CN112064588B - 一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，所述侧向取水结构设置于河岸上，包括：引水渠，所述引水渠开设在河岸上；导墙结构，所述导墙结构与河岸共同在河道中对应所述取水口处围成竖井状的取水空间，所述取水空间的底部位于水面下且高于河底、顶部高于水面；拦污栅，所述拦污栅以平行于水面的姿态设置在所述取水空间的底部，所述拦污栅的高度低于所述引水渠底部的高度。基于本发明的技术方案，起到了防止漂浮物在拦污栅表面聚集、降低拦污栅被水压力和漂浮物撞击造成损坏的风险的作用。同时，利用河道内的水流持续不断地冲刷拦污栅附近的漂浮物，降低了拦污栅排漂的人工或机械维护成本。

Description

一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构
技术领域
本发明涉及水电站取水结构技术领域，特别地涉及一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构。
背景技术
低坝或无坝水电站及工农业取水一般将取水口布置在河岸边，称为侧向取水。侧向取水口的取水深度相对较小，推移质容易通过取水口进入取水系统，在引水渠内淤积造成引水流量不足等问题。同时，为了防止漂浮物进入发电机组或引水系统，取水口前需要布设拦污栅，随着大量漂浮物被拦污栅拦在引水系统之外，拦污栅也逐渐被漂浮物淤堵导致进入引水系统的流量不足或发电水头降低。
同时，现有的侧向取水结构，即便通过河道中的水流也难以冲刷拦污栅的表面，导致淤堵在拦污栅表面的漂浮物很难被水流带往下游，当漂浮物聚集到一定程度后会造成取水流量不足、发电水头损失等问题。当前对于漂浮物淤堵拦污栅的处理方法大多采用人工或机械清除等方式，这种方式的缺点在于难以实时、可持续的清理拦污栅前的漂浮物，仍然会有部分漂浮物通过拦污栅进入引水渠。此外，采用人工或机械清除拦污栅附近的漂浮物成本较高，而且有一定的操作难度。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，通过设计由下至上的进水方式，加之平行于水面设置的拦污栅，能够避免漂浮物淤堵影响引水渠的正常引水量，同时利用水流持续不断地冲刷拦污栅附近的漂浮物，降低了拦污栅排漂的人工或机械维护成本。
本发明的一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，所述侧向取水结构设置于河岸上，包括：
引水渠，所述引水渠开设在河岸上；
导墙结构，所述导墙结构与河岸共同在河道中对应所述取水口处围成竖井状的取水空间，所述取水空间的底部位于水面下且高于河底、顶部高于水面；
拦污栅，所述拦污栅以平行于水面的姿态设置在所述取水空间的底部，所述拦污栅的高度低于所述引水渠底部的高度。
在一个实施方式中，所述拦污栅包括多个并列设置的栅条，所述栅条的设置方向平行于水流方向。通过本实施方式，便于水流冲走卡在拦污栅或者附着在拦污栅上的漂浮物。
在一个实施方式中，所述导墙结构包括：
第一导墙，所述第一导墙设置在河道中，且其平行于水流方向并正对所述引水渠的取水口；
第二导墙，所述第二导墙位于所述引水渠的靠近上游的一侧，所述第二导墙延伸至河道中并与所述第一导墙连接；
第三导墙，所述第三导墙位于所述引水渠的靠近下游的一侧，所述第三导墙延伸至河道中并与所述第一导墙连接。
在一个实施方式中，所述第二导墙连接于所述第一导墙的末端，所述第二导墙迎水一侧的侧面为用于将水流导向河道中心的导流面，所述导流面与河岸之间的夹角为钝角。通过本实施方式，第二导墙引导水流与水流中的漂浮物流动至河道中心，避免漂浮物在第二导墙处聚集而影响正常的取水。
在一个实施方式中，所述导流面与河岸之间的夹角大于145°。通过本实施方式，该角度的限定可以降低第二导墙对水流的阻挡作用，进而保证第二导墙处水流的速度不会因为阻挡而过于降低，进而使得水流具有足够的动能携带漂浮物流动至河道中心。
在一个实施方式中，所述第二导墙底部的高度与所述第三导墙底部的高度均与所述取水空间底部的高度相同。通过本实施方式，水流在沿河道方向流过取水空间的底部区域时，不会受到任何阻挡，进而水流中的漂浮物也不会受到阻挡而在该区域聚集。
在一个实施方式中，所述拦污栅两侧的边缘分别与所述第二导墙、所述第三导墙的底部固定连接。
在一个实施方式中，应用于有坝引水工程：
所述第一导墙沿水流方向向下游延伸，所述第一导墙与所述引水渠所在的河岸之间的河道为取水流道，所述取水流道中在所述引水渠下游处设置有泄洪排沙闸。通过本实施方式，对于有坝引水工程，侧向取水结构位于坝体上游的水库中，而水库中难免会有泥沙等推移质的堆积，所以设置泄洪排沙闸用于排放泥沙，避免泥沙堆积影响取水结构的正常功能。
在一个实施方式中，所述拦污栅的的大小与所述取水空间底部的大小相同。通过本实施方式，水流能够最大程度地经过拦污栅与取水空间并最终进入引水渠，保证引水渠足够的引水水量。
在一个实施方式中，所述引水渠中设置有引水闸。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
本发明提供的一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
本发明的侧向取水结构通过设计由下至上的进水方式，加之平行于水面设置的拦污栅，进而具备防止漂浮物在拦污栅表面聚集的功能，避免漂浮物淤堵影响引水渠的正常引水量，并且降低了拦污栅被水压力和漂浮物撞击造成损坏的风险。同时，利用河道内的水流持续不断地冲刷拦污栅附近的漂浮物，降低了拦污栅排漂的人工或机械维护成本。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了本发明的侧向取水结构的结构俯视图；
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
附图标记：
1-引水渠，11-引水闸，2-导墙结构，21-第一导墙，22-第二导墙，221-导流面，23-第三导墙，3-取水空间，4-拦污栅，41-栅条，5-河道，51-取水流道，6-泄洪排沙闸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，该侧向取水结构应用于低坝或无坝水电站和工农业取水工程，侧向取水结构设置于河岸上，包括：
引水渠1，引水渠1开设在河岸上；
导墙结构2，导墙结构2与河岸共同在河道5中对应取水口处围成竖井状的取水空间3，取水空间3的底部位于水面下且高于河底、顶部高于水面；
拦污栅4，拦污栅4以平行于水面的姿态设置在取水空间3的底部，拦污栅4的高度低于引水渠1底部的高度。
具体地，如附图图1所示，河道5中的河水通过侧向取水结构进入引水渠1并进行利用。其中，取水空间3是由导墙结构2以及河岸围城的竖井状的管状结构，其底部与河道5中的水体连通、一侧侧面上为引水渠1的取水口，河水通过取水空间3的底部由下至上进入取水空间3，并通过取水口进入引水渠1。
在此过程中，河水中露出水面或水面处的漂浮物直接被导墙结构2阻挡，不会进入取水空间3。而河水中下层的漂浮物被拦污栅4拦下而无法进入取水空间3，实现了漂浮物拦截的功能。同时，由于拦污栅4以平行于水面的姿态设置的，加之河水是由下至上通过拦污栅4，所以河水中的漂浮物不会大规模地淤堵在拦污栅4上。并且，由于河水的流动具有较大的冲击力，所以即便部分漂浮物附着在拦污栅4上，其也会在水流的不断冲击下被冲走；而且在水流的不断冲击下，拦污栅4附近也不会有漂浮物、推移质聚集、沉降。
进而，本发明的侧向取水结构具备防止漂浮物在拦污栅4表面聚集的功能，避免漂浮物淤堵影响引水渠1的正常引水量，并且降低了拦污栅4被水压力和漂浮物撞击造成损坏的风险。同时，利用河道5内的水流持续不断地冲刷拦污栅4附近的漂浮物，降低了拦污栅4排漂的人工或机械维护成本。
优选地，拦污栅4的的大小与取水空间3底部的大小相同。进而水流能够最大程度地经过拦污栅4与取水空间3并最终进入引水渠1，保证引水渠1足够的引水水量。
优选地，引水渠1中设置有引水闸11。
在一个实施例中，拦污栅4包括多个并列设置的栅条41，栅条41的设置方向平行于水流方向。
具体地，如附图图1所示，拦污栅4上的多个并列且平行设置的栅条41构成阻挡漂浮物并使水流通过的结构，相邻栅条41之间有长条状的空隙，栅条41的设置方向平行于水流方向，即长条状的空隙是沿水流方向的。所以，在水流的冲刷下，即便漂浮物的部分卡入空隙中，其在水流的冲刷下也会沿空隙移动进而被冲走。同时拦污栅4的栅条41也可以阻挡部分跃起的推移质，防止推移质和漂浮物进入引水渠1。
如果栅条41的设置方向不是平行于水流方向，那么栅条41对水流有部分阻挡作用，漂浮物的部分在水流的冲击在很可能就卡在空隙中，进而漂浮物很难被冲走。
进一步地，如附图图1所示，拦污栅4还包括多个用于连接多个并列设置的栅条41的连接条，连接条与栅条41垂直，也与水流方向垂直。连接条设置时，应使多个连接条位于多个栅条41的同一侧，而拦污栅4安装时，应使连接条位于拦污栅4上方一侧。从而避免连接条在拦污栅4下方一侧直接接触漂浮物而阻挡漂浮物的流动，并且连接条的设置数量尽可能少。
在一个实施例中，导墙结构2包括：
第一导墙21，第一导墙21设置在河道5中，且其平行于水流方向并正对引水渠1的取水口；
第二导墙22，第二导墙22位于引水渠1的靠近上游的一侧，第二导墙22延伸至河道5中并与第一导墙21连接；
第三导墙23，第三导墙23位于引水渠1的靠近下游的一侧，第三导墙23延伸至河道5中并与第一导墙21连接。
第一导墙21、第二导墙22、第三导墙23与河岸共同围成取水空间3，第二导墙22位于取水空间3的上游一侧，可以直接阻挡水面部分的漂浮物
在一个实施例中，第二导墙22连接于第一导墙21的末端，第二导墙22迎水一侧的侧面为用于将水流导向河道5中心的导流面221，导流面221与河岸之间的夹角为钝角。
具体地，如附图图1所示，第二导墙22迎水一侧的表面为一个斜面，其倾斜方向为沿水流方向斜向河道5中心，用于将水流以及水流中的漂浮物引导至河道5中心，避免漂浮物在第二导墙22处聚集而影响水流从第二导墙22底部区域进入取水空间3；同时，河道5中心处的水流的速度更快，漂浮物可以更快地被冲走。
优选地，导流面221与河岸之间的夹角大于145°。该角度的进一步限定可以降低第二导墙22对水流的阻挡作用，进而保证第二导墙22处水流的速度不会因为阻挡而过于降低，进而使得水流具有足够的动能携带漂浮物流动至河道5中心。
在一个实施例中，第二导墙22底部的高度与第三导墙23底部的高度均与取水空间3底部的高度相同。
具体地，第二导墙22与第三导墙23的底部高度相同并等于取水空间3底部的高度，进而水流在沿河道5方向流过取水空间3的底部区域时，不会受到任何阻挡，进而水流中的漂浮物也不会受到阻挡而在该区域聚集。
在一个实施例中，拦污栅4两侧的边缘分别与第二导墙22、第三导墙23的底部固定连接。
在一个实施例中，应用于有坝引水工程：
第一导墙21沿水流方向向下游延伸，第一导墙21与引水渠1所在的河岸之间的河道5为取水流道51，取水流道51中在引水渠1下游处设置有泄洪排沙闸6。
具体地，对于有坝引水工程，主要是低坝水电站，侧向取水结构位于坝体上游的水库中，而水库中难免会有泥沙等推移质的堆积，所以设置泄洪排沙闸6用于排放泥沙，避免泥沙堆积影响取水结构的正常功能。对于无坝水电站或者农业取水工程，因为没有坝体，所以不存在泥沙等推移质堆积的问题，进而无需设置泄洪排沙闸6。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为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。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，所述侧向取水结构设置于河岸上，其特征在于，包括：
引水渠，所述引水渠开设在河岸上；
导墙结构，所述导墙结构与河岸共同在河道中对应所述引水渠的取水口处围成竖井状的取水空间，所述取水空间的底部位于水面下且高于河底、顶部高于水面；
拦污栅，所述拦污栅以平行于水面的姿态设置在所述取水空间的底部，所述拦污栅的高度低于所述引水渠底部的高度。
2.根据权利要求1所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述拦污栅包括多个并列设置的栅条，所述栅条的设置方向平行于水流方向。
3.根据权利要求1或2所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述导墙结构包括：
第一导墙，所述第一导墙设置在河道中，且其平行于水流方向并正对所述引水渠的取水口；
第二导墙，所述第二导墙位于所述引水渠的靠近上游的一侧，所述第二导墙延伸至河道中并与所述第一导墙连接；
第三导墙，所述第三导墙位于所述引水渠的靠近下游的一侧，所述第三导墙延伸至河道中并与所述第一导墙连接。
4.根据权利要求3所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述第二导墙连接于所述第一导墙的末端，所述第二导墙迎水一侧的侧面为用于将水流导向河道中心的导流面，所述导流面与河岸之间的夹角为钝角。
5.根据权利要求4所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述导流面与河岸之间的夹角大于145°。
6.根据权利要求3所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述第二导墙底部的高度与所述第三导墙底部的高度均与所述取水空间底部的高度相同。
7.根据权利要求6所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述拦污栅两侧的边缘分别与所述第二导墙、所述第三导墙的底部固定连接。
8.根据权利要求3所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，应用于有坝引水工程：
所述第一导墙沿水流方向向下游延伸，所述第一导墙与所述引水渠所在的河岸之间的河道为取水流道，所述取水流道中在所述引水渠下游处设置有泄洪排沙闸。
9.根据权利要求1所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述拦污栅的大小与所述取水空间底部的大小相同。
10.根据权利要求1所述的防推移质和漂浮物淤堵的侧向取水结构，其特征在于，所述引水渠中设置有引水闸。
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