CN104631391B - 一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，包括人工河道内沿河流方向分别设置的两排河流挡壁，两排所述河流挡壁分别靠近河道两侧处设置，两排河流挡壁内区域为内河道，河流挡壁至河道一侧的区域为外河道；所述河流挡壁靠下部位设置有水流孔，在水流孔内设置用于发电的旋转涡轮，在水流孔处设置闭合阀门；在河流挡壁靠外河道的一面上设置升降插板，在升降插板上设置有用于过滤水中泥土的滤罩，内河道内设置截污层，截污层内具有水流通孔，截污层的上表面设置有积污区。与现有技术相比，本发明利用水库定时开闸放水，在双层设计的人工河道积满水时，内外河道利用水位差，实现水力发电，还可以过滤河流中垃圾和杂物，净化水质，节能环保。

Description

一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道
技术领域
本发明涉及一种节能环保的人工河道，特别是一种水库下游利用水位差发电的人工河道。
背景技术
水库的作用通常是削减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的，水库开闸放水一般是定期的，下流的河道中蓄水量起伏较大，水位变化不定，水的重力势能在无形中被浪费，没有被利用，另一方面，城市化建设日益加快，大片土地被开发，植被覆盖率减小，区域内原有的生态系统遭到破坏，水土流失的现象愈演愈烈，怎么样才能有效解决以上问题。
如专利号为201220680574.4的实用新型是一种小流量的浑水河道改造为生态景观的清水河道的结构，包括设置在浑水河道上的沉淀池，过滤池及清水河道，所述沉淀池和过滤池之间设置拦沙槛，所述过滤池和清水河道之间设置翻板坝，所述过滤池设置将浑水过滤为清水的滤材，所述过滤池底部设置清水集水装置，所述清水集水装置通过输水管与清水河道连通。所述翻板坝中有排水口，在过滤池中来不及过滤的浑水，通过排水口流入排污沟。所述排污沟的浑水再通过人行道下的滤料渗透过滤为清水流回清水河。本实用新型将小流量的浑水河道，包括溪，沟等，经过过滤变为清水，并利用过滤的清水修建清水河道，作为城市的生态景观，有效的提高了城市的美观，为人们提供了良好的生活环境；该专利存在以下缺陷：①对原河流的环境改变和扰动较大，破坏了原生态环境；②工程量较大；③生态系统单调；④与河流两岸景观的协调度较差。
又如专利号为201110225417.4的发明公开了一种旁侧人工河道多功能净化系统，属于水污染控制与生态修复技术领域。在河流旁开挖人工河道并将其建设成为一套多功能净化系统，将陆域携带污染负荷量高的农田排水和暴雨前期径流来水引入系统净化处理，形成河流与旁侧河道“清污分流”目的，净化后出水补给入主河道，不会影响河流水量。本发明可将河流沿程大范围的、分散的、低污染的面源污染物进行有效的收集并加以净化，最大限度的降低进入河流的污染负荷，具有较强的操作性和环境适应性，运行维护简单而且不对土著生态系统构成威胁，在河流的面源污染治理与生态修复中具有广泛的应用前景，其方法减少了河流的正常流量，破坏生态平衡，而且过滤下来的污染物并不能得到集中处理，存在隐患。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种可以利用水位差发电、防止水土流失、便于灌溉附近植物以及净化水质的智能人工河道。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，包括人工河道内沿河流方向分别设置的两排河流挡壁，两排所述河流挡壁分别靠近河道两侧处设置，两排河流挡壁内区域为内河道，河流挡壁至河道一侧的区域为外河道；所述河流挡壁靠下部位设置有水流孔，在水流孔内设置用于发电的旋转涡轮，在水流孔处设置闭合阀门；在河流挡壁靠外河道的一面上设置升降插板，在升降插板上设置有用于过滤水中泥土的滤罩；所述内河道内设置截污层，所述截污层覆盖旋转涡轮上方位置设置，截污层固定连接河流挡壁，截污层内具有水流通孔，所述截污层的上表面设置有凹陷的积污区。
作为更进一步的优选方案，升降插板上设置多排泥土滤罩，所述泥土滤罩为相对升降插板倾斜的斜板结构，形成的槽体端面封闭，斜板结构在水平面上的覆盖面大于外河道宽度的1/2。
作为更进一步的优选方案，所述河流挡壁下部位设置的水流孔直径小于河流挡壁高度的1/5。
作为更进一步的优选方案，所述河流挡壁沿河流方向上设置若干水流孔，相邻两个水流孔之间间距大于1米。
作为更进一步的优选方案，所述内河道的容积大于外河道的容积。
作为更进一步的优选方案，所述所述内河道的最大蓄水水位高度与外河道的最大蓄水水位高度相同。
作为更进一步的优选方案，所述外河道内底部位置连通有灌溉水管。
作为更进一步的优选方案，所述外河道内的水面上设置生态浮岛。
作为更进一步的优选方案，所述积污区位于截污层与河流挡壁的连接边缘，所述积污区内具有提取垃圾的存储篮，存储篮上方连接有提升支架。
与现有技术相比，本发明的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，通过内外双层式样的河道结构，实现水位差，利用水位差发电，实现节能环保，利用升降式的滤罩可以收集水中泥土颗粒，防止水土流失，内河道内的水可以通过水管实现附近植物的水分补给，具体具有以下有益效果：
1.河流挡壁区分了内河道和外河道，在上游水库开闸放水时，首先让内河道蓄水，达到最高水位后利用水位差，将内河道内水放入外河道，产生发电效果，这种水流左右流动发电的方式避免了以往河流中阻力发电带来的生态破坏，不会减小水流流速，也不会造成上游河流水的积存，实现水流量平稳释放。
2.升降插板上的滤罩可以在外河道内冲入河水时，大量的进行过滤和沉淀，将河流中的泥土颗粒、石子或其他杂物全部收集，一并处理，一方面减小了河流中的水土流失，另一方面，也可以清理河流中的垃圾，更加环保。
3.灌溉水管的加入可以适时开关，将外河道内的水引向附近的植被或种植区里，可以在旱季保存更多的水来使用，无需依靠水库放水使用，而且灌溉水管处于土下，避免在土壤表面施水，减少水分的流失，水分保存时间更长。
4.截污层可以过滤河流，避免较大的垃圾或障碍物进入外河道，可以初步过滤河流，利用凹陷设计的积污区存储垃圾，待后期一并处理，保证河流水质的卫生，加强了对水源的管控，避免污染物长期置于水中而分解腐化，保证下游用水卫生。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是截污层的俯视图；
图3是积污区的结构示意图；
其中，1-河流挡壁，
2-内河道，
3-外河道，
4-旋转涡轮，
5-闭合阀门，
6-升降插板，
7-滤罩，
8-灌溉水管，
9-生态浮岛，
10-截污层，
11-积污区。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。
如图所示，一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，包括人工河道内沿河流方向分别设置的两排河流挡壁1，两排所述河流挡壁1分别靠近河道两侧处设置，两排河流挡壁1内区域为内河道2，河流挡壁1至河道一侧的区域为外河道3，即中间为内河道2，两侧分别为外河道3，而上游水库的水只能流入内河道2；
河流挡壁1靠下部位设置有水流孔，在水流孔内设置用于发电的旋转涡轮4，在水流孔处设置闭合阀门5；在河流挡壁1靠外河道3的一面上设置升降插板6，在升降插板6上设置有用于过滤水中泥土的滤罩7，在上游水库放水后，大量水流涌入内河道2，待内河道2蓄水达到最高水位后，开启闭合阀门5，由于内外水位差的关系，水流通过水流孔又涌入两侧的外河道3，而位于水流孔处的旋转涡轮4，在大量水流的冲击下旋转，实现水力供电，待内河道2和外河道3内外水位平衡时，就关闭闭合阀门5，上游水库停止放水后，内河道2内的水逐渐流量变小，水位低于外河道3内水位，此时再次开启闭合阀门5，外河道3内的水由于水位差，又再次涌入内河道2，旋转涡轮4再次实现转动发电，形成二次发电；
内河道2内设置截污层10，所述截污层10覆盖旋转涡轮4上方位置设置，截污层10固定连接河流挡壁1，截污层10内具有水流通孔，所述截污层10的上表面设置有凹陷的积污区11，积污区11在河流方向上每隔一段距离就设置一个，一般选择5-10米。
升降插板6上设置多排泥土滤罩7，所述泥土滤罩7为相对升降插板6倾斜的斜板结构，形成的槽体端面封闭，斜板结构在水平面上的覆盖面大于外河道3宽度的1/2，由于滤罩7的结构，水流在冲入外河道3时，会形成上下的回旋，会有更多的水经过滤罩7，滤罩7较大的覆盖面，也有利于河流水的自然沉淀，清理河流水的杂物以及泥土，减小水土流失。
所述河流挡壁1下部位设置的水流孔直径小于河流挡壁1高度的1/5，所述河流挡壁1沿河流方向上设置若干水流孔，相邻两个水流孔之间间距大于1米，所述内河道2的容积大于外河道3的容积，所述内河道2的最大蓄水水位高度与外河道3的最大蓄水水位高度相同，这一些设计可以保障水在内河道2和外河道3中来回释放时的稳定性和可行性，提高水流发电的效率。
所述外河道3内底部位置连通有灌溉水管8，灌溉水管8位于地下，释放出的水是从地下传至地表。
所述外河道3内的水面上设置生态浮岛9，生态浮岛9一方面提高植被覆盖，另一方面可以净化河流水，并且覆盖外河道3的水面，在干旱期外河道3蓄水时，减小水分流失。
所述积污区位于截污层与河流挡壁的连接边缘，积污区相对截污层逐渐向其边缘凹陷设计，所述积污区内具有提取垃圾的存储篮，存储篮上方连接有提升支架。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：包括人工河道内沿河流方向分别设置的两排河流挡壁（1），两排所述河流挡壁（1）分别靠近河道两侧处设置，两排河流挡壁（1）内区域为内河道（2），河流挡壁（1）至河道一侧的区域为外河道（3）；所述河流挡壁（1）靠下部位设置有水流孔，在水流孔内设置用于发电的旋转涡轮（4），在水流孔处设置闭合阀门（5）；在河流挡壁（1）靠外河道（3）的一面上设置升降插板（6），在升降插板（6）上设置有用于过滤水中泥土的滤罩（7）；所述内河道（2）内设置截污层（10），所述截污层（10）覆盖旋转涡轮（4）上方位置设置，截污层（10）固定连接河流挡壁（1），截污层（10）内具有水流通孔，所述截污层（10）的上表面设置有凹陷的积污区（11）。
2.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：升降插板（6）上设置多排泥土滤罩（7），所述泥土滤罩（7）为相对升降插板（6）倾斜的斜板结构，形成的槽体端面封闭，斜板结构在水平面上的覆盖面大于外河道（3）宽度的1/2。
3.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述河流挡壁（1）下部位设置的水流孔直径小于河流挡壁（1）高度的1/5。
4.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述河流挡壁（1）沿河流方向上设置若干水流孔，相邻两个水流孔之间间距大于1米。
5.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述内河道（2）的容积大于外河道（3）的容积。
6.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述内河道（2）的最大蓄水水位高度与外河道（3）的最大蓄水水位高度相同。
7.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述外河道（3）内底部位置连通有灌溉水管（8）。
8.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述外河道（3）内的水面上设置生态浮岛（9）。
9.根据权利要求1所述的一种水库下游具有过滤发电功能的生态人工河道，其特征在于：所述积污区（11）位于截污层（10）与河流挡壁（1）的连接边缘，所述积污区（11）内具有提取垃圾的存储篮，存储篮上方连接有提升支架。
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