CN108360472A - 水闸“l”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构 - Google Patents

水闸“l”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构 Download PDF

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Abstract

本发明公布了水闸“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构，属于水利闸坝设施导流拦污装置技术领域，“L”型拦污栅墩由两块带有圆形或者椭圆形墩头的长方体栅墩构成，两块栅墩组合成夹角为90°~150°的“L”型拦污栅墩，相邻的所述“L”型拦污栅墩中间形成的栅孔布置拦污栅，相邻所述栅孔中心线连线夹角为90°~150°，利用“L”型拦污栅墩形成一个控导水流的结构体系，避免水闸泄洪时布置在弯道凹岸的拦污栅区域产生集中水流，使水流充分扩散，改善布置在河道弯道凹岸主流区的电站进水口区域的不良流态，解决了因为电站厂房和进水口拦污栅的阻流雍水而影响水闸行洪泄流安全的问题。

Description

水闸“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构
技术领域
本发明属于水利闸坝设施导流拦污装置技术领域，具体涉及水闸“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构。
背景技术
进水口建筑物是水利水电工程的一个组成部分，进水口位置和型式的选择与整个枢纽工程总体布置关系密切，只有与整个枢纽工程总体布置一并考虑，通过方案比选，才能在枢纽工程总体布置最佳的前提下，确定合适的进水口布置方案，对于有防沙、防污、防冰要求的进水口，还需要做好“三防”问题。进水口通过引渠取水，会造成水头损失，并带来工程量的增加，若非枢纽总体布置要求，应当首选直接进水的布置方案。当确实需要采用引渠进水时，一方面应重视渠道及前池布置，完善进水条件，确保引渠的进流能力；另一方面应保障引渠流态平稳，特别是对于运用条件复杂多变，兼具供水、灌溉、防洪、发电等多重效益的综合性闸坝结合水利枢纽工程，应综合考虑电站进水口引渠布置对整个枢纽的影响，不能因为引渠的布置导致不良的流态，进而影响水闸正常泄洪。
目前，从现有的相关规程规范来看，对电站进水口前池、引渠以及拦污栅的研究主要集中在讨论电站进水口结构布置或者拦污栅型式对进水口流态、涡流特征以及过栅时水头损失、流激振动等方面的影响。而对于兼具挡水、泄水、引水等复杂功能的枢纽建筑物，在满足电站进水口进流要求的同时，分析进水口引渠结构和布置方案对枢纽泄流的影响，并通过优化进水口平面布置以及拦污栅结构体型，改善泄水闸泄流流态和泄洪能力。
通常拦污栅设在进水口前，其主要功能为拦截电站（泵站）等进水口垃圾、污物、杂物，避免垃圾进入发电机组，损坏机组和电气设备。电站拦污栅布置一般有2种方式：一种是内置式，拦污栅就布置在电站厂房前部，栅墩属于厂房的一部分，拦污栅一般设一个倾角，后面是机组检修闸门；另一种是外置式，拦污栅布置在电站进水渠口，离开厂房有一定的距离，栅墩是独立于厂房的砼结构，与厂房砼结构没有联系，拦污栅底坎与拦砂坎结合设计，以降低土建投资。这种外置式拦污栅能扩大拦污栅面积，降低过栅流速，降低水头损失，保证电站出力，较好的消除垃圾对发电机组的不利影响。拦污栅在平面上通常布置为直线形或者呈半圆的折线形，在直面上则可以布置成直立或者倾斜的。
发明内容
（1）要解决的技术问题
本发明为了改善闸坝结合工程电站进水口引渠前的不良泄洪流态，克服大洪水时电站进水口引渠的平面布置和拦污栅结构体型的阻流雍水而导致水闸上游泄洪流态紊乱、影响水闸泄洪能力的缺点，为解决以上技术问题，本发明提供水闸“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构，该新型“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构能有效的控导水流，改善该枢纽工程电站进水口拦污栅区域泄洪流态，解决了右岸厂房及进水口拦污栅结构阻流雍水影响水闸泄流流态和泄洪能力的问题。
（2）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供水闸“L”型拦污栅墩，所述“L”型拦污栅墩（1）由两个长方体形的第一栅墩（A）和第二栅墩（B）构成，所述第一栅墩（A）和所述第二栅墩（B）组合成夹角为90°~150°的“L”型拦污栅墩（1），所述第一栅墩（A）的长（101）和宽（102）长度之比为3~15：1，所述第一栅墩（A）的长（101）和高（103）长度之比为1：0.2~3；所述第二栅墩（B）的长（104）和宽（105）长度之比为3~15：1，所述第二栅墩（B）的长（104）和高（106）长度之比为1：0.2~3；所述第一栅墩（A）长（101）和第二栅墩（B）长（104）的长度之比为1:0.2~5。
进一步地，所述第一栅墩（A）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米，所述第二栅墩（B）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米。
水闸“锯齿形”布置结构，该结构利用水闸“L”型拦污栅墩构成，所述水闸“锯齿形”布置结构是指垂直布置在水底，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）的宽壁面相互平行，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）中间形成的栅孔布置拦污栅（2），相邻所述栅孔中心线连线夹角为90°~150°，整个平面上各栅孔中心线连线呈“锯齿形”。
进一步地，所述水闸“锯齿形”布置结构是由3~30个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述水闸“锯齿形”布置结构一端连接左岸流线型导墙（3），然后整体所述水闸“锯齿形”布置结构以20°~45°角折向岸边，所述水闸“锯齿形”布置结构另一端与右岸岸坡连接。
进一步地，所述水闸“锯齿形”布置结构由10个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述水闸“锯齿形”布置结构优选35°、36°、37°、38°、39°或40°角折向岸边角折向岸边。
（3）有益效果
本发明的有益效果：通过水闸“L”型拦污栅墩及水闸“锯齿形”的布置结构，即将拦污栅各栅孔平面上布置成夹角为90°~150°，利用“L”型拦污栅墩形成一个控导水流的结构体系，避免泄洪时布置在弯道凹岸主流区的拦污栅区域的产生集中水流，使水流充分扩散，改善布置在河道主流区的电站进水口区域的不良流态，解决了因为电站厂房和进水口拦污栅的阻流雍水而影响水闸行洪泄流安全的问题。
附图说明
图1为水闸“L”型拦污栅墩及其“锯齿形”布置结构的俯视图；
图2为单个拦污栅墩的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
如图2，本实施例提供水闸“L”型拦污栅墩，所述“L”型拦污栅墩（1）由两个长方体形的第一栅墩（A）和第二栅墩（B）构成，所述第一栅墩（A）和所述第二栅墩（B）组合成夹角为90°~150°的“L”型拦污栅墩（1），所述第一栅墩（A）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米，所述第二栅墩（B）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米。
水闸“锯齿形”布置结构，该结构利用水闸“L”型拦污栅墩构成，所述水闸“锯齿形”布置结构是指垂直布置在水底，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）的宽壁面相互平行，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）中间形成的栅孔布置拦污栅（2），相邻所述栅孔中心线连线夹角为90°~150°，整个平面上各栅孔中心线连线呈“锯齿形”。
为了形成完整的水闸“锯齿形”拦污栅墩布置结构，所述水闸“锯齿形”布置结构是由3~30个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述水闸“锯齿形”布置结构一端连接左岸流线型导墙（3），然后整体所述水闸“锯齿形”布置结构以20°~45°角折向岸边，所述水闸“锯齿形”布置结构另一端与右岸岸坡连接。进一步地，所述水闸“锯齿形”布置结构由10个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述水闸“锯齿形”布置结构以36°角折向岸边角折向岸边。
水闸“L”型拦污栅墩及水闸“锯齿形”布置结构平面布置方案如图1所示，拦污栅平面上呈“锯齿形”布置，一端通过流线型导墙与泄水闸右边墩连接，向上游延伸46.5m后，以36°折向岸边，按照相邻栅孔中心线夹角为90°布置，向上游右岸延伸10孔，最后与右岸岸坡连接，拦污栅墩长5.70m，宽1.20m，栅孔净宽6m，高11.00m。导墙、拦污栅及拦砂坎总长146.60m。试验表明：该新型拦污栅墩结构和布置方案下，水流通过拦污栅区域时，自上游靠右岸的第一个栅孔至下游与导墙的最后一个闸孔，水流呈“一进一出”的分布形态，扩散良好，避免了泄洪时靠近水闸的拦污栅孔集中出流，较好的削弱了右岸电站厂房及进水口拦污栅的阻流雍水，改善了右岸厂房区雍水导致的泄流不畅问题，从而较好的降低电站进水口拦污栅内外的水位差，较常规拦污栅布置方案可降低水位差达2.42m，较好的减小了靠近水闸的栅孔出流流速，较原方案靠近水闸的栅孔出流流速减小达52%，大大减轻了拦污栅阻流雍水对水闸泄洪的不利影响，该布置方案下6#闸孔（4）过闸流速比其他5个闸孔平均流速小1.37m/s，而原布置方案下6#闸孔（4）过闸流速比其他5个闸孔平均流速小4.09m/s。总之，该新型拦污栅结构和平面布置方案能有效的控导水流，改善该枢纽工程电站进水口拦污栅区域泄洪流态，避免右岸厂房及进水口拦污栅结构阻流雍水影响水闸泄流流态和泄洪能力。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.水闸“L”型拦污栅墩，其特征在于：所述“L”型拦污栅墩（1）由两个长方体形的第一栅墩（A）和第二栅墩（B）构成，所述第一栅墩（A）和所述第二栅墩（B）组合成夹角为90°~150°的“L”型拦污栅墩（1），所述第一栅墩（A）的长（101）和宽（102）长度之比为3~15：1，所述第一栅墩（A）的长（101）和高（103）长度之比为1：0.2~3；所述第二栅墩（B）的长（104）和宽（105）长度之比为3~15：1，所述第二栅墩（B）的长（104）和高（106）长度之比为1：0.2~3；所述第一栅墩（A）长（101）和第二栅墩（B）长（104）的长度之比为1:0.2~5。
2.根据权利要求1所述的水闸“L”型拦污栅墩，其特征在于：所述第一栅墩（A）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米，所述第二栅墩（B）的长为5.70米，宽为1.20米，高为11米。
3.水闸“锯齿形”布置结构，该结构利用权利要求1所述的水闸“L”型拦污栅墩构成，其特征在于：所述“锯齿形”布置结构是指垂直布置在水底，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）的宽壁面相互平行，相邻的所述“L”型拦污栅墩（1）中间形成的栅孔布置拦污栅（2），相邻所述栅孔中心线连线夹角为90°~150°，整个平面上各栅孔中心线连线呈“锯齿形”。
4.根据权利要求3所述的水闸“锯齿形”布置结构，其特征在于：所述“锯齿形”布置结构是由3~30个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述“锯齿形”布置结构一端连接左岸流线型导墙（3），然后整体所述“锯齿形”布置结构以20°~45°角折向岸边，所述“锯齿形”布置结构另一端与右岸岸坡连接。
5.根据权利要求4所述的水闸“锯齿形”布置结构，其特征在于：所述“锯齿形”布置结构由10个“L”型拦污栅墩（1）垂直布置在水底，所述“锯齿形”布置结构以36°角折向岸边。
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