CN107663848A - 适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，包括钢筋混凝土结构的筒形闸墩，所述筒形闸墩下部位于上游侧开设有进水口，筒形闸墩位于下游侧开设有出水口，所述出水口的下边缘≥所述进水口的上边缘；筒形闸墩内壁上位于进水口上边缘处水平设置有环台，所述环台上台面与进水口上边缘齐平，位于环台上水平设置有滤透式活塞闸板单元，位于所述滤透式活塞闸板单元下方的筒形闸墩内充填有砾石过滤体。本发明利用水坝上游来水压力改变水流方向的孔流原理，上游来水经过自下而上布置在筒形闸墩内腔的砾石过滤体、滤体网箱和滤透体过滤后流入下游，通过螺杆启闭机控制不锈钢圆闸板的开启高度实现流量可控。

Description

适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构

技术领域

本发明涉及水工建筑物，尤其是涉及适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构。

背景技术

水利水电工程中的生态河道治理工程、排沙引水道式发电工程的进水口，尤其是宽浅多沙河道布置相对独立生态水域工程，河道边滩需要一定面积的静水区间，以保障水生植物、动物及水景观功能，同时，在河流丰水、枯水正常运行中又能使该区域不发生淤积。

目前，国内外河流生态治理，对流经城区的宽浅滩区，模拟自然汊流河道的形态，分水形成一定的景观水面，以提高河流的生态性和自然特性。上述景观水面多在含沙量较小的清水河流上实施，对于多沙的山丘河流，营造河流水面水景，则很难简单实现，往往需用较大的沉沙池处理泥沙后，引清水另僻水景地。沉沙池需要占地且对沉积泥沙还要不断进行清理，增加了运行管理费用，对自然河流的输沙平衡也有负面作用。也有在河道内设置无控制透水坝（堵坝），利用自然过滤，形成清水水面的措施，景观区水面与自然河流来水过程一致，大水时水位高，枯水时水位低，大水时水面蒸发耗散较多，处于无控制状态，这对多沙山丘地区宝贵的水资源是一种浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，达到解决多泥沙河道水流含沙量可滤、分水量可控、滤过效果长期稳定目的，以满足缺水地区城市河道生态治理的需要。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，包括钢筋混凝土结构的筒形闸墩，所述筒形闸墩下部位于上游侧开设有进水口，筒形闸墩位于下游侧开设有出水口，所述出水口的下边缘≥所述进水口的上边缘；筒形闸墩内壁上位于进水口上边缘处水平设置有环台，所述环台上台面与进水口上边缘齐平，位于环台上水平设置有滤透式活塞闸板单元，位于所述滤透式活塞闸板单元下方的筒形闸墩内充填有砾石过滤体。

所述筒形闸墩的内腔为圆柱形结构；所述滤透式活塞闸板单元自下而上由第一不锈钢圆孔板、土工布、第二不锈钢圆孔板、不锈钢圆闸板构成；所述第一不锈钢圆孔板、土工布、第二不锈钢圆孔板通过螺栓相连接构成滤透体；第一不锈钢圆孔板通过下密封环固定在所述环台的上台面，第二不锈钢圆孔板上表面周边固定有上密封环，所述上密封环与所述不锈钢圆闸板下板面周边密封接触，不锈钢圆闸板通过垂直向上设置的螺杆与螺杆启闭机驱动连接。

位于所述砾石过滤体顶部设置有滤体网箱，所述滤体网箱由直径与所述环台内径相适应的圆台不锈钢网箱、设置在所述圆台不锈钢网箱内的无纺土工布袋、充填在所述无纺土工布袋内的中粗砂组成，圆台不锈钢网箱顶部延伸至环台内。

所述筒形闸墩上位于所述出水口下方开设有排淤口，所述排淤口的轴线与出水口的轴线夹角a为20°-60°。

所述筒形闸墩上位于所述进水口处设置有钢格栅。

所述砾石过滤体为透水大砾石堆积体，其粒径在1cm～5cm，填埋相对密度≥75%，分层铺筑。

本发明利用水坝上游来水压力改变水流方向的孔流原理，上游来水经过自下而上布置在筒形闸墩内腔的砾石过滤体、滤体网箱和滤透体过滤后流入下游，通过螺杆启闭机控制不锈钢圆闸板的开启高度实现流量可控。其优点具体表现在以下方面：

1、泥沙过滤、引水流量控制一体化，功能设置集中，工程规模小，效率高，投资少。

2、过滤通道易于冲洗、更新，始终保持良好过滤状态，不会因长期运行而堵塞衰减；滤透式活塞闸板单元的土工布、滤体网箱内的无纺土工布袋更换简便，下层砾石过滤体的砾料可采取压力反向冲洗，解决了自身淤堵问题，清淤费用小，使用寿命长。

3、集中布置在河道局部，占地面积小，运行灵活便于管理，工艺简单，施工方便。

4、渗流水量可控，减少生态区域蓄水面蒸发所造成的耗散浪费，使得多沙山丘地区宝贵的水资源量得以节约。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的I部放大结构示意图。

图3是图1的A-A向剖视结构示意图。

图4是本发明所述滤体网箱的结构示意图。

图5是本发明所述钢格栅的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-5所示，本发明所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，包括钢筋混凝土结构的筒形闸墩1，筒形闸墩1的内腔2为圆柱形结构；筒形闸墩1下部位于上游侧开设有进水口3，筒形闸墩1位于下游侧开设有出水口4，出水口4的下边缘≥进水口3的上边缘，；位于出水口4下方开设有排淤口5，排淤口5的轴线与出水口的轴线夹角a为20°-60°，优选60°，排淤口5用于过滤的泥沙分流排出；筒形闸墩1内壁上位于进水口3上边缘处水平设置有环台6，环台6上台面与进水口3上边缘齐平，位于环台6上水平设置有滤透式活塞闸板单元，位于滤透式活塞闸板单元下方的筒形闸墩1内腔2中充填有砾石过滤体7，砾石过滤体7为透水砾石堆积体，其粒径在1cm～5cm，填埋相对密度≥75%，分层铺筑，靠近进水口3处填铺较大粒径的砾石块。

筒形闸墩1上位于进水口3处设置有钢格栅，如图5所示，钢格栅为钢格栅拦护网罩8结构，设置围封进水口，以保持砾石过滤体7的形状不发生变形，同时拦挡水流中杂物，钢格栅的孔径≤3cm。

如图2所示，滤透式活塞闸板单元自下而上由第一不锈钢圆孔板9、土工布10、第二不锈钢圆孔板11、不锈钢圆闸板12构成；第一不锈钢圆孔板9、土工布10、第二不锈钢圆孔板11通过螺栓13相连接构成滤透体；第一不锈钢圆孔板9下表面周边通过下密封环14固定于环台6的上台面，第二不锈钢圆孔板11上表面周边固定有上密封环15，上密封环15与不锈钢圆闸板12下板面周边密封接触，不锈钢圆闸板12直径小于筒形闸墩1的内腔2直径0.5cm～1cm；不锈钢圆闸板12通过垂直向上设置的螺杆16与螺杆启闭机驱动连接，螺杆启闭机为手动和电动两用启重设备，根据不锈钢圆闸板12的重量配备，螺杆启闭机安装在筒形闸墩1顶部的工作梁17上。

如图4所示，为进一步对河流中的泥沙进行过滤，位于砾石过滤体7顶部设置有滤体网箱，滤体网箱由直径与环台6内径相适应的圆台不锈钢网箱18、设置在圆台不锈钢网箱18内的无纺土工布袋19、充填在无纺土工布袋19内的中粗砂20组成，圆台不锈钢网箱18顶部延伸至环台6内。

本发明工作原理简述如下：

沿平面运行的含泥沙水流21进入筒形闸墩1的内腔2后，在水压力作用下，含泥沙水流21在筒形闸墩1内变为由下向上的孔流；改变流向的水流挟沙力减弱，有利于泥沙在重力作用下沉淀。经砾石过滤体7初次拦阻，稍大颗粒泥沙得以沉淀，再向上经滤体网箱和滤透体二次拦阻，获得小含量泥沙的清水自出水口4进入下游湿地区域。本发明闸门的透水量通过调节不锈钢圆闸板12的开启高度来实现，若遇洪水期不引水时，可将不锈钢圆闸板12落至环台6上关闭闸门。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上游”、“下游”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：包括钢筋混凝土结构的筒形闸墩，所述筒形闸墩下部位于上游侧开设有进水口，筒形闸墩位于下游侧开设有出水口，所述出水口的下边缘≥所述进水口的上边缘；筒形闸墩内壁上位于进水口上边缘处水平设置有环台，所述环台上台面与进水口上边缘齐平，位于环台上水平设置有滤透式活塞闸板单元，位于所述滤透式活塞闸板单元下方的筒形闸墩内充填有砾石过滤体。

2.根据权利要求1所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：所述筒形闸墩的内腔为圆柱形结构；所述滤透式活塞闸板单元自下而上由第一不锈钢圆孔板、土工布、第二不锈钢圆孔板、不锈钢圆闸板构成；所述第一不锈钢圆孔板、土工布、第二不锈钢圆孔板通过螺栓相连接构成滤透体；第一不锈钢圆孔板通过下密封环固定在所述环台的上台面，第二不锈钢圆孔板上表面周边固定有上密封环，所述上密封环与所述不锈钢圆闸板下板面周边密封接触，不锈钢圆闸板通过垂直向上设置的螺杆与螺杆启闭机驱动连接。

3.根据权利要求1或2所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：位于所述砾石过滤体顶部设置有滤体网箱，所述滤体网箱由直径与所述环台内径相适应的圆台不锈钢网箱、设置在所述圆台不锈钢网箱内的无纺土工布袋、充填在所述无纺土工布袋内的中粗砂组成，圆台不锈钢网箱顶部延伸至环台内。

4.根据权利要求1或2所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：所述筒形闸墩上位于所述出水口下方开设有排淤口，所述排淤口的轴线与出水口的轴线夹角a为20°-60°。

5.根据权利要求1或2所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：所述筒形闸墩上位于所述进水口处设置有钢格栅。

6.根据权利要求1所述适于多泥沙河流过滤、分水的水闸结构，其特征在于：所述砾石过滤体为透水大砾石堆积体，其粒径在1cm～5cm，填埋相对密度≥75%，分层铺筑。