CN103774716B - 一种基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，包括操作检修层、蓄水层和引水层：操作检修层包括电动葫芦、蓄水层检修进口、检修闸门槽、工作闸门槽；蓄水层包括水泵、水泵进水管、蓄水池供水管、橡胶袋供排水管道、供排水总管道、橡胶袋总供水管道、橡胶袋总排水管道、T型管、阀门、蓄水池排水管、抽气装置、鼓风机曝气装置；引水层包括拦污栅、引水口、引水流道、橡胶袋、泄水底孔孔口、泄水底孔、安全门、引水通仓、检修闸门、工作闸门、通气孔、输水道、抽气管道、曝气管道、曝气器、含气率探头；本发明既能对不同水层实现柔性、精确、安全、大范围取水，也能校准调控取水水质以满足下游用水对水质的要求，操作检修方便，适用范围广。

Description

一种基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置及方法

技术领域

本发明涉及一种基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置及方法，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

深水水库一般水体水力停留时间较长，在热辐射的作用下容易形成水温垂向分层，包括上层温度较高的温水层、下层温度较低的深水等温层、两者间的过渡温跃层。水库深层长期处于低温环境，会使得含氧量不足、浮游生物减少、水质下降。由于水电站引水发电进水口高程常设在水库死水位以下，采用单一深层取水模式会导致夏季下泄水温较天然水温低十余度以上，称为下泄低温水效应。下泄低温水会对下游水生态环境及居民用水产生较大影响，例如：水温过低对于喜温水性鱼类是不利的，影响其生长、发育产卵甚至导致物种消失；低温水会对农作物造成一定的影响，使农作物新陈代谢慢，光合作用弱，吸肥能力差，还会使得土壤中有机质分解缓慢，不能及时提供农作物发育所需的养分。另一方面，取水水源的水质状况也是当前十分关注的焦点，尤其是水体中溶解氧浓度过高或过低，会对下游水生物存活或灌溉作物造成严重影响，例如，常见的鱼类气泡病就是由于来水含气率过高所导致。

针对上述问题，一些工程技术方法提出了通过分层取水以满足下游需水水温与水质要求的措施，主要借助闸门等硬性隔水器械的启闭以实现对不同水温层的引水或隔水；实际中，为了降低取水塔和闸门的造价，一般将闸门分为隔水门和工作闸门，用工作闸门控制取水流量，用隔水门进行分层取水。这类硬隔水技术存着明显不足：（1）需要数量较多的闸门和闸门启闭设备，取水建筑物的闸门设计、施工以及闸门操作十分复杂，故障率较高；（2）取水塔内净空尺寸较大，闸门部分往往占据了取水建筑物的大部分，成为整个取水装置运行和结构设计中的负担，造价较高；（3）基本只考虑了下游用水对水温需求，不能为下游需水提供水质质量保障，一方面对水源含气率过高或过低的情况无法借助取水装置进行调节，另一方面也可能在取水过程中由于装置设计不合理导致水质恶化。

因此，目前亟需一种多功能取水装置，既能对精确、安全、高效、大范围地引调不同水温的水体，满足下游用水对水温的需求，还能有效调控引调水水体的水质，满足下游用水对水质的要求，同时该装置还应该满足控制方式简单、适用性广、维修简单等实际需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种既能对水库中不同水层实现柔性、精确、安全、大范围取水，也能校准调控取水的水质以满足下游用水对水质的要求的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置及方法。

技术方案：本发明所述的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，整体架构沿垂向依次包括操作检修层、蓄水层和引水层,其中：

所述操作检修层用于各种设备的操作和检修，安置于水面高程以上；所述操作检修层中包括设置于顶板上的一号电动葫芦、二号电动葫芦和三号电动葫芦，一号电动葫芦、二号电动葫芦和三号电动葫芦的位置分别与设置在底板上的蓄水层检修进口、检修闸门槽、工作闸门槽中心线相对；所述检修闸门槽和工作闸门槽均贯穿蓄水层和引水层；一号电动葫芦通过蓄水层检修进口控制起吊蓄水层内的水泵，二号电动葫芦通过检修闸门槽控制起吊检修闸门以及检修时的各种设备；三号电动葫芦通过工作闸门槽控制起吊工作闸门；

所述蓄水层中，在所述检修闸门槽前设置隔水墙，所述隔水墙与蓄水层的边墙围成封闭的蓄水箱，用于储水维持引水层中的橡胶袋的水压；多根橡胶袋供排水管道位于蓄水层一端的蓄水箱内，通过供排水总管道分别与橡胶袋总供水管道、橡胶袋总排水管道相连；所述橡胶袋总排水管道、蓄水池供水管通过T型管与水泵进水管相连；所述水泵进水管与水泵相连；蓄水池排水管布置在蓄水层底板上且贯穿边墙；所述蓄水池供水管、水泵进水管、橡胶袋总排水管道、橡胶袋供排水管道、橡胶袋总供水管道、蓄水池排水管中分别设置一号电动球阀、二号电动球阀、三号电动球阀、四号电动球阀、五号电动球阀和六号电动球阀；在所述检修闸门槽和工作闸门槽之间还设置有抽气装置和鼓风机曝气装置；

所述引水层的中部为封闭的引水通仓；所述引水层一侧的侧墙上垂向布置有若干个引水口，若干个引水口分别通过引水流道与所述引水通仓相连；引水流道底板上设置有橡胶袋，采用胶囊充水双锚固装置固定；蓄水层中的多根橡胶袋供排水管道向下设置在边墙内部，沿所述边墙垂直向下分别达到各个引水流道底板，再沿水平底板内部平行布置且通过两个水帽与橡胶袋相连；所述引水层的最底层设置有泄水底孔；所述泄水底孔中设置安全门，通过所述安全门与所述引水通仓相连，当取水装置内外压力过大时，打开安全门以平衡取水装置内外的水压；所述引水通仓与另一侧底部的输水道相连；所述输水道进水口处设置检修闸门，在所述检修闸门后部设置工作闸门，且在所述工作闸门后侧设置用于防止负压破坏的通气孔，所述通气孔垂直通达蓄水层；所述抽气装置的抽气管道设置在所述引水通仓的顶部；所述鼓风机曝气装置与曝气管道相连；所述曝气管道设置在所述引水通仓靠近输水道一侧的边墙内；所述曝气管道垂向每隔一定距离水平延伸一段支管与引水通仓相连，在支管出口处设置有曝气器；所述引水通仓的底板中心线上设置有含气率探头，沿水流方向直线布置，用于实时探测水体中的含气率。

进一步地，所述引水流道的上盖板下侧中后端设置用于支撑保护橡胶袋的梯形挡墙，且所述梯形挡墙前缘及下缘为光滑曲面，用于防止橡胶袋磨损。

进一步地，所述引水口和所述泄水底孔的孔口处均设置拦污栅。

优选地，所述引水流道底板在橡胶袋的后侧设有斜坡，以保障引水流道截面积的前后一贯性，减轻因橡胶袋放空后还会占据一定空间而导致的引水障碍。

优选地，所述引水流道的两侧边墙均设置有内陷的橡胶袋槽，以加强橡胶袋膨胀时与边墙的贴合度，确保柔性隔水的实施效果。

利用上述取水装置进行多功能分层取水的方法，包括如下工作过程：

(1)蓄水箱充水工作状态：三号电动球阀、四号电动球阀、五号电动球阀和六号电动球阀为关闭状态，而一号电动球阀、二号电动球阀为开启状态，开启水泵将水库水体经蓄水池供水管、T型管、水泵进水管引入蓄水箱；当蓄水箱充满后，关闭水泵和一号电动球阀；

(2)蓄水箱放水工作状态：为便于蓄水层检修或橡胶袋排水，蓄水池排水管的六号电动球阀为开启状态、一号电动球阀、二号电动球阀、三号电动球阀、四号电动球阀、五号电动球阀为关闭状态，关闭水泵，蓄水箱的水经蓄水池排水管排入水库中；

(3)引水流道柔性隔水工作状态：当蓄水箱蓄满水时，一号电动球阀、二号电动球阀、三号电动球阀和六号电动球阀均处于关闭状态，打开各个橡胶袋对应的四号电动球阀和橡胶袋总供水管道的五号电动球阀，蓄水箱中的水经橡胶袋总供水管道、供排水总管道和橡胶袋供排水管道进入相应的橡胶袋中，待橡胶袋充满水并保持一定的水压后，引水流道会被膨胀橡胶袋阻断，从而阻止水库中该水层水体进入取水装置；该工作状态中不同高度的橡胶袋可单独工作；

(4)引水流道柔性放水工作状态：在橡胶袋放水之前，必先确保蓄水箱有足够的容量，如果容量不足，则需要排放蓄水池中的水；蓄水池供水管的一号电动球阀、橡胶袋总供水管道的五号电动球阀和蓄水池排水管的六号电动球阀处于关闭状态；打开橡胶袋总排水管道的三号电动球阀、水泵进水管的二号电动球阀以及需要放空的橡胶袋对应的四号电动球阀，打开水泵将橡胶袋中的水经橡胶袋供排水管道、供排水总管道、胶袋总排水管道、T型管和水泵进水管引入蓄水箱中；橡胶袋放空后，相应的引水流道打开，水库中的水经对应引水流道流入引水通仓，通过输水道流入下游河道或者电站机组，其余的橡胶袋保持充水状态，即其所对应的引水流道保持柔性关闭状态；

(5)水体含气率调控工作状态：当水源的水体含气率较高时，即含气率探头监测数据超标时，则充满所有的橡胶袋关闭引水流道，通过输水道使引水通仓的水位下降到一定高度后关闭工作闸门,此时封堵引水通仓顶部的检修闸门槽并启动抽气装置，使水体上方保持负压以加速水体溶解气体上浮释放，当底板的含气率探头检测到含气率符合要求时，先打开取水高层的橡胶袋，后打开工作闸门实施水体下泄；相反，若水源的水体含气率较低时，则打开鼓风机曝气装置，气体通过曝气管道、曝气器进入引水通仓的水体中，可通过调整曝气量的大小使含气率在规定时间内符合要求，同时曝气时取水高层对应的橡胶袋和工作闸门可根据曝气效果的好坏处于开启或关闭状态。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

（1）基于柔性隔水原理设计的取水模式为在小空间内实现单层或多层引水提供了可能性；该模式启闭方便，提高了取水操作的灵活性；在柔性隔水模式下分层取水层数还可不断扩充，或在水平方向上扩容，显著提升了取水温度广度和精度；

（2）克服了传统硬性隔水取水建筑物的固有不足，无需数量较多、体积较大的闸门和启闭设备，使得取水建筑物的尺寸空间显著减少，具有施工上、操作上、维修上和成本上的明显优势；

（3）本发明可根据实际需求，既可以单独操作对单一水层内特定温度水体进行取水，也可以混合操作不同水层的引水口，使得获取不同温度的混合水体成为可能，操作十分灵活；

（4）本发明为下游用户的不同水质需水提供了水质调控等多种实用功能，通过曝排气部件设计准确调控水质含气率，使得取水水体的自净能力得到保证，也避免了水源或取水过程中可能引起的鱼类气泡病等问题。

（5）基于压力平衡等原理科学设计了安全闸门启闭、充排水过程、取水操作流程，显著增加了该取水建筑物的安全性。

附图说明

图1为基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置纵向剖面示意图。

图2为图1中的AA剖面示意图。

图3为图1中的BB剖面示意图。

图4为图1中的进水口示意图。

图5为图1中的引水流道示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本发明基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，如图1所示，修建在某水库水流较为平缓的水域，整体架构沿垂向依次包括操作检修层29、蓄水层30和引水层31,其中：

所述操作检修层29用于各种设备的操作和检修，安置于水面高程1m以上；所述操作检修层29中包括设置于顶板上的一号电动葫芦1、二号电动葫芦2和三号电动葫芦3，一号电动葫芦1、二号电动葫芦2和三号电动葫芦3的位置分别与设置在底板上的蓄水层检修进口4、检修闸门槽5、工作闸门槽6中心线相对；所述检修闸门槽5和工作闸门槽6均贯穿蓄水层30和引水层31；一号电动葫芦1通过蓄水层检修进口4控制起吊蓄水层30内的水泵7，二号电动葫芦2通过检修闸门槽5控制起吊检修闸门25以及检修时的各种设备；三号电动葫芦3通过工作闸门槽6控制起吊工作闸门26；操作检修层29的高度根据一号电动葫芦1、二号电动葫芦2和三号电动葫芦3以及起吊设备的最长件来最终确定。

所述蓄水层30中，在所述检修闸门槽5前设置隔水墙12，所述隔水墙12与蓄水层的边墙35围成封闭的蓄水箱34（15m×11m×4m），用于储水维持引水层31中的橡胶袋15的水压；多根橡胶袋供排水管道9位于蓄水层一端的蓄水箱34内，通过供排水总管道40分别与橡胶袋总供水管道10、橡胶袋总排水管道8相连；所述橡胶袋总排水管道8、蓄水池供水管14通过T型管32与水泵进水管33相连；所述水泵进水管33与型号为200QJ80-99/9的水泵7相连；蓄水池排水管11布置在蓄水层底板上且贯穿边墙35；所述蓄水池供水管14、水泵进水管33、橡胶袋总排水管道8、橡胶袋供排水管道9、橡胶袋总供水管道10、蓄水池排水管11中分别设置Q941F型一号电动球阀Z1、二号电动球阀Z2、三号电动球阀Z3、四号电动球阀Z4、五号电动球阀Z5和六号电动球阀Z6；在所述检修闸门槽5和工作闸门槽6之间还设置有抽气装置41、鼓风机曝气装置42；

上述蓄水池供水管14的一端设置在蓄水箱34内，另一端设置取水装置外水中，可为蓄水箱34供水；橡胶袋供排水管道9用以供应、排出橡胶袋中的水；水泵7、水泵进水管33既可以通过蓄水池供水管14抽取水库中的水，也可通过橡胶袋供排水管道9排除橡胶袋中的水；橡胶袋总供水管道10是橡胶袋的供水总管，蓄水箱34中的水通过此管将水送至各个橡胶袋供排水管道9；橡胶袋总排水管道8是橡胶袋15的排水总管，各个橡胶袋15中的水通过相应的橡胶袋供排水管道9从水泵7排到蓄水箱中；蓄水池排水管11用于排出蓄水箱34中的水；各个橡胶袋供排水管道9、供排水总管道40、橡胶袋总供水管道10、橡胶袋总排水管道8、蓄水池供水管14、T型管32、水泵进水管33、蓄水池排水管11直径皆为10cm。

所述引水层31的中部为封闭的引水通仓21；所述引水层31一侧的侧墙上垂向布置有若干个引水口36，若干个引水口36分别通过引水流道20与所述引水通仓21相连；引水流道底板39上设置有型号为JBD3.0-200-2的橡胶袋15，采用胶囊充水双锚固装置16固定；引水流道上盖板38下侧中后端设置用于支撑保护橡胶袋的梯形挡墙18，且所述梯形挡墙18前缘及下缘为光滑曲面，防止橡胶袋15磨损；所述引水流道底板39在橡胶袋15的后侧设有斜坡19，以保障引水流道20截面积的前后一贯性，减轻因橡胶袋15放空后还会占据一定空间而导致的引水障碍；所述引水流道20的两侧边墙均设置有内陷的橡胶袋槽28，以加强橡胶袋膨胀时与边墙的贴合度，确保柔性隔水的实施效果；蓄水层30中的多根橡胶袋供排水管道9向下设置在边墙35内部，沿所述边墙35垂直向下分别达到各个引水流道底板39，再沿水平底板内部平行布置且通过两个水帽17与橡胶袋15相连；所述引水层31的最底层设置有泄水底孔23；所述引水口36和所述泄水底孔23的孔口37处均设置拦污栅13（5.4m×3.4m×10mm）；所述泄水底孔23中设置安全门24，通过所述安全门24与所述引水通仓21相连，当取水装置内外压力过大时，打开安全门23以平衡取水装置内外的水压；所述引水通仓21与另一侧底部的输水道27相连；所述输水道27进水口处设置检修闸门25（4m×3.4m×30mm），在所述检修闸门25后部设置工作闸门26（4m×3.4m×30mm），且在所述工作闸门26后侧设置用于防止负压破坏的通气孔22，所述通气孔22垂直通达蓄水层30；所述抽气装置41的抽气管道45设置在所述引水通仓21的顶部；所述鼓风机曝气装置42与曝气管道43相连；所述曝气管道43设置在所述引水通仓21靠近输水道一侧的边墙内；所述曝气管道43垂向每隔一定距离水平延伸一段支管与引水通仓21相连，在支管出口处设置有曝气器44；所述引水通仓21的底板中心线上设置有含气率探头46，沿水流方向直线布置，用于实时探测水体中的含气率。

利用上述取水装置进行多功能分层取水的方法，包括如下工作过程：

(1)蓄水箱充水工作状态：三号电动球阀Z3、四号电动球阀Z4、五号电动球阀Z5和六号电动球阀Z6为关闭状态，而一号电动球阀Z1、二号电动球阀Z2为开启状态，开启水泵7将水库水体经蓄水池供水管14、T型管32、水泵进水管33引入蓄水箱34；当蓄水箱充满后，关闭水泵7和一号电动球阀Z1；

(2)蓄水箱放水工作状态：为便于蓄水层30检修或橡胶袋15排水，蓄水池排水管11的六号电动球阀Z6为开启状态、一号电动球阀Z1、二号电动球阀Z2、三号电动球阀Z3、四号电动球阀Z4、五号电动球阀Z5为关闭状态，关闭水泵7，蓄水箱34的水经蓄水池排水管11排入水库中；

(3)引水流道柔性隔水工作状态：当蓄水箱34蓄满水时，一号电动球阀Z1、二号电动球阀Z2、三号电动球阀Z3和六号电动球阀Z6均处于关闭状态，打开各个橡胶袋15对应的四号电动球阀Z4和橡胶袋总供水管道10的五号电动球阀Z5，蓄水箱中的水经橡胶袋总供水管道10、供排水总管道40和橡胶袋供排水管道9进入相应的橡胶袋15中，待橡胶袋15充满水并保持一定的水压后，引水流道20会被膨胀橡胶袋15阻断，从而阻止水库中该水层水体进入取水装置；该工作状态中不同高度的橡胶袋15可单独工作；

(4)引水流道柔性放水工作状态：在橡胶袋放水之前，必先确保蓄水箱34有足够的容量，如果容量不足，则需要排放蓄水池中的水；蓄水池供水管14的一号电动球阀Z1、橡胶袋总供水管道10的五号电动球阀Z5和蓄水池排水管11的六号电动球阀Z6处于关闭状态；打开橡胶袋总排水管道8的三号电动球阀Z3、水泵进水管33的二号电动球阀Z2以及需要放空的橡胶袋15对应的四号电动球阀Z4，打开水泵7将橡胶袋中的水经橡胶袋供排水管道9、供排水总管道40、胶袋总排水管道8、T型管32和水泵进水管33引入蓄水箱34中；橡胶袋放空后，相应的引水流道打开，水库中的水经对应引水流道20流入引水通仓21，通过输水道27流入下游河道或者电站机组，其余的橡胶袋15保持充水状态，即其所对应的引水流道保持柔性关闭状态；

(5)水体含气率调控工作状态：当水源的水体含气率较高时，即含气率探头46监测数据超标时，则充满所有的橡胶袋15关闭引水流道20，通过输水道27使引水通仓21的水位下降到一定高度后关闭工作闸门26,此时封堵引水通仓21顶部的检修闸门槽5并启动抽气装置41，使水体上方保持负压以加速水体溶解气体上浮释放，当底板的含气率探头46检测到含气率符合要求时，先打开取水高层的橡胶袋15，后打开工作闸门26实施水体下泄；相反，若水源的水体含气率较低时，则打开鼓风机曝气装置42，气体通过曝气管道43、曝气器44进入引水通仓21的水体中，可通过调整曝气量的大小使含气率在规定时间内符合要求，同时曝气时取水高层对应的橡胶袋15和工作闸门26可根据曝气效果的好坏处于开启或关闭状态。

简述而言，当本装置在正常工作时，根据取水量以及取水的水温要求，放掉对应高层的橡胶袋中的水，即其所对应的引水流道打开，水库中的水经过对应的引水流道流入引水通仓，通过输水道流入下游河道或者电站机组，其余的橡胶袋保持充水状态，即其所对应的引水流道关闭；在具体实施中，根据水温的分层规律和用水需求，引水流道选择适当的高度、长度和橡胶袋的型号，通过充放不同进水流道中橡胶袋的水，以此获取符合要求不同高度的水体，以满足水库下游生态环境和农业灌溉的需求；当水源水质含气率超标或者不达标时，再启动抽气或者曝气功能使得满足下游需水的要求；另一方面，当水质中COD和BOD指标过高时候，可以选择曝气功能适当增加水体中含气率，使得出水的自净能力提高，增加有机物降解能力。

注：引水流道上盖板、引水流道底板根据相对于各自引水流道的位置，引水流道底板是相邻下侧引水流道上盖板；引水流道上盖板是相邻上侧引水流道的底板；最高层引水流道上盖板为蓄水层底板；泄水底孔的引水流道底板为取水装置底板。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，其特征在于：整体架构沿垂向依次包括操作检修层(29)、蓄水层(30)和引水层(31)，其中：

所述操作检修层(29)用于各种设备的操作和检修，安置于水面高程以上；所述操作检修层(29)中包括设置于顶板上的一号电动葫芦(1)、二号电动葫芦(2)和三号电动葫芦(3)，一号电动葫芦(1)、二号电动葫芦(2)和三号电动葫芦(3)的位置分别与设置在底板上的蓄水层检修进口(4)、检修闸门槽(5)、工作闸门槽(6)中心线相对；所述检修闸门槽(5)和工作闸门槽(6)均贯穿蓄水层(30)和引水层(31)；一号电动葫芦(1)通过蓄水层检修进口(4)控制起吊蓄水层(30)内的水泵(7)，二号电动葫芦(2)通过检修闸门槽(5)控制起吊检修闸门(25)以及检修时的各种设备；三号电动葫芦(3)通过工作闸门槽(6)控制起吊工作闸门(26)；

所述蓄水层(30)中，在所述检修闸门槽(5)前设置隔水墙(12)，所述隔水墙(12)与蓄水层的边墙(35)围成封闭的蓄水箱(34)，用于储水维持引水层(31)中的橡胶袋(15)的水压；多根橡胶袋供排水管道(9)位于蓄水层一端的蓄水箱(34)内，通过供排水总管道(40)分别与橡胶袋总供水管道(10)、橡胶袋总排水管道(8)相连；所述橡胶袋总排水管道(8)、蓄水池供水管(14)通过T型管(32)与水泵进水管(33)相连；所述水泵进水管(33)与水泵(7)相连；蓄水池排水管(11)布置在蓄水层底板上且贯穿边墙(35)；所述蓄水池供水管(14)、水泵进水管(33)、橡胶袋总排水管道(8)、橡胶袋供排水管道(9)、橡胶袋总供水管道(10)、蓄水池排水管(11)中分别设置一号电动球阀(Z1)、二号电动球阀(Z2)、三号电动球阀(Z3)、四号电动球阀(Z4)、五号电动球阀(Z5)和六号电动球阀(Z6)；在所述检修闸门槽(5)和工作闸门槽(6)之间还设置有抽气装置(41)、鼓风机曝气装置(42)；

所述引水层(31)的中部为封闭的引水通仓(21)；所述引水层(31)一侧的侧墙上垂向布置有若干个引水口(36)，若干个引水口(36)分别通过引水流道(20)与所述引水通仓(21)相连；引水流道底板(39)上设置有橡胶袋(15)，采用胶囊充水双锚固装置(16)固定；蓄水层(30)中的多根橡胶袋供排水管道(9)向下设置在边墙(35)内部，沿所述边墙(35)垂直向下分别达到各个引水流道底板(39)，再沿水平底板内部平行布置且通过两个水帽(17)与橡胶袋(15)相连；所述引水层(31)的最底层设置有泄水底孔(23)；所述泄水底孔(23)中设置安全门(24)，通过所述安全门(24)与所述引水通仓(21)相连，当取水装置内外压力过大时，打开安全门(24)以平衡取水装置内外的水压；所述引水通仓(21)与另一侧底部的输水道(27)相连；所述输水道(27)进水口处设置检修闸门(25)，在所述检修闸门(25)后部设置工作闸门(26)，且在所述工作闸门(26)后侧设置用于防止负压破坏的通气孔(22)，所述通气孔(22)垂直通达蓄水层(30)；所述抽气装置(41)的抽气管道(45)设置在所述引水通仓(21)的顶部；所述鼓风机曝气装置(42)与曝气管道(43)相连；所述曝气管道(43)设置在所述引水通仓(21)靠近输水道一侧的边墙内；所述曝气管道(43)垂向每隔一定距离水平延伸一段支管与引水通仓(21)相连，在支管出口处设置有曝气器(44)；所述引水通仓(21)的底板中心线上设置有含气率探头(46)，沿水流方向直线布置，用于实时探测水体中的含气率。

2.根据权利要求1所述的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，其特征在于：所述引水流道(20)的上盖板(38)下侧中后端设置用于支撑保护橡胶袋的梯形挡墙(18)，且所述梯形挡墙(18)前缘及下缘为光滑曲面，用于防止橡胶袋(15)磨损。

3.根据权利要求1所述的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，其特征在于：所述引水口(36)和所述泄水底孔(23)的孔口(37)处均设置拦污栅(13)。

4.根据权利要求1所述的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，其特征在于：所述引水流道底板(39)在橡胶袋(15)的后侧设有斜坡(19)。

5.根据权利要求1所述的基于柔性隔水原理的多功能分层取水装置，其特征在于：所述引水流道(20)的两侧边墙均设置有内陷的橡胶袋槽(28)。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述取水装置进行多功能分层取水的方法，其特征在于包括如下工作过程：

(1)蓄水箱充水工作状态：三号电动球阀(Z3)、四号电动球阀(Z4)、五号电动球阀(Z5)和六号电动球阀(Z6)为关闭状态，而一号电动球阀(Z1)、二号电动球阀(Z2)为开启状态，开启水泵(7)将水库水体经蓄水池供水管(14)、T型管(32)、水泵进水管(33)引入蓄水箱(34)；当蓄水箱充满后，关闭水泵(7)和一号电动球阀(Z1)；

(2)蓄水箱放水工作状态：蓄水池排水管(11)的六号电动球阀(Z6)为开启状态、一号电动球阀(Z1)、二号电动球阀(Z2)、三号电动球阀(Z3)、四号电动球阀(Z4)、五号电动球阀(Z5)为关闭状态，关闭水泵(7)，蓄水箱(34)的水经蓄水池排水管(11)排入水库中；

(3)引水流道柔性隔水工作状态：当蓄水箱(34)蓄满水时，一号电动球阀(Z1)、二号电动球阀(Z2)、三号电动球阀(Z3)和六号电动球阀(Z6)均处于关闭状态，打开各个橡胶袋(15)对应的四号电动球阀(Z4)和橡胶袋总供水管道(10)的五号电动球阀(Z5)，蓄水箱中的水经橡胶袋总供水管道(10)、供排水总管道(40)和橡胶袋供排水管道(9)进入相应的橡胶袋(15)中，待橡胶袋(15)充满水并保持一定的水压后，引水流道(20)会被膨胀橡胶袋(15)阻断，从而阻止水库中该水层水体进入取水装置；该工作状态中不同高度的橡胶袋(15)可单独工作；

(4)引水流道柔性放水工作状态：在橡胶袋放水之前，必先确保蓄水箱(34)有足够的容量，如果容量不足，则需要排放蓄水池中的水；蓄水池供水管(14)的一号电动球阀(Z1)、橡胶袋总供水管道(10)的五号电动球阀(Z5)和蓄水池排水管(11)的六号电动球阀(Z6)处于关闭状态；打开橡胶袋总排水管道(8)的三号电动球阀(Z3)、水泵进水管(33)的二号电动球阀(Z2)以及需要放空的橡胶袋(15)对应的四号电动球阀(Z4)，打开水泵(7)将橡胶袋中的水经橡胶袋供排水管道(9)、供排水总管道(40)、胶袋总排水管道(8)、T型管(32)和水泵进水管(33)引入蓄水箱(34)中；橡胶袋放空后，相应的引水流道打开，水库中的水经对应引水流道(20)流入引水通仓(21)，通过输水道(27)流入下游河道或者电站机组，其余的橡胶袋(15)保持充水状态，即其所对应的引水流道保持柔性关闭状态；

(5)水体含气率调控工作状态：当水源的水体含气率较高时，即含气率探头(46)监测数据超标时，则充满所有的橡胶袋(15)关闭引水流道(20)，通过输水道(27)使引水通仓(21)的水位下降到一定高度后关闭工作闸门(26),此时封堵引水通仓(21)顶部的检修闸门槽(5)并启动抽气装置(41)，使水体上方保持负压以加速水体溶解气体上浮释放，当底板的含气率探头(46)检测到含气率符合要求时，先打开取水高层的橡胶袋(15)，后打开工作闸门(26)实施水体下泄；相反，若水源的水体含气率较低时，则打开鼓风机曝气装置(42)，气体通过曝气管道(43)、曝气器(44)进入引水通仓(21)的水体中，可通过调整曝气量的大小使含气率在规定时间内符合要求，同时曝气时取水高层对应的橡胶袋(15)和工作闸门(26)可根据曝气效果的好坏处于开启或关闭状态。