CN104389297B - 一种提高大型水库分层低温水的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。本发明在不影响电站运行现状的前提下，可有效提升已建电站下泄水温达3℃-5℃。

Description

一种提高大型水库分层低温水的装置及方法

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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，本发明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。

以下为本发明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，本发明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，本发明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，本发明的有益效果是：本发明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是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是本发明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，结合附图对本发明作进一步阐述。

本方案发明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尽量为缓坡地带且地质条件较好的区域，避开紊流区域。此外，考虑到电站运行过程中，进水口附近水体的扰动影响，需要远离进水口。初拟在坝前1000m地形较为狭窄处设置透水效率为10％的隔水网水体阻隔。隔水网采用上部悬索固定，下部吊装混凝土抛墩方案、两侧采用钢索导轨固定方式，其中悬索布置高程为正常蓄水位以下30m，即445m高程；隔水网下端设置在建基面高程以下10m，即395m高程。

2、隔水网计算

2.1隔水网面积

隔水网上下纲长度应能拦阻拦网断面的最大跨度，由于隔水网在受到来水冲力的作用下在长度和高度方向上必然会呈现抛物线形状，所以拦网的长度和高度要比断面的宽度和高度尺寸大。一般拦网上纲长度为拦网断面的最大跨距的长度再加上最大跨距长度的5％，即L_0上为337m；下纲长度为最大底线长度再加上最大底线长度的5％，即L_0下为219m；网高为实际高度再加上实际高度的5％，即53m。

2.2隔水网网片规格

隔水网网片由网衣、缘网组成，网衣是隔水网的主要部分，起到阻隔来水作用，缘网是为了加强边缘强度而专门用粗线编制的网衣。

2.2.1隔水网网目大小和网线直径

从市场网的编制了解，目前为菱形网和六边形网，菱形网居多。本设计中所采用网孔为菱形网，隔水网示意如图2所示。假设隔水网的透水率与网孔空隙率相等，当隔水网透水率为(Z)10％，即：

S_单网孔(单网孔面积)/S_单网目(单网目面积)＝1/10，其中S_单网目＝S_1/2网线(组成单网目的网线(半径宽)围成的面积)。

S_单网孔＝e²×sinα(2.2-1)

S_单网目＝a²×sinα＝(e+d/sinα)²×sinα(2.2-2)

其中e—半个网目内径；

a—目脚长度(网目中两个相邻结或连接点的中心之间当目脚充分伸直而不伸长时的距离)；

d—网线直径；

α—为网线的垂向夹角；

根据网线受力，在保证网强度前提下，查相关材料性能，初步拟选择直径20mm的聚乙烯编织绳作为网线，其破断强力为4.3ts，重量为20kg/100m。由此推算出网目内径尺寸2e为18.66mm，网目尺寸2a为59.00mm。

隔水网网片在使用过程中需要通过网片缩结实现隔水网的网目在水中张开并获得一定的形状，并使网目在合适顶角角度时使受力最合适。缩结，是把网片拉伸后的闭合长度加以缩短，并均匀的固定在纲索上，使得网目张开成一定形状的工艺过程。网片缩结程度是用缩结系数来表示，在水平方向缩结系数记为u₁，垂直方向缩结系数记为u₂。

u₁＝sin(α/2)(2.2-3)

u₂＝cos(α/2)(2.2-4)

缩结系数的选择应使网片的利用率大、材料省，并使得受力最小为宜，但u₁太大，网线的张力大，易破断，一般选择水平缩结系数u₁应小于0.707。初步拟选本项目水平缩结系数为0.66，则垂直缩结系数为0.75，α为82.6°。

2.2.2网线用量

根据在拉紧状态下的透水率计算隔水网网目数：

N＝S_网片×Z/S_单网孔(2.2-5)

其中S_网片—网片面积

N—网目数；

Z—透水率；

透水率为10％网，过水面积为1643m²，网目数为17078551目。对于单个网目而言，用线量为四根边线和四个网结的用线量，其中每2个网目共用一根边线，每四个网目共用一个网结。由此得公式：

G＝4g_LN(a/2+cd/4)/10⁸(2.2-6)

式中：G—网片用线量(kg)；

a—目脚(网目)长(mm)；

c—网结消耗系数；死结C取14，套穿死结C取16，单线双死结C取24，双线死结C取36，无结网C取8。

d—网线直径(mm)；

g_L—网线单位百米长度重量(g/100m)。

为保证拦网网片的用线量，考虑水流冲击的影响和损耗，设计时应在计算值的基础上加10％。

无结网是一种使用专业机械编结出来的套环衬线网，它在很大程度上克服了有结网的特点，例如降低了网的强力损失和水的阻力以及减少了线的使用量，还避免了网破损之后的网目松散问题。本项目拟选无结网。由此计算得出隔水网网片重量822845kg。

3、隔水网受力分析

隔水网总阻力为网衣、悬索和浮子阻力相加，再加上其它物体阻力等因素10％为拦网的总阻力。

3.1网片阻力

隔水网在水中受到水流的冲击，其所受的作用力，除自重外，最主要的受力为水的阻力。近似把组成网片的网线等同圆柱体，把结节等同球体。

R_网片＝K₀×K₁×S_网线×V²(5-1)

其中R_网片—网片阻力

K₀—圆柱体阻力系数，雷诺数Re在10²～2×10²范围内，K₀＝62；雷诺数Re在2×10²～2×10⁵范围内，K₀＝55；

K₁—差额系数，网线阻力比同样条件下圆柱体阻力增大10％～25％，对于合成纤维，在低速时(雷诺数Re在10²～2×10²范围内)取1.2，在高速时(雷诺数Re在2×10²～2×10⁵范围内)取1.12；

V—网前流速，近似考虑隔水网减小断面后流速。

由于隔水网透水率为10％,则网线面积为14790m²,；断面流速考虑电站最小泄洪流量4870m³/s时网前流速0.45m/s，此时K₀取62，K₁取1.2。则，R_{网 片}为199784kg。

3.2悬索阻力

由于考虑在不同水期需要将幕布吊置不同高程，需要上悬索长度有一定可调范围。直径约96mm的十二股迪尼玛绳索(由超高分子量聚乙烯纤UHMWPE材料)，UHMWPE赋予其优异的使用性能，而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料。它几乎集中了各种塑料的优点，具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲、自润滑、耐腐蚀、吸水冲击能、耐低温、卫生消毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合功能。查阅相关参数资料，此绳索断裂拉力为500t，线密度为4450g/m，目前此类已越来越广泛地得到应用，如江阴大跨初级放线及次级牵引。由于此绳索具有较好柔韧度，收缩性强，便于在行洪期间将网收至底部。考虑在运行检修期间的上部纲索受力情况，将上部悬索采用两根96mm的十二股迪尼玛绳索。经计算上下悬索重量分别为3234kg、1819kg。

在水平上阻力由于水流与绳索的冲角与网衣相同，故应按绳索垂直阻力公式计算，即：

R_纲＝K₂×L×d×V²(3-2)

式中：R_索—悬索阻力(kg)；

K₂—悬索阻力系数；(L/S＝0.95时，K₂为70，L/S＝0.9时K₂为65)

L—悬索投影长度(m)；

d—悬索直径(m)；

V—水流速度(m/s)。

R_上纲＝870kg，R_下纲＝435kg

3.3浮坠子及相关阻力

a)浮坠子计算

隔水网在水中的重量可用下式计算：

G_水＝G₁q₁+G₂q₂(3-3)

式中：G₁—网衣总重量(kg)

G₂—悬索总重量(kg)

q₁—网衣材料沉降率

q₂—悬索材料沉降率

其中聚乙烯的沉降率为－0.0526，锦纶线为0.1228，乙维混合捻线为0.0566，钢丝索为0.866。

经计算第隔水网在水中的重量为-43462kg,即隔水网在水中为上浮力。

隔水网在水流作用下在垂向上为类似抛物线形状，致使上纲向下压T_压，下纲向上提的作用力T_提，根据抛物线的水平张力近似为：

式中：R_网衣—网衣阻力(为网片阻力与悬索阻力之和)

h—水深

f_拱—网片在水中的垂度(拱度)

H—隔水网的网片高度(弦长)

根据上述计算，网片阻力199784kg，上下纲阻力870kg，则隔水网衣的阻力为200654kg。由于水深与网高的比值0.95，则H/h＝1.05。所以T_压＝T_提＝183171kg。

由于隔水网采用聚乙烯材料，隔水网在水中浮力大于重力，向上浮力为43462kg,表现为T_压为139704kg、T_提为226633kg。为能使上、下纲基本保持水平状态，保证隔水网效果，需要对上纲增加上浮力，下纲增加沉降力。为此需要在水面设置浮子，下纲设置坠子，其中浮子选用直径500mm、长800mm的圆柱形泡沫浮子，其支持力为150kg，共需930个，主要布置于河道中间两侧各100m范围内；坠子采用混凝土浇筑成抛墩，抛墩由两部分组成，上半部分呈圆锥体，下半部分圆柱体，考虑到为在水位降低时隔水网也能降低，需要增加坠子的重量，考虑1.1倍系数得坠子沉降力为249100kg。根据悬索长度，每3m设置一个抛墩，隔水网设置70个，每个抛墩1.95m³。同时，为保证网片在坠子作用下均匀受力，需要在竖向设置纵力纲，每3m设置一根，共设置73根，每根长60m，采用直径为12mm的迪尼玛绳(线密度为75g/m)断裂强力为10t，总重量为329kg。

b)浮子阻力

R_浮球＝mK_浮球L_浮d_浮V²(3-5)

其中m—浮球个数

K_浮球—浮球阻力系数，当水流与浮子垂直时为55

R_浮球＝4143kg

坠子基本设置于底部静水区域，其水流阻力可忽略。

3.4隔水网总阻力

隔水网总阻力为网衣、悬索和浮子阻力相加，再加上其它物体阻力等因素10％为拦网的总阻力。由隔水网总阻力R_总为225110kg。

3.5上下纲张力

上下纲承担整个隔水网的阻力，两岸岸墩在同一水平线上，可看作悬点在同一水平线上的抛物线，且上下纲张力相等。

两端悬点上的切线张力(T)。

$T=\sqrt{T_0^2+{\left(\frac{Q}{2}\right)}^2}---(3-6)$

T₀＝QL/8f(3-7)

式中：Q—悬索张力在水流方向的分力，其值为网具阻力的一半(kg)；

T₀—悬索张力在垂直方向上的分力(kg)；

T—悬索左右对称时两悬点上的切线张力。

由于悬索长度为断面长度的1.05倍，L/f＝6.8，f＝47m计算得，上下悬索切线张力为110996kg。由于上、下纲两端均固定在同一位置，但其张力方向不一致，其夹角为θ＝54°，根据

T_合＝〔(T_上+T_下cosθ)²+(T_下sinθ)²〕^0.5＝197796kg，考虑1.5倍安全系数为296694kg，则两岸岸墩必须要有300t的抗拔、抗滑等能力。

3.6网线的强度核算

网线强度核算可采用以下公式进行近似计算：

P_网线＝1.65n×a×u₁[(T₀ ²+(R_总/2)²]^0.5/L_网衣u₂(3-8)

其中：

P_网线—单根网线的断裂强度

L_网衣—网衣长度

n—安全系数，6－12

本项目n取10，L_网衣取上纲索长度337m，经计算得P_网线为311kg，本项目初选直径20mm的聚乙烯编织绳作为网线，其破断强力为4.3ts，满足要求。

4、隔水网运行保障

4.1吊拉方案

根据上述计算，两岸需要设置300t的设施作为隔水网的吊拉支撑。由于隔水网需要根据不同水位进行上下调整以保证隔水网上纲保持在水下30m，此外还需考虑在洪水季节将隔水网缩放至水库底部静水区部分以避免洪水对隔水网的破坏。为此，隔水网的上下纲不能固定，初步选择卷扬机加滑轮组方案。

由于目前卷扬机国内规范最大为50t，根据规范要求两岸拉索平台卷扬机配置为拉力的1.25倍。选用50t卷扬机(速度0.1m/s，电机90KW)，配置9段绳索(共长约300m)、4个动滑轮，4个定滑轮的滑轮组实现300t拉力保证隔水网提升。在动滑轮组底部设置滑轨，长150m由于隔水网在提升及下放过程中会因为水流的作用导致牵引绳索的偏移，为保证其偏移不会影响滑轮的运行，在岸边设置一导向不锈钢圆环，将绳索穿于环中。

4.2隔水网定向设施

由于隔水网在正向水压力作用下在进行提、降过程中容易出现隔水网的前后摆动，容易出现提升绳索摆幅过大，会影响滑轮及卷扬机的运行安全，同时可能会引起坠子的摆动，将会影响隔水网受力，减少其使用寿命。为此需要在水库沿隔水网位设置一条不锈钢牵引缆绳作为导轨，两端采用锚杆固定于基岩，顶端高程为480m，在正常蓄水位以上，底端高程为325m高程，长度为220m。隔水网底部斜纲设置滑动套环，不锈钢缆绳穿过套环。

5隔水网的安装及运行

隔水网工程的安装技术包括隔水网本身的装配工艺和隔水网安装两部分。前者是指拦网网衣间的剪裁和缝合，上、下纲装配(缩结)，盖网和敷网的装配等，后者是指经装配的整个隔水网下水施工时的安装技术。

5.1隔水网装配工艺

5.1.1网片的剪裁和缝合

隔水网由网衣、悬索组成。其中网衣是构成隔水网的主体，由于网具规模大，考虑到加工和运输的便利，常把它分成若干段网衣分别编结后再加以缝合。为了保证隔水网的强度，缝合时规定，凡主网衣的缝合，包括纵向缝合和横向缝合，都采用编缝的方式。编缝用线的规格和网目尺寸，全部与主网衣相同。如果相邻的两块网衣的高度有差异，则必须按一定的缝合比的要求，把两块网衣均匀地进行编缝。

由于隔水网所在水库断面的地形呈不规则状态，为了保证隔水网的隔水效果，就要求隔水网的下纲紧贴在库底和库岸两边斜坡的地面上。因此，在配置网衣时，应按照隔水断面图的形状，位于斜坡成高低不平地段的网衣应该使用剪裁方法剪成与库底的形状相吻合。

5.1.2上、下纲装配

隔水网网衣与上、下纲的装配取缩结系数。为了加强隔水网主网衣的边缘强度，在编网时常取上、下两目缘目。上纲装配时，先取一根直径32mm的迪尼玛线作上缘纲穿过主网衣的全部上缘目内，然后用装配线按缩结系数把网衣缝缩在悬索上，保证两侧装配线强度小于顶部纲索装配强度，使在极端水流情况下，两侧装配线先行断裂，顶部纲索拉紧网片，保证过水断面。下纲装配时，按同样的缩结系数，先将下缘纲穿过主网衣全部下缘网目内，用装配线把网衣缝合在下纲上即成。

5.2隔水网安装

隔水网安装包括拉索平台施工、隔水网吊装、放网和抛墩定位等。

5.2.1安装卷扬机和整修岸坡

当隔水网网衣正在进行加工的阶级，就应按设计要求，同步浇制卷扬机基座和滑轮轨道。卷扬机底座的重量决定于整个隔水网工程在水中的总载荷。与此同时，在隔水网所在位置上应将两岸的坡面和水下边坡按照一定坡度进行修整，以保证在运行期间能将隔水网顺利放至库底。此外，清除坡面上的杂树乱石，整理出一条宽5米左右的较平坦的坡面段，用来保证安装时隔水网能顺利下水。

在进行导轨固定施工时先进行上下端的锚杆施工，再将不锈钢缆绳固定在底部锚杆上。上端需要在隔水网下水斜纲套环装配完后再进行固定。

5.2.2隔水网吊装

由于隔水网重达800多吨，加之抛墩重量达1100吨，且由于跨度达到320m，其吊装难度大。为能顺利吊装，考虑借助拉索平台的卷扬机和滑轮组以及两侧不锈钢缆绳(导轨)进行放网，船只进行辅助实施。

1)在网片安装位置上端480m高程设置一跨越河道的缆绳并设置滑轮。右岸拉索平台临时设置一台500t吊机能水平拉动滑轮。

2)将缝制好的网片放置左岸拉索平台，将下部固定好的不锈钢缆绳顺次穿过套于斜纲上的不锈钢套环。将上纲起始端连接于左岸卷扬机。

3)将右岸底部固定的不锈钢缆绳采用临时缆绳(加长500m，使之能跨越河道)，并依次穿过隔水网右侧不锈钢套环后吊于顶部滑轮。将右端的上纲绳索顺势延长350m，连接右岸卷扬机。

4)根据水网安装进度，将底部坠块和上部浮子分部安装。依次从左至右辅以网船将将抛墩安装于竖纲上，注意在中间部位加密安装。

5)安装到位后拉紧不锈钢缆绳并进行固定，并慢慢采用卷扬机将隔水网放于固定高程。

5.3隔水网附属设施

1)由于本隔水网网目尺寸仅为59mm，虽在水面下30m不存在河道垃圾等的堵塞，但网线会给微生物及水库部分浮游生物等提供繁衍生长的环境，长久运行会使孔径缩小，甚至堵塞。届时，隔水网阻力会大大增加，甚至威胁到运行的安全。为能使微生物及水库的生物不在网线上繁殖，在网线制作过程中考虑对隔水网进行特殊处理。将隔水网表面涂覆或浸泡于具有抵抗微生物的聚脲或(聚氨酯脲)液体中，取出后晾干后使液体在纤维网表面固化成一层高强度涂层。该固化后的纤维网涂层具有特点：抗微生物，水中微生物难以在其表面附着；能提高纤维网的抗拉强度；可长期浸泡于水中，较好的耐水性。

2)由于隔水网密度小于水，在行洪前为能确保将隔水网放置底部，在抛墩引坠时要考虑一半抛墩引坠点设置于悬索，一半引坠点设置于隔水网下纲，交叉布置。

5.4隔水网运行和检修

隔水网布置在坝前1000m，上端悬索根据液位传感器确定具体高程，通过两岸卷扬机的拉动进行起降，保证隔水网布置在水面以下30m。由于本实施例电站设计最小泄洪流量4870m³/s(其中电站满发流量870³/s、溢洪道最小安全下泄流量4000m³/s的合计出库流量)，当泄洪流量大于4870m³/s时，下泄水主要通过溢洪道泄放，此时下泄水体主要为表层水，低温水影响较小。故在下泄水量大于4870m³/s时需要将隔水网放置水库底层，以避免水量对隔水网的冲击破坏。

由于隔水网材料耐水性强，网线抗剪切强度高，且不会在水中腐烂，运行时间久。如遇特殊情况需要检修，可根据安装流程逆向操作。

6隔水网效果

在保证运行安全的前提下，隔水网方案能有效提高下泄低温水，通过采用MIKE3进行水温模拟得知，隔水网的对取水口下泄水温可增加3～5℃。其效果与透水率相关，随着透水率不断减少，取水口水温逐渐增加，但增加幅度逐渐减小。其中在透水率为20％时可提高温度为3.2℃～4.6℃，在透水率为10％时可提高温度为3.5℃～5.2℃，在透水率为5％时候提高温度为3.8℃～5.3℃。在透水率低于10％后的提温效果不是特别明显，从安全运行角度出发，主要采用透水率为10％隔水网进行低温水的防治。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

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所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述上纲和下纲之间连接有多根纵力纲。

6.根据权利要求1~5之一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。

7.根据权利要求1~5之一所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述隔水网顶部连接有浮子，隔水网底部连接有坠子。

8.根据权利要求1~5之一所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述隔水网的网绳为迪尼玛绳。

9.根据权利要求1~5之一所述的提高大型水库分层低温水的装置，其特征在于，所述隔水网的透水率不大于0.2Lu。

10.一种利用权利要求1-9之一所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，其特征在于，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。