部为栏栅和空腔，形成底格栏栅集水廊道，集水廊道空腔溢流坝段的夹层部为盖板和空腔，形成空腔溢流坝段集水廊道；底格栏栅集水廊道与空腔溢流坝段集水廊道连通，呈从高到低的纵坡结构，并导入设置在挡墙处的引水管；既能保证冬季取水，又能节约投资，具有防冻防堵的优势。防堵的优势。防堵的优势。

【技术实现步骤摘要】
用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统


[0001]本专利技术属于水利工程
，涉及水利工程中引水取水技术。

技术介绍

[0002]西南山区高寒地带溪沟海拔高、河床窄、水深浅、河床纵坡大、推移质较多、流量不稳定、冬季容易结冰，从目前已修建的工程来看，其取水方式主要有两种，底格栏栅取水和渗渠取水。其中底格栏栅取水缺点：
①
在高寒山区，冬季河流在枯水期流量小，底格栏栅坝格栅易被冰冻而无法取水；
②
栏栅易被推移质或悬移质堵塞。渗渠取水的缺点：
①
枯水期的出水量约为丰水期出水量的50%
‑
60%甚至更少，取水量极为不稳定；
②
渗渠取水适用于河流或溪流清澈，含泥量不大的河流，而对于高寒山区的山区河流随季节性变化较大，洪水季节的河流水质含泥量较大，山区溪沟上的渗渠由于埋设浅，防冲能力较弱，常需增设防冲块石，淤塞可能性增大，甚至无法取到所需的水；
③
渗渠的取水量随使用年限的增加而减少，为了保证渗渠能够取到设计用水量，必须定期和不定期的对渗渠进行清洗、更换反滤料，渗渠的后期运行费用较高。高寒山溪河流小流量取水枢纽冬季取水成了当地急需解决的技术难题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术问题，本专利技术研发了用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，既能保证冬季取水，又能节约投资，具有防冻防堵的优势。
[0004]本专利技术采用的技术方案是，用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，包括沿水流方向设置的上游防渗铺盖区、中游取水区、下游护坦区，所述的中游取水区包括挡墙、实体溢流坝段、集水廊道空腔溢流坝段和底格栏栅取水坝段，所述的底格栏栅取水坝段设置在实体溢流坝段、集水廊道空腔溢流坝段之间；所述的中游取水区高出上游防渗铺盖区及下游护坦区的部分为上窄下宽的直角梯形结构，沿水流方向，所述的直角梯形的矩形部分分成迎水面和夹层部，三角形部分为护坡；所述的底格栏栅取水坝段的夹层部为栏栅和空腔，形成底格栏栅集水廊道，所述的集水廊道空腔溢流坝段的夹层部为盖板和空腔，形成空腔溢流坝段集水廊道；所述的底格栏栅集水廊道与空腔溢流坝段集水廊道连通形成集水廊道，集水廊道的底部是由高到低的集水廊道底部纵坡，导入设置在挡墙处的引水管；所述的底格栏栅取水坝段和集水廊道空腔溢流坝段的迎水面埋设有集水渗流管，所述的集水渗流管布设范围为，最低一层集水渗流管管底高程高于检修期泥沙淤积高程，最高一层集水渗流管管顶高程低于冰盖层以下。
[0005]所述的集水渗流管呈梅花形布设，集水渗流管内设置流速计，集水廊道空腔溢流坝段和底格栏栅取水坝段的迎水面一侧设置有滤网，滤网的两侧均连接履带，履带由设置在集水廊道空腔溢流坝段和底格栏栅取水坝段的迎水面上的两组张紧齿轮驱动。
[0006]所述的集水渗流管的管出口内径为管进口内径的1.2
‑
1.5倍。
[0007]所述的栏栅形状为梯形栅，栅条宽度范围为1.2
‑
2.5cm,栅条高度为栅条宽度的3
‑
4倍。
[0008]所述的栏栅的栅隙为1
‑
2cm。
[0009]所述的栏栅安装位置设置有L型槽。
[0010]所述的引水管的另一端设置有沉砂池，所述的沉砂池引出两个分支管道分别为放空管和输水管。
[0011]所述的沉砂池前设置有闸阀井，所述的闸阀井井内设置有手动球阀或水力遥控浮球阀。
[0012]所述的沉砂池底部斜向设置有螺旋排沙管，其与沉砂池侧边夹角为30
‑
60
°
；所述的螺旋排沙管横截面为开口型，前沿低后沿高，两个沿边分别与沉砂池底面平齐并将沉砂池分成两部分。
[0013]所述的沉砂池水位以上设置溢流管。
[0014]为增强本专利技术对更低环境温度的适应性，其结构中还包括防冻系统，防冻系统包括对集水廊道内腔进行辐热的主动增温装置以及与栏栅连动的栏栅旋转控制装置。
[0015]主动增温装置包括设置在集水廊道空腔溢流坝段顶部的工作台、嵌设在工作台内部的电源、设置在工作台顶部的电加热装置以及连接集水廊道和电加热装置的换热管道，电源由供电电网、设置在集水廊道外部的太阳能发电板和设置在集水廊道底部纵坡上的水轮发电机协同供电，电加热装置为电热丝，换热管道的气流途经电加热装置，换热管道内还设置风机，换热管道的两端口均与集水廊道的内腔相连通，换热管道的进气口与盖板下表面平齐，换热管道的排气口延伸进集水廊道的内腔；所述栏栅旋转控制装置包括设置在栏栅两端的转轴、设置在转轴端部的从动齿轮、与从动齿轮啮合的齿条、用于限定齿条运动轨迹的轨道以及用于驱动齿条运动的驱动齿轮以及与驱动齿轮轴接的驱动电机，驱动电机与所述电源电连接。
[0016]挡墙上设置有光照反射装置，光照反射装置包括支撑架和设置在支撑架上角度调节器以及固定在角度调节器上的反光镜，角度调节器包括设置在支撑架上的3根电动推杆，电动推杆两端分别通过球头铰接的方式连接支撑架和反光镜的背面。
[0017]下面结合附图对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的平面布置图；图2为本专利技术上游立视图；图3是图2中A
‑
A剖面图；图4是图2中B
‑
B剖面图；图5是图2中C
‑
C剖面图；图6是图1中沉砂池12和螺旋排沙管16的结构示意图；图7是图6中M
‑
M剖面图；图8是本专利技术主动增温装置沿垂直于水流方向的剖面结构图；图9是本专利技术栏栅旋转控制装置的侧视图；
图10是本专利技术光照反射装置的立体结构图；图11是本专利技术滤网工作状态示意图；图12是本专利技术滤网清理杂物状态示意图。
具体实施方式
[0019]如图1
‑
图5所示，用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，包括沿水流方向设置的上游防渗铺盖区1、中游取水区、下游护坦区3，所述的中游取水区包括挡墙7、实体溢流坝段4、集水廊道空腔溢流坝段5和底格栏栅取水坝段6，所述的底格栏栅取水坝段6设置在实体溢流坝段4、集水廊道空腔溢流坝段5之间，挡墙7与河岸之间为砂卵砾石回填19；所述的中游取水区高出上游防渗铺盖区1及下游护坦区3的部分为上窄下宽的直角梯形结构，沿水流方向，所述的直角梯形的矩形部分分成迎水面和夹层部，三角形部分为护坡；所述的底格栏栅取水坝段6的夹层部为栏栅18和空腔，形成底格栏栅集水廊道8，所述的集水廊道空腔溢流坝段5的夹层部为盖板和空腔，形成空腔溢流坝段集水廊道9；所述的底格栏栅集水廊道8与空腔溢流坝段集水廊道9连通形成集水廊道，集水廊道是由高到低的集水廊道底部纵坡2，导入设置在挡墙7处的引水管10；所述的底格栏栅取水坝段6和集水廊道空腔溢流坝段5的迎水面埋设有集水渗流管11，所述的集水渗流管11布设范围为，最低一层集水渗流管11管底高程高于检修期泥沙淤积高程，最高一层集水渗流管11管顶高程低于冰盖层以下，集水渗流管11管径及根数依据进水流量通过水力计算确定。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，包括沿水流方向依次设置的上游防渗铺盖区、中游取水区和下游护坦区，中游取水区包括挡墙、实体溢流坝段、集水廊道空腔溢流坝段和底格栏栅取水坝段，底格栏栅取水坝段设置在实体溢流坝段和集水廊道空腔溢流坝段之间；中游取水区高出上游防渗铺盖区及下游护坦区的部分的断面轮廓为上窄下宽的直角梯形结构，所述的直角梯形结构的矩形部分沿水流方向依次为迎水面和夹层部，三角形部分为护坡；底格栏栅取水坝段的夹层部包括栏栅和栏栅下方的空腔，栏栅和空腔形成底格栏栅集水廊道，其特征在于：所述的集水廊道空腔溢流坝段的夹层部包括盖板和盖板下方的空腔，盖板和空腔围合形成空腔溢流坝段集水廊道；所述的底格栏栅集水廊道与空腔溢流坝段集水廊道相互连通形成集水廊道，集水廊道的底部是由高到低的集水廊道底部纵坡，集水廊道底部纵坡较低的一端导入设置有贯穿挡墙的引水管；所述的底格栏栅取水坝段和集水廊道空腔溢流坝段的迎水面埋设有集水渗流管，最低位置集水渗流管管底高程高于检修期泥沙淤积高程，最高位置的集水渗流管管顶高程低于冰盖层以下。2.根据权利要求1所述的用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，其特征在于：其结构中还包括防冻系统，防冻系统包括对集水廊道内腔进行辐热的主动增温装置、与栏栅连动的栏栅旋转控制装置和设置在挡墙上的光照反射装置。3.根据权利要求2所述的用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，其特征在于：所述主动增温装置包括设置在中游取水区顶部的工作台、嵌设在工作台内部的电源、设置在工作台顶部的电加热装置以及连通集水廊道和电加热装置的换热管道；电源由供电电网、设置在集水廊道外部的太阳能发电板和设置在集水廊道底部纵坡上的水轮发电机协同供电，电加热装置为电热丝，换热管道的气流被电加热装置升温，换热管道内还设置风机，换热管道的两端口均与集水廊道的内腔相连通，换热管道的进气口与盖板下表面平齐，换热管道的排气口延伸进集水廊道的内腔。4.根据权利要求3所述的用于多泥沙河流的防冻防堵取水系统，其特征在于：所述栏栅旋转控制装置包括设置在栏栅两端的转轴、设置在转轴上的从动齿轮、与从动齿轮啮合的齿条、用于限定齿条运动轨迹的轨道以及用于驱动齿条运动的驱动齿轮以及与驱动齿轮轴接的驱动电机，驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨星，汪精云，王明锋，苏都都，杨华娟，何潇，
申请(专利权)人：甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：