CN107905177B - 一种水库低温水治理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水库低温水治理装置，包括与水库电站取水口上游大地固接、垂直于水流方向的横向索缆；所述横向索缆与多根顶部固定纵索顶端连接；所述顶部固定索缆底端与挡水部件顶端固定连接；所述挡水部件底端位于水底上方。本发明受力较小，且能有效改善大型水库下泄低温水问题。

Description

一种水库低温水治理装置
技术领域
本发明涉及水利水电工程领域，特别是一种水库低温水治理装置。
背景技术
大型水库具有水温分层现象，电厂取水口高程较低时，会在春季、夏季下泄低温水，在下游引起一系列严重的生态问题。针对这一现象，现有的工程措施之一是在取水口前方修建挡水装置，挡住水库下层低温水，仅让水库表层高温水进入电站取水口。挡水装置修建后，其靠电站取水口一侧水温较高，而靠库区一侧水温较低。根据水的温度-密度函数，水温越高，水密度越低。即挡水装置靠库区一侧水体的重量重于靠电站取水口一侧的水体，由此会使挡水装置承受由流体异重引起的巨大静水压力。按照已有方案，为抵抗该静水压力，挡水装置不得不使用高强度材料，增加受力结构，甚至使用复杂的受力方案，使得工程造价高昂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种结构简单、造价低，且能有效降低幕墙整体受力的的水库低温水治理装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水库低温水治理装置，包括与水库电站取水口上游大地固接、垂直于水流方向的横向索缆；所述横向索缆与多根顶部固定纵索顶端连接；所述顶部固定纵索底端与挡水部件顶端固定连接；所述挡水部件（要求该部件的材质不透水，或低透水，且能承受住水的压力）底端位于水底上方。
所述挡水部件底端与多根底部固定纵索固定连接；所述多根底部固定纵索与水库电站取水口上游大地固接。使得水治理装置结构更加稳固。
所述挡水部件两侧边均与重力锚链连接。重力锚链将挡水部件固定在岸坡边上。重力锚链本身是柔性的，可以自动适应不规则的岸坡。
所述挡水部件顶端位于水下5m~20m。水库有水温分层现象，表层水温高，底层水温低。为了挡住底层低温水，只允许水流从表层过去。5m~20m就是表层水的过流高度。
所述挡水部件底端过水高度与所述挡水部件高度之比为1：500~1：15。该比例决定了挡水部件底端的过水高度，值越大，过水高度越大，漏过去的水越多。设置为1：500~1：15可以保证良好的工程效果。
所述挡水部件距离所述水库电站取水口上游100m~2000m。保证工程效果的同时，防止挡水幕墙失事危及大坝安全。
所述横向索缆、两根重力锚链、底部固定纵索底端连线构成的形状与所述水库电站取水口上游幕墙布置断面的地形匹配。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明结构简单，能在保证工程效果的前提下，尽可能将幕墙整体受力降低2~3倍，且无需使用高强度材料，减少了工程造价。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
本装置底部设置一定的过水高度，允许少量密度较大的低温水从底部进入靠取水口一侧，平衡由于挡水装置两侧水体重量不同带来的静水压力，达到降低挡水装置受力的目的。低温水密度较大，从挡水装置底部进入靠取水口一侧后，会集中在电站取水口高层以下区域，仅有微量低温水进入电站取水口，对挡水建筑物的水温改善效果影响较小。
由于受力降低，可在很大程度上简化受力结构。本装置由上部横向索缆、上部固定纵索、挡水部件、侧边重力锚链和底部固定纵索部件组成。本装置设置于水库电站取水口上游100m~2000m，顶部横向索缆2与大地1的连接方式为锚接，方向垂直于水流方向。顶部固定纵索3与上部横向索缆索缆2的连接方式为绑扎。顶部固定纵索3与挡水部件4的连接方式为绑扎或者缝制。挡水部件4上端位于水下5m~20m。挡水部件4两侧设置重力锚链5，连接方式为缝制。挡水部件4底端距水底有一定的开口距离，底部过水高度与挡水部件高度之比为1：500~1:15。挡水部件4底端与底部固定纵索6连接，连接方式为缝制。底部固定纵索6与大地1连接，连接方式为重力锚或地锚。
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。
某大型水库正常蓄水位水深240m，具有多年调节性能。该水库引水发电系统进水口底板位于正常蓄水位以下67m。水库蓄水后，库区呈现出明显的温度分层现象，春夏季节电厂下泄水温显著低于建库前天然情况下水温。为提升该水库下泄水温，需在电站取水口上游200m处修建挡水装置，挡住下层低温水。
选取8月为受力计算的典型月，该水库在8月月均下泄水温为20.9℃，电站发电流量870m3/s。挡水装置上部过水高度20m，挡水部件高140m。根据数值模拟计算，若挡水装置采用传统的底部封闭结构形式，则该挡水装置挡水部件承受的压强最高可达2291pa，总受力3126t。
上部过水高度、发电流量等条件不变，将设计方案修改为本装置，底部过水高度与挡水部件高度之比为1:278，即底部过水高度为0.5m。计算得该挡水装置承受的最高压强仅为376pa，总受力为1303t。与传统的底部封闭结构形式相比，压强降低了83.6%，总受力降低了58.3%。本装置的下泄水温为23.0℃，水温改善效果仅降低了1.1℃，依然满足大坝下游生态系统对水温的需求。
综上，与传统的底部封闭结构形式的挡水装置相比，本装置受力更低，且水温仍可满足满足大坝下游生态系统对水温的需求。

Claims (6)

1.一种水库低温水治理装置，其特征在于，包括与水库电站取水口上游大地（1）固接、垂直于水流方向的横向索缆（2）；所述横向索缆（2）与多根顶部固定纵索（3）顶端连接；所述顶部固定纵索（3）底端与挡水部件（4）顶端固定连接；所述挡水部件（4）底端位于水底上方；所述挡水部件（4）底端过水高度与所述挡水部件（4）高度之比为1：500~1：15。
2.根据权利要求1所述的水库低温水治理装置，其特征在于，所述挡水部件（4）底端与多根底部固定纵索（6）固定连接；所述多根底部固定纵索（6）与水库电站取水口上游大地（1）固接。
3.根据权利要求2所述的水库低温水治理装置，其特征在于，所述挡水部件（4）两侧边均与重力锚链（5）连接。
4.根据权利要求1所述的水库低温水治理装置，其特征在于，所述挡水部件（4）顶端位于水下5m~20m。
5.根据权利要求1所述的水库低温水治理装置，其特征在于，所述挡水部件（4）距离所述水库电站取水口上游100m~2000m。
6.根据权利要求3所述的水库低温水治理装置，其特征在于，所述横向索缆（2）、两根重力锚链（5）、底部固定纵索（6）底端连线构成的形状与所述水库电站取水口上游幕墙布置断面的地形匹配。
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