CN110042808A - 一种安装在水库斜拉涵上的输水管道 - Google Patents
一种安装在水库斜拉涵上的输水管道 Download PDFInfo
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Abstract
本发明一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其结构特征是：所述斜拉闸由启闭机房、斜拉杆、支墩及闸门组成，支墩设置于水库上游坝坡；消力箱由箱体与闸门组成；水库斜拉涵按高程从高到低，斜拉闸依次连接消力箱、平涵及消力池；过滤拍门由拍门、过滤网及法兰组成；灌溉管道由固定在底座上的第一管道、转角管道及固定在平涵内的第三管道组成，通过转角管道将第一管道与第三管道连接起来。本发明的优点是：该输水管道可将水源与渠道进行衔接，实现从水源、渠道到田间全程采用管道输水，既能充分利用水库的天然水位差节约能源，做到分层取水，又能加快灌溉输水速度、大幅度提高灌溉水利用系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种水利工程节水灌溉领域，具体为一种安装在水库斜拉涵上的输水管道。
背景技术
高效节水灌溉是农业转型升级的必由之路，是现代农业的必然选择。通过实施高效节水灌溉来促进农业节水，将农业用水减量置换为工业和城市生活用水的增量，成为确保社会经济持续健康发展的必然要求。
目前农业灌溉虽然在推行高效节水灌溉，但大部分还是采用传统的渠道工程，沿线渗漏严重，过水效率低下，灌溉方式粗放，浪费严重。目前我国正在推进的高效节水灌溉工程建设中，以小面积的田间滴灌、喷灌工程为主，低压管道灌溉应用较少，从水源到田间输水段等骨干工程，节水建设与改造较少。由于我国灌溉水源以小型水库占比较大，因此从水源开始采用低压管道是十分必要的。
现有的水库斜拉涵灌溉方式为斜拉闸接消力箱、平涵及消力池，再接明渠进入农田，不但消耗了天然水头，消力池出口还无法与输水管道连接，难以完成高效节水目标。同时现有的输水管道灌溉方式，大多需要通过水泵提供压力，增加投资、消耗大量电能，未能利用水库灌区的天然水位差。本发明对水库斜拉涵进行改造，将水源与低压管道进行衔接，为明渠灌溉形式改造成低压管道输水灌溉提供条件，实现从水源、渠道到田间全程采用低压管道，既可充分利用水库的天然水位差节约能源，做到分层取水，又能大幅度提高灌溉水利用系数，还能降低建设投资，加快灌溉输水速度，从而可大大缩短灌水周期，可实现按作物需水要求及时适量地进行灌溉，对作物高产稳产及发展高产、优质、高效的节水型灌溉农业有很大的促进作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，该输水管道既能充分利用水库的天然水位差节约能源，做到分层取水，又能为明渠灌溉形式改造成低压管道输水灌溉提供条件，大幅度提高灌溉水利用系数。
本发明采用如下技术方案：一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，所述水库斜拉涵包括斜拉闸1、消力箱2、平涵3和消力池4；所述输水管道包括底座5、固定扣件6、灌溉管道装置9、放空管10；其特征在于：所述水库涵管按高程从高到低连接顺序为：斜拉闸1连接消力箱2、消力箱2连接平涵3、平涵3连接消力池4；其中斜拉闸1由启闭机房1-1、斜拉杆1-2、支墩1-3及闸门1-4组成，支墩1-3设置于水库上游坝坡，斜拉杆1-2固定于支墩1-3顶上，斜拉闸1 上的启闭机房1-1通过斜拉杆1-2连接闸门1-4，闸门1-4设置在消力箱2顶端；所述底座5设置于斜拉杆1-2附近并与之平行，位于水库上游坝坡，并与上游坝坡相同坡比布置；灌溉管道装置9嵌于底座5上，通过固定扣件6将灌溉管道9 稳固定于底座5上；所述放空管10贯穿消力箱2与平涵3。
进一步的，所述消力箱2由箱体2-1与闸门2-2组成；其中闸门2-2设有二个孔洞，其中一个孔洞放置放空管10，另外一个孔洞放置灌溉管道装置中的第三管道9-3；其中消力箱2的箱体2-1通过闸门2-2活动固定连接，封堵的目的是防止水渗漏。
进一步的，所述底座5设置于斜拉杆附近并与之平行，位于水库上游坝坡，并与上游坝坡坡比相同，用于支撑灌溉管道9。
进一步的，所述灌溉管道装置9由三通7、过滤拍门8、灌溉管道和闸阀11 组成，其中灌溉管道由固定在底座上的第一管道9-1、转角管道9-2及固定在平涵内的第三管道9-3组成；第一管道9-1通过转角管道9-2与第三管道9-3连接起来，第三管道9-3穿过消力箱2和平涵3，并固定于平涵3底部，闸阀11置于第三管道9-3末端；固定在底座上的第一管道9-1中间通过若干三通7连接，三通7的顶端设有过滤拍门8，过滤拍门8由拍门8-1、过滤网8-2及法兰8-3 组成，三通7的顶端通过法兰8-3固定于三通7之上，内置过滤网8-2，过滤网 8-2上端设有拍门8-1。
进一步的，所述三通7安装在管道9-1上面，按一定距离L与管道9-1相接，形成梯级，通过操作拍门实现分层取水。
进一步的，所述过滤拍门8中的内置过滤网8-2可拦截漂浮物、防止淤堵，开启拍门8-1即可取水。
进一步的，所述第一管道9-1、转角管道9-2、第三管道9-3可采用钢管等金属管、PE管等塑料管，具有一定抗压力能力；同时采用抗紫外线材质，具有较长使用寿命；第一管道9-1、转角管道9-2、第三管道9-3公称直径为R；所述闸阀11置于第三管道9-3末端，用于控制取水时段，当作物需要灌溉时才开启闸阀11，闸阀11后接输水管道，将水库表层水输送至农田进行灌溉。
进一步的，所述放空管10与灌溉管道9材质相同，上游一端设置拍门8-1，贯穿消力箱2与平涵3，并固定于平涵3底部，通过开启拍门8-1可降低水库水位至消力箱2底高程，实现水库清淤、除险加固等活动。
进一步的，在实际上的应用中，根据水库涵管的整个结构关系，其中具体设置时，斜拉闸、灌溉管道装置中的第一管道、底座和放空管、灌溉管道装置中的第三管道为平行关系。
本发明的优点是：该输水管道可将水源与渠道进行衔接，实现从水源、渠道到田间全程采用管道输水，既能充分利用水库的天然水位差节约能源，做到分层取水，又能加快灌溉输水速度、大幅度提高灌溉水利用系数。
附图说明
图1为本发明水库斜拉涵布置剖示图。
图2为本发明水库斜拉涵输水管道布置剖示图。
图3为本发明水库斜拉涵输水管道消力箱进口示意图。
图4为本发明的三通及过滤拍门连接示意图。
图5为本发明的消力箱封堵示意图。
图6为本发明的管道固定示意图。
图7为本发明的闸阀安装示意图。
在图中，1为斜拉闸、2为消力箱、3为平涵、4为消力池、5为底座、6为固定扣件、7为三通、8为过滤拍门、9为灌溉管道、10为放空管、11为闸阀；启闭机房1-1，斜拉杆1-2，支墩1-3，闸门1-4，箱体2-1，闸门2-2，第一管道9-1，转角管道9-2，第三管道9-3，拍门8-1、过滤网8-2，法兰8-3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，以江西省安福县某水库斜拉涵改造为例，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
如图1-7所示，本发明是这样来工作的，所述灌溉管道装置9由三通7、过滤拍门8、灌溉管道和闸阀11组成，其中灌溉管道由固定在底座上的第一管道 9-1、转角管道9-2及固定在平涵内的第三管道9-3组成；第一管道9-1通过转角管道9-2与第三管道9-3连接起来，第三管道9-3穿过消力箱2和平涵3，并固定于平涵3底部，闸阀11置于第三管道9-3末端；固定在底座上的第一管道 9-1中间通过若干三通7连接，三通7的顶端设有过滤拍门8，过滤拍门8由拍门8-1、过滤网8-2及法兰8-3组成，三通7的顶端通过法兰8-3固定于三通7 之上，内置过滤网8-2，过滤网8-2上端设有拍门8-1。所述三通7安装在管道 9-1上面，按一定距离L与管道9-1相接，形成梯级，通过操作拍门实现分层取水。所述过滤拍门8中的内置过滤网8-2可拦截漂浮物、防止淤堵，开启拍门 8-1即可取水。所述第一管道9-1、转角管道9-2、第三管道9-3可采用钢管等金属管、PE管等塑料管，具有一定抗压力能力；同时采用抗紫外线材质，具有较长使用寿命；第一管道9-1、转角管道9-2、第三管道9-3公称直径为R；所述闸阀11置于第三管道9-3末端，用于控制取水时段，当作物需要灌溉时才开启闸阀11，闸阀11后接输水管道，将水库表层水输送至农田进行灌溉。
一种在水库斜涵上安装输水管道的方法，其特征在于：
第一步改造封堵消力箱2；
第二步平整场地，安装底座5；
第三步安装灌溉管道装置9、三通7、拍门8-1及放空管10，加设固定扣件 6；
第四步安装闸阀11；
第五步开启闸阀11；
第六步开启拍门8-1即可取水灌溉。
进一步，所述第一步改造封堵消力箱2，箱体2-1及闸门2-2为混凝土结构，采用混凝土封堵；封堵前开启闸门2-2，放空水库水量；封堵时新老混凝土接触面须凿毛，并钻孔扦插钢筋以增加其整体性，同时预留放空管10与管道9-3孔洞。
所述第三步，管道均采用抗紫外线黑色PE管，公称直径R为300mm，三通7 及过滤拍门8直径与管道相适应；
安装灌溉管道具体步骤为：
(1)安装第三管道9-3，使其贯穿平涵3及消力箱2；
(2)安装转角管道9-2，转角管道9-2末端与第三管道9-3首端连接；
(3)安装第一管道9-1，第一管道9-1末端与转角管道9-2首端连接；
(4)安装三通7，三通7末端与第一管道9-1首端连接；
(5)安装过滤拍门8，过滤拍门8置于三通7之上，通过法兰8-3采用螺丝拧紧；
(6)重复(3)～(5)步骤，所述三通7安装在第一管道9-1上面，相邻两个三通7间距L为1200mm，形成梯级，通过操作拍门8-1实现分层取水，有利于农作物生长。
所述第三步加设固定扣件6，将第一管道9-1固定于底座5之上，将第三管道9-3固定于平涵3与底座5之上。
所述第四步安装闸阀11，闸阀11后须接管道，将水输送至农田进行灌溉，方可取得最大效益。
所述第六步开启拍门8-1，可开启单个拍门8-1，也可开启多个拍门8-1，满足灌溉需求。
以江西省安福县某水库为例，灌溉面积1500亩，坝顶高程130.8m，水面水位127m，消力池底高程109m，总水头18m。若采用传统的水库斜拉闸放水，经过消力箱、平涵与消力池，水头减少至1m，水头损失高达17m；采用明渠输水至农田，输水速度为0.4m/s，灌溉水利用系数为0.5。若采用改造后的低压管道输水，经过拍门、三通、管道与闸阀，水头减少至16m，水头损失仅2m；闸阀后接低压管道输水至农田，输水速度为1.5m/s，灌溉水利用系数为0.95。通过对比可以发现，该输水管道既能充分利用水库的天然水位差节约能源，做到分层取水，又能为明渠灌溉形式改造成低压管道输水灌溉提供条件，又能加快灌溉输水速度、大幅度提高灌溉水利用系数。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，所述水库斜拉涵包括斜拉闸、消力箱、平涵和消力池；所述输水管道包括底座、固定扣件、灌溉管道装置、放空管；其特征在于：所述水库涵管按高程从高到低连接顺序为：斜拉闸连接消力箱、消力箱连接平涵、平涵连接消力池；其中斜拉闸由启闭机房、斜拉杆、支墩及闸门组成，支墩设置于水库上游坝坡，斜拉杆固定于支墩顶上，斜拉闸上的启闭机房通过斜拉杆连接闸门，闸门设置在消力箱顶端；所述底座设置于斜拉杆附近并与之平行，位于水库上游坝坡，并与上游坝坡相同坡比布置；灌溉管道装置嵌于底座上，通过固定扣件将灌溉管道稳固定于底座上；所述放空管贯穿消力箱与平涵；所述消力箱由箱体与闸门组成；其中闸门设有二个孔洞，其中一个孔洞放置放空管，另外一个孔洞放置灌溉管道装置中的第三管道；其中消力箱的箱体通过闸门活动固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：所述灌溉管道装置由三通、过滤拍门、灌溉管道和闸阀组成，其中灌溉管道由固定在底座上的第一管道、转角管道及固定在平涵内的第三管道组成；第一管道通过转角管道与第三管道连接起来，第三管道穿过消力箱和平涵，并固定于平涵底部，闸阀置于第三管道末端；固定在底座上的第一管道中间通过若干三通连接，三通的顶端设有过滤拍门，过滤拍门由拍门、过滤网及法兰组成，三通的顶端通过法兰固定于三通之上，内置过滤网，过滤网上端设有拍门。
3.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：所述三通安装在管道上面，按一定距离L与管道相接，形成梯级。
4.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：所述第一管道、转角管道、第三管道采用金属管、塑料管。
5.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：所述闸阀置于第三管道末端，闸阀后接输水管道，将水库表层水输送至农田进行灌溉。
6.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：所述放空管与灌溉管道材质相同，上游一端设置拍门，贯穿消力箱与平涵，并固定于平涵底部。
7.根据权利要求1所述的一种安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：斜拉闸、灌溉管道装置中的第一管道、底座和放空管、灌溉管道装置中的第三管道为平行关系。
8.一种根据权利要求1所述的安装在水库斜拉涵上的输水管道，在水库斜涵上安装输水管道的方法，其特征在于：
第一步改造封堵消力箱；
第二步平整场地，安装底座；
第三步安装灌溉管道、三通、拍门及放空管，加设固定扣件；
第四步安装闸阀；
第五步开启闸阀；
第六步开启拍门即可取水灌溉；
其中，第一步消力箱及闸门为混凝土结构，采用混凝土封堵；封堵前开启闸门，放空水库水量；封堵时新老混凝土接触面须凿毛，并钻孔扦插钢筋以增加其整体性，同时预留放空管与管道孔洞；
第三步管道均采用抗紫外线黑色PE管，公称直径R为300mm，三通及过滤拍门直径与管道相适应。
9.一种根据权利要求1所述的安装在水库斜拉涵上的输水管道，其特征在于：安装灌溉管道具体步骤为：
(1)安装第三管道，使其贯穿平涵及消力箱；
(2)安装转角管道，转角管道末端与第三管道首端连接；
(3)安装第一管道，第一管道末端与转角管道首端连接；
(4)安装三通，三通末端与第一管道首端连接；
(5)安装过滤拍门，过滤拍门置于三通之上，通过法兰采用螺丝拧紧；
(6)重复(3)～(5)步骤，所述三通安装在第一管道上面，相邻两个三通间距L为1200mm，形成梯级，通过操作拍门取水库表层水，实现分层取水；表层水水温较高，有利于农作物生长；
其中，第三步加设固定扣件，将第一管道固定于斜涵与底座之上，将转角管道固定于底座之上，将第三管道固定于平涵与底座之上；
第四步安装闸阀，闸阀后须接管道，将水输送至农田进行灌溉，方可取得最大效益；
第六步开启拍门，可开启单个拍门，也可开启多个拍门，满足灌溉需求。
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- 2019-05-15 CN CN201910404536.2A patent/CN110042808B/zh active Active
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