CN112095542A - 一种多功能水利枢纽及其运行方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能水利枢纽及其运行方法，属于水利工程技术领域。包括三个横向连续布置的双层闸室、置于闸室出水口处的溢洪道和架空式挑流板以及若干个控制闸门；左、右侧的双层闸室中，下层闸室均含有一带胸墙的平面钢闸门，上层闸室均含有一横拉式伸缩闸门，上层闸室出水口处布置有一架空式挑流板，下层出水口处布置有一正槽式溢洪道；所述中间双层闸室内，含有上下两扇平面钢闸门，上层平面钢闸门带有一胸墙，溢洪道锚固于上层闸室底板下端且采用吊桥式布置。本发明主要通过多个闸门的联合运转调节上下游水位情况，完成分层取水、挡水、放水、冲淤及泄洪等工作，能够实现“一闸多用”，使得该水利枢纽发挥最大的综合效益。

Description

一种多功能水利枢纽及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种多功能水利枢纽及其运行方法，能同时实现分层取水、挡水、放水、冲淤及泄洪，属于水利工程技术领域。

背景技术

水利枢纽是各种以水利兴利为目的，在江河、湖泊、沿海渠道等不同地段，修建不同种类的水工工程。其中，闸门是最常用的水利枢纽建筑，关闭闸门，可拦洪，挡潮，抬高水位，以满足上游取水和通航需要；打开闸门，可以泄洪，排涝，冲沙，取水或根据下游用水需要调节流量；溢洪道是为宣泄超过水库调蓄能力的洪水或降低库水位，保证工程安全而设置的泄水建筑物；鱼道是供鱼类洄游通过水闸或坝的过鱼建筑物。

在实际运行工程中，多数闸门功能单一，在停用期间，很容易形成荒废，可调控性低；同时多数溢洪道周边岩体存在着容易风化坍落的现象，这严重影响了溢洪道的泄流能力。其次，兴建水利枢纽需要巨额投资，建成后可能对生态环境产生影响。因此在规划设计各类水利枢纽布置时要尽可能的提高其功能效益，全方面的满足不同部门的用水需求。

发明内容

鉴于以上所述规划设计一种多功能水利枢纽的需要，本发明的目的在于提供一种能同时实现分层取水、挡水、放水、冲淤的多功能水利枢纽及其运行方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

本发明的第一个目的是提供一种多功能水利枢纽，其特征是，包括三个横向连续布置的双层闸室（左侧双层闸室、中间双层闸室、右侧双层闸室）、置于闸室出水口处的溢洪道和架空式挑流板以及若干个控制闸门；左、右侧的双层闸室中，下层闸室均含有一带胸墙的平面钢闸门，上层闸室均含有一横拉式伸缩闸门，上层闸室出水口处布置有一架空式挑流板，下层出水口处布置有一正槽式溢洪道；所述中间双层闸室内，含有上下两扇平面钢闸门，上层平面钢闸门带有一胸墙，溢洪道锚固于上层闸室底板下端且采用吊桥式布置；中间双层闸室的上、下层闸室与左、右侧双层闸室的上、下层闸室交错分布。

进一步的，三个双层闸室为横向连续性布置，中间分缝且三个双层闸室的顶部高程相同。

进一步的，左、右侧的双层闸室，其下层出水口处的正槽式溢洪道岸墙顶部高程与对应的下层控制闸门顶部高程相同。

进一步的，中间双层闸室内下层闸门顶部高程低于左、右侧双层闸室中下层闸门的顶部高程，中间双层闸室内上层闸门底部高程高于左、右侧双层闸室中下层闸门的顶部高程，中间双层闸室内上层闸门顶部高程低于左、右侧双层闸室中上层横拉式伸缩门的底部高程。

进一步的，左、右侧双层闸室中的两个闸门在顺水流方向上为前后布置，下层闸门布置在下层闸室内靠下游处，上层横拉式伸缩闸门布置在上层闸室内中间，所述下层闸门后带有一胸墙。

进一步的，左、右侧双层闸室的边墩处设有可容纳收缩后的横拉式伸缩闸门的门箱。

进一步的，所述横拉式伸缩闸门门体由不锈钢铸成，在两侧双层闸室内上层底板中的轨道上运行。门体一端与驱动器连接，所述驱动器置于两侧双层闸室边墩中门箱当中，另一端与门箱相对的中墩中的门槽相接触，通过所述驱动器来控制闸门横向启闭。

进一步的，左、右侧双层闸室下层出水口处的溢洪道呈“S”型布置，表层安装有柔性消能件且溢洪道边墙的宽度与中墩的宽度相同。

进一步的，左、右侧双层闸室上层出水口处的架空式挑流板布置于正槽式溢洪道的上方，挑坎底部高程跟左、右侧双层闸室的正槽式溢洪道边墙顶部高程相同。

进一步的，所述架空式挑流板由四根立柱支撑，所述立柱跟两侧双层闸室的溢洪道边墙整体浇筑且支撑于溢洪道底板。

进一步的，所述中间双层闸室中的两个闸门在顺水流方向上为前后布置，下层闸门布置在下层闸室内靠下游处，上层闸门布置在上层闸室内中间，所述上层闸门后带有一胸墙。

进一步的，所述中间双层闸室顶层下部设有两个减缓下降液压缸及两个减缓锁链、两个吊索，所述吊索跟减缓锁链连接，液压缸上端为液压活动轴，两个液压缸分别通过减缓锁链连接两根吊索，两根吊索分别连接于吊桥式溢洪道两侧。

进一步的，所述中间双层闸室上层出水口处的吊桥式溢洪道采用钢结构制造，表面呈圆角“L”型布置，在圆角处布置有一加劲梁，所述加劲梁采用扁平钢箱梁。主缆采用自锚式结构体系，主缆锚固于所述溢洪道加劲梁上。

进一步的，所述各闸门处均设有止水橡皮。

进一步的，所述三个闸室的顶部均设有一段挡浪墙，所述挡浪墙的跨度等于单个闸室的净宽，所述挡浪墙的高度大于闸室顶层楼板的厚度。

本发明的第二个目的是提供一种多功能水利枢纽的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1）挡水

当上游水位介于三个闸室胸墙顶部高程以下时，该水利枢纽可用于挡水，此时所有闸门均为关闭状态，吊桥式溢洪道未被起吊。

2）冲淤

当河床底部出现大量的泥沙淤积时，该水利枢纽可进行冲淤，此时除中间双层闸室下层闸门打开之外，其余闸门全部关闭，吊桥式溢洪道被起吊，即上游水流经中间双层闸室下层闸门流向下游，同时带走闸前和闸室内淤积的泥沙。

3）分层取水

当上游水位介于两侧双层闸室中下层控制闸门底部高程、中间双层闸室中上层闸室顶部高程之间时，可进行分层取水。根据不同的水位情况，打开对应的闸门，取得不同水位条件下的上游表层水。

4）放水

当上游水位介于两侧双层闸室的下层控制闸门底部高程、中间双层闸室的上层闸室顶部高程之间时，可进行低水位，中水位，高水位同时放水，此时除中间双层闸室下层闸门以外，其余闸门全部打开，吊桥式溢洪道未被吊起。

5）行洪

当发生特大洪水时，该多功能水利枢纽可以行洪，此时打开所有控制闸门，吊桥式溢洪道被吊起，上游洪水经三个闸室及对应闸室出水口处的溢洪道和泄水板泄入下游。

本发明具有以下优点：

1、本发明结构简单且紧凑，整个水利枢纽建筑物工程量小、工程造价低且可调控性高，同时也包括了传统水利枢纽必备的功能；

2、本发明主要通过多个闸门的联合运转调节上下游水位情况，完成分层取水、挡水、放水、冲淤及泄洪等工作，能够实现“一闸多用”，使得该水利枢纽发挥最大的综合效益；

3、本发明能应对各种水位条件进行分层取水和取表层水，仅通过闸门的启闭和溢洪道的起吊来完成，无需其他任何动力设备；

4、本发明使用了吊桥式溢洪道，所述吊桥式溢洪道结构轻巧，受地形限制小，同时能节省布置空间，满足不同的使用需求，具有较强的实用性。

5、本发明在两侧双层闸室上层使用了横拉式伸缩闸门，不易生锈和被腐蚀同时节省了布置空间。

6、本发明中的吊桥式溢洪道使用了减缓下降液压缸及减缓锁链，在所述吊桥式溢洪道下放的过程中起到了减缓的作用，使得整个枢纽在运行时保持稳定。

附图说明

图1为本发明多功能水利枢纽总体视图（实施例一）；

图2为本发明多功能水利枢纽闸室总体视图；

图3为本发明多功能水利枢纽左侧双层闸室剖视图（顺水流方向）；

图4为本发明多功能水利枢纽中间双层闸室剖视图（顺水流方向）；

图5为本发明多功能水利枢纽横拉式伸缩闸门布置图（以左侧闸室为例）；

图6为本发明多功能水利枢纽架空式挑流板布置图（以左闸室为例）；

图7为本发明多功能水利枢纽吊桥式溢洪道运行图（图7a：溢洪道未被吊起；图7b溢洪道被吊起）；

图8为本发明多功能水利枢纽挡水工作图；

图9为本发明多功能水利枢纽冲淤工作图；

图10为本发明多功能水利枢纽低水位时分层取水工作图；

图11为本发明多功能水利枢纽中水位时分层取水工作图；

图12为本发明多功能水利枢纽高水位时分层取水工作图；

图13为本发明多功能水利枢纽放水工作图（低水位、中水位、高水位同时放水）；

图14为本发明多功能水利枢纽行洪工作图；

图15为本发明多功能水利枢纽鱼道布置图（实施例二）；

图16为本发明多功能水利枢纽鱼道平面图（实施例二）；

图17为本发明多功能水利枢纽总体视图（实施例二）；

图18为本发明多功能水利枢纽右侧双层闸室顺水流方向剖视图（实施例二）；

图19为本发明多功能水利枢纽挡水工作图（实施例二）；

图20为本发明多功能水利枢纽冲淤工作图（实施例二）；

图21为本发明多功能水利枢纽低水位时分层取水工作图（实施例二）；

图22为本发明多功能水利枢纽中水位时分层取水工作图（实施例二）；

图23为本发明多功能水利枢纽高水位时分层取水工作图（实施例二）；

图24为本发明多功能水利枢纽放水工作图（实施例二）；

图25为本发明多功能水利枢纽行洪工作图（实施例二）；

图中：

A-两侧双层闸室下层控制闸门（A1-左侧层闸室下层控制闸门，A2右侧双层闸室下层控制闸门）；

B-中间双层闸室内的控制闸门（B1-中间双层闸室内下层控制闸门，B2中间双层闸室内上层控制闸门）；

C-两侧双层闸室上层横拉式伸缩闸门（C1-左侧双层闸室上层横拉式伸缩闸门，C2右侧双层闸室上层横拉式伸缩闸门）；

D-两侧双层闸室下层出水口处的正槽式溢洪道（D1-左侧双层闸室下层出水口处的正槽式溢洪道，D2-右侧双层闸室下层出水口处的正槽式溢洪道）；

E-两侧双层闸室上层出水口出的架空式挑流板（E1-左侧双层闸室上层出水口处的架空式挑流板，E2-右侧双层闸室上层出水口处的架空式挑流板）；

F-锚固于中间双层闸室中上层底板下端的吊桥式溢洪道；

G-深水侧双层闸室下层出水口处的横隔板竖缝式鱼道；

1-左侧双层闸室，2-中间双层闸室，3-右侧双层闸室，4-中间闸室胸墙，5-左侧闸室下层闸门运行轨道，6-中间闸室下层闸门运行轨道，7-中间闸室上层闸门运行轨道，8-右侧闸室下层闸门运行轨道，9-左侧闸室下层闸门启闭机，10-中间闸室下层闸门启闭机，11-中间闸室上层闸门启闭机，12-右侧闸室上层闸门启闭机，13-左侧闸室下层闸门联轴器，14-中间闸室下层闸门联轴器，15-中间闸室上层闸门联轴器，16-右侧闸室下层闸门联轴器，17-液压缸，18-减缓锁链，19-主缆，20-溢洪道岸墙，21-左侧闸室上层横拉式伸缩闸门运行轨道，22-右侧闸室上层横拉式伸缩闸门运行轨道，23-左侧闸室上层底板，24-右侧闸室上层底板，25-中间闸室上层底板，26-中间闸室顶层楼板，27-左侧闸室顶层楼板，28-中墩，29-边墩，30-架空式挑流板立柱，31-架空式挑流板挑坎，32-加劲梁（扁平钢箱梁），33-挡浪墙，34-中间双层闸室下层底板，35-两侧双层闸室下层底板，36-左侧双层闸室下层胸墙，37-右侧双层闸室下层胸墙，38-横拉式伸缩门门箱，39-吊桥式溢洪道活动轴，40-鱼道边墙，41-横隔板，42-导流板，43-架空式挑流板E3的挑坎，44-多普勒流速仪（ADV），45-水下监控设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不受到实施例表述的限制。

实施例一：

如图1至图14所示，本实施例多功能水利枢纽，包括：

三对闸门：置于两侧双层闸室下层的控制闸门A1，A2、置于中间双层闸室内上下层的一对控制闸门B1，B2；置于两侧双层闸室内上层的横拉式伸缩门C1，C2；三条溢洪道：置于两侧双层闸室下层出水口处的正槽式溢洪道D1，D2和锚固于中间双层闸室2的上层底板25下端的吊桥式溢洪道F；两个架空式挑流板:置于两侧双层闸室上层出水口处的架空式挑流板E1，E2；

左侧双层闸室1，中间双层闸室2，右侧双层闸室3，中间闸室胸墙4，左侧闸室下层闸门运行轨道5，中间闸室下层闸门运行轨道6，中间闸室上层闸门运行轨道7，右侧闸室下层闸门运行轨道8，左侧闸室下层闸门启闭机9，中间闸室下层闸门启闭机10，中间闸室上层闸门启闭机11，右侧闸室上层闸门启闭机12，左侧闸室下层闸门联轴器13，中间闸室下层闸门联轴器14，中间闸室上层闸门联轴器15，右侧闸室下层闸门联轴器16，液压缸17，减缓锁链18，主缆19，溢洪道岸墙20，左侧闸室上层横拉式伸缩闸门运行轨道21，右侧闸室上层横拉式伸缩闸门运行轨道22，左侧闸室上层底板23，右侧闸室上层底板24，中间闸室上层底板25，中间闸室顶层楼板26，左侧闸室顶层楼板27，中墩28，边墩29，架空式挑流板立柱30，架空式挑流板挑坎31，加劲梁（扁平钢箱梁）32，挡浪墙33，中间双层闸室下层底板34，两侧双层闸室下层底板35，左侧双层闸室下层胸墙36，右侧双层闸室下层胸墙37，横拉式伸缩门门箱38，吊桥式溢洪道活动轴39。

上述闸门A1、A2、B1、B2为平面钢闸门，采用双面板矩形结构型式，其中闸门A1安装于轨道5处，通过刚性联轴器13由启闭机9控制启闭；闸门A2安装于轨道8处，通过刚性联轴器16由启闭机12控制启闭；闸门B1安装于轨道6处，所述轨道6自闸室底板34所在高程处延伸至闸室2顶层楼板26所在高程处，通过刚性联轴器14由启闭机10控制启闭；闸门B2安装于轨道7处，所述轨道7自闸室2上层底板25所在高程处延伸至闸室2顶层楼板26所在高程处，通过刚性联轴器15由启闭机11控制启闭；闸门C为横拉式伸缩闸门，由置于门箱38中的驱动器控制运行。

上述平面钢闸门A1、A2、B1、B2的止水系统由底止水及侧止水组成，底止水用“P”形橡皮，两侧的支承条兼做侧止水，为保证止水效果，在支承条内嵌入“Ω”型止水橡皮，并用氯丁橡胶粘结牢固。

上述平面钢闸门A1、A2、B1、B2的滑动轴承、辊轴支承的弧面支承座等均采用铜基合金自润滑材料，其是以高强度铜合金为基体，具有承载能力高，摩擦系数低，耐磨损、使用寿命长等诸多优点。

上述横拉式伸缩闸门C1、C2门体由不锈钢铸成，在闸室1上层底板23中的轨道21上和闸室3上层底板24中的轨道22中运行。门体一端与驱动器连接，所述驱动器置于边墩29中的门箱38当中，另一端与边墩29相对的中墩28中的门槽相接触，通过所述驱动器来控制闸门横向启闭。

上述溢洪道D采用“S”型布置形式且表层安装有柔性消能件，并采用模板支护所述柔性消能件，当下泄洪水时，所述柔性消能件起到了消能防冲作用。

上述架空式挑流板E1、E2分别布置于溢洪道D1、D2的上方，其挑流角度为15°，挑坎31采用连续式布置，所述挑坎31底部高程跟溢洪道边墙20顶部高程相同。

上述架空式挑流板E1、E2分别由四根立柱30支撑，所述立柱30跟溢洪道边墙20整体浇筑且支撑于溢洪道D1或D2底板。

上述吊桥式溢洪道F采用钢结构制造，表面呈圆角“L”型布置，在圆角处布置有一加劲梁32，所述加劲梁32采用扁平钢箱梁。主缆19采用自锚式结构体系，主缆19锚固于所述溢洪道加劲梁32上。

上述双层闸室2顶层楼板26下部设有两个减缓下降液压缸17及两个减缓锁链18，所述减缓锁链18跟主缆19连接。所述主缆19在溢洪道F开始被起吊前与竖直方向夹角为40°，即图7（a）所示；起吊后与竖直方向夹角为53°，即图7（b）所示。

本实施例的多功能水利枢纽的运行方法，包括以下5种情况：

1.挡水

当上游水位在闸室2顶部高程以下时，该水利枢纽可用于挡水，此时所有闸门均为关闭状态，溢洪道F未被起吊，即图8所示工作状态。

这里默认挡水工况即为整个水利枢纽初始运行状态。

2.冲淤

当上流来水流量足够大时，该水利枢纽可进行冲淤，此时打开闸门B1，其余闸门均为关闭状态，同时起吊溢洪道F，即图9所示工作状态，此时上游水流经闸室2下层闸门B1以较大的流量集中下泄，形成人造洪峰，通过闸门B1并将闸前淤积的泥沙或者沉积物冲走。

3.分层取水

当上游水位介于闸门A底部高程、闸室2顶部高程之间时，可进行分层取水。闸门A1，闸门A2，闸门B2，闸门C1，闸门C2可看做取水口，可取得各个水位条件下的上游表层水，所述水利枢纽初始运行状态为挡水状态，即闸门A，闸门B，闸门C均关闭，溢洪道F未被起吊。

开始取水时，当上游水位为低水位，即介于闸门A底部高程与闸门B2底部高程之间时，打开闸门A1，A2，即图10所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室1下层和闸室3下层，最终通过所述闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室3下层闸门A2和其出水口处的溢洪道D2可取得低水位时的上游表层水。

当上游水位为中水位，即介于闸门B2底部高程与闸门C底部高程之间时，打开闸门B2，即图11所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室2上层，最终通过所述闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F可取得中水位时的上游表层水。

当上游水位为高水位，即介于闸门C底部高程与闸室2顶部高程之间时，打开闸门C1，C2，即图12所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室1上层和闸室3上层，最终通过所述闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室3上层闸门C2和其出水口处的架空式挑流板E2可取得高水位时的上游表层水。

4.放水

该水利枢纽在低水位、中水位和高水位时，可进行开闸放水，且以同样的运行方法运行，即在上游水位介于闸门A底高程和闸室2顶部高程之间时，打开闸门A1，闸门A2，闸门B2，闸门C1，闸门C2，即图13所示工作状态，此时上游水流经闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F，闸室3上层闸门C1和其出水口处架空式挑流板E2，闸室3下层闸门A2和其出水口处的溢洪道D2，放入下游。

5.行洪

当发生特大洪水时，可通过各个闸门以及溢洪道D，架空式挑流板E和溢洪道F进行泄水。此时打开闸门A1，闸门A2，闸门B1，闸门B2，闸门C1，闸门C2，同时吊起溢洪道F，此时上游洪水通过闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F，闸室2下层闸门B1，闸室3下层闸门A2和其出水口处的溢洪道D2，通过闸室3上层闸门C2和其出水口处的架空式挑流板E2，最终全部泄入下游，即图14所示工作状态。

溢洪道D采用“S”型布置且表层安装有柔性消能件，溢洪道F采用钢结构，表面呈圆角“L”型布置，在圆角处布置有一圆弧形加劲梁，当下泄洪水时，上述溢洪道D，F的布置结构能够起到消能防冲作用，使水流保持良好的流态进入下游。

同时通过闸室2下层闸门B1，在行洪的时候还可以进行冲淤，将闸前和闸室内淤积的泥沙或者沉积物冲走。

实施例二：

如图15至图25所示，本实施例在实施例一的基础上将深水侧闸室下层出水口处的溢洪道改为横隔板竖缝式鱼道，这里默认右侧双层闸室3为深水侧，即将溢洪道D2改为横隔板竖缝式鱼道G，对应调整其架空式挑流板的尺寸，即将架空式挑流板E2改为架空式挑流板E3。

所述实施例二主要包括：三对双层闸门：置于两侧双层闸室下层的控制闸门A1，A2、置于中间双层闸室内上下层的一对控制闸门B1，B2；置于两侧双层闸室内上层的横拉式收缩闸门C1，C2；两条溢洪道：置于左侧双层闸室1下层出水口处的正槽式溢洪道D1、锚固于中间双层闸室2的上层底板25下端的吊桥式溢洪道F；两个架空式挑流板：置于左侧双层闸室1上层出水口处的架空式挑流板E1，置于右侧双层闸室3上层出水口处的架空式挑流板E3；一条鱼道：置于右侧双层闸室3下层出水口处的横隔板竖缝式鱼道G；

其他构件在实施例一的基础上，还额外包括了40-鱼道边墙，41-横隔板，42-导流板，43-架空式挑流板E3的挑坎，44-多普勒流速仪（ADV），45-水下监控设备。

上述鱼道G采用横隔板竖缝式结构布置，所述鱼道G的边墙40采用直板式，边墙的40厚度等于中墩28的厚度，所述鱼道G底坡坡度为1:3.5。

上述鱼道G的进口处和出口处均设有水下监控设备45，所述水下监控设备45安装于鱼道G底板内。

上述鱼道G在横隔板41和导流板42之间均设有多普勒流速仪（ADV）44，所述流速仪安装于每个池室边墙40墙体中心。

上述鱼道G可通过闸门A2的开度控制其水位和流速，即可以根据不同鱼类的的洄游能力调整所述鱼道G内的水流情况。

上述架空式挑流板E3布置于鱼道G的上方，其挑流角度为15°，挑坎42采用连续式布置，所述挑坎43底部跟鱼道边墙40顶部接触。

上述架空式挑流板E由四根立柱30支撑，所述立柱30跟鱼道边墙40整体浇筑且支撑于鱼道G底板。

本实施例多功能水利枢纽，通过在各个工况下保持所述闸室1，闸室2的运行方法，改变闸室3的运行方法，使其在完成实施例一的工作同时，还额外拥有过鱼的功能，包括

1.挡水

当该水利枢纽用于挡水时，闸室1和闸室2保持其实施例一的运行方法不变，即关闭闸门A1、闸门B1、闸门B2、闸门C1，使得该水利枢纽保持挡水的功能，同时打开闸室3中的闸门A2，关闭闸室3中的闸门C2，即图19所示工作状态，保证了鱼道G的正常运行。

2.冲淤

当上流来水流量足够大时，该水利枢纽可用于冲淤，此时闸室1和闸室2保持其实施例一的运行方法不变，即除闸门B2外，其余闸门全部关闭。同时关闭闸室3中的闸门A2，闸门C2，如图20所示工作状态，即当该水利枢纽用于冲淤时，暂时停止鱼道G的正常运行，以保证有足够的大流量的水流通过闸门B1并将闸前淤积的泥沙或者沉积物冲走。

3.分层取水

当上游水位介于闸门A底部高程、闸室3顶部高程之间时，可进行分层取水。此时闸室1和闸室2保持其实施例一的运行方法不变，同时为保证鱼道G的正常运行，始终保持闸室3中的闸门A2为开启状态。

开始取水时，当上游水位为低水位，即介于闸门A底部高程与闸门B2底部高程之间时，打开闸门A1，A2，即图21所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室1下层和闸室3下层，最终通过所述闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室3下层闸门A2和其出水口处的鱼道G可取得低水位时的上游表层水。

当上游水位为中水位，即介于闸门B2底部高程与闸门C底部高程之间时，打开闸门A2，闸门B2，即图22所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室2上层，最终通过闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F可取得正常水位时的上游表层水。

当上游水位为高水位，即介于闸门C底部高程与闸室3顶部高程之间时，打开闸门C1，闸门C2，闸门A2，即图23所示工作状态，此时上游表层水流进入闸室1上层和闸室3上层，最终通过所述闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室3上层和其出水口处的架空式挑流板E3可取得高水位时的上游表层水。

4.放水

该水利枢纽在低水位、正常水位和高水位时，可进行开闸放水，且以同样的运行方法运行，即在上游水位介于闸门A底高程和闸室3顶部高程之间时，闸室1和闸室2保持其实施例一的运行方法不变，同时打开闸室3中的闸门A2，闸门C2，即图24所示工作状态，此时上游水流经闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F，闸室3上层闸门C1和其出水口处架空式挑流板E3，闸室3下层闸门A2和其出水口处的鱼道G，放入下游。整个枢纽在实现放水功能的同时，也保证了鱼道G的正常运行。

5.行洪

当发生特大洪水时，该多功能水利枢纽可进行行洪，此时闸室1和闸室2保持其实施例一工作方法不变，打开闸室3中的闸门C2，同时为保护鱼道G，关闭闸门A2，即图25所示工作状态。此时上游洪水经闸室1上层闸门C1和其出水口处的架空式挑流板E1，闸室1下层闸门A1和其出水口处的溢洪道D1，闸室2上层闸门B2和其出水口处的溢洪道F，闸室2下层闸门B1，闸室3上层闸门C1和其出水口处架空式挑流板E3，泄入下游，即闸室3下层和鱼道G不作行洪通道。

同时通过闸室2下层闸门B1，在行洪的时候还可以进行冲淤，将闸前和闸室内淤积的泥沙或者沉积物冲走。

上述鱼道G在运行时，当上游水流进入闸室3后，通过鱼道G流入下游，同时流速仪ADV44可实时监测鱼道G各个池室内的的流速数据。在闸门A2开启后，鱼群从下游河道进入鱼道G，水下监控设备45在鱼道G进口处和出口处采集图像数据。工作人员可以通过所述的实时流速数据和图像数据控制启闭机12，进而控制闸门A2的开度，以保证鱼道G中水流流速能够达到不同鱼类的感应流速，即可以根据不同鱼类的的洄游能力调整所述鱼道G内的水流情况。

综上，本发明介绍了一种多功能水利枢纽，具有较高的推广应用价值。

上述内容已经用一般性文字和具体实施步骤对本发明作了较为详尽的描述，但并非是对本发明进行限制，在不偏离本发明精神的基础上所进行的相关修改，都属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多功能水利枢纽，其特征是，包括左侧双层闸室、中间双层闸室、右侧双层闸室，左、右侧双层闸室对称布置，左、右侧双层闸室的下层闸室内设有顶部带胸墙的平面钢闸门，由对应双层闸室顶部的启闭机控制其升降，左、右侧双层闸室的上层闸室内安装横拉式伸缩门；中间双层闸室内含有上、下两扇平面钢闸门，其中上层平面钢闸门顶部带有一胸墙，中间双层闸室的上、下层闸室与左、右侧双层闸室的上、下层闸室交错分布。

2.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，所述中间双层闸室的上层闸室底板处设置有吊桥式溢洪道。

3.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，左、右侧双层闸室的上层闸室底板处均设有架空式挑流板。

4.根据权利要求3所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，左、右侧双层闸室的下层闸室出水口处均设有正槽式溢洪道，所述架空式挑流板由四根立柱支撑，所述立柱跟正槽式溢洪道的边墙整体浇筑且支撑于正槽式溢洪道底板。

5.根据权利要求3所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，左、右侧双层闸室的下层闸室出水口处分别设有正槽式溢洪道、横隔板竖缝式鱼道，所述架空式挑流板由四根立柱支撑，所述立柱跟正槽式溢洪道边墙或横隔板竖缝式鱼道边墙整体浇筑且支撑于正槽式溢洪道底板或横隔板竖缝式鱼道底板。

6.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，左侧双层闸室、中间双层闸室、右侧双层闸室为横向连续性布置，中间分缝且三个双层闸室的顶部高程相同。

7.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，中间双层闸室的下层闸室内闸门顶部高程低于左、右侧双层闸室中下层闸门的顶部高程，中间双层闸室的上层闸室内闸门底部高程高于两侧双层闸室中下层闸门的顶部高程，中间双层闸室内上层闸门顶部高程低于两侧双层闸室中上层横拉式伸缩门的底部高程。

8.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，中间双层闸室顶层设有两个减缓下降液压缸及两个减缓锁链，两个液压缸分别通过减缓锁链连接两根吊索，两根吊索分别连接于吊桥式溢洪道两侧。

9.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽，其特征是，各闸门处均设有止水橡皮。

10.根据权利要求1所述的一种多功能水利枢纽的运行方法，其特征是，包括以下步骤：

1）挡水

当上游水位介于三个闸室胸墙顶部高程以下时，该水利枢纽可用于挡水，此时所有闸门均为关闭状态，吊桥式溢洪道未被起吊；

2）冲淤

当河床底部出现大量的泥沙淤积时，该水利枢纽可进行冲淤，此时除中间双层闸室的下层闸门打开之外，其余闸门全部关闭，吊桥式溢洪道被起吊，即上游水流经中间双层闸室下层闸门流向下游，同时带走闸前和闸室内淤积的泥沙；

3）分层取水

当上游水位介于两侧双层闸室中下层闸室底部高程、中间双层闸室上层闸室顶部高程之间时，可进行分层取水；根据不同的水位情况，打开对应的闸门，取得不同水位条件下的上游表层水；

4）放水

当上游水位介于两侧双层闸室的下层闸室底部高程、中间双层闸室的上层闸室顶部高程之间时，可进行低水位、中水位、高水位同时放水，此时除中间双层闸室下层闸门以外，其余闸门全部打开，吊桥式溢洪道未被吊起；

5）行洪

当发生特大洪水时，该多功能水利枢纽可以行洪，此时打开所有控制闸门，吊桥式溢洪道被吊起，上游洪水经三个闸室及对应闸室出水口处的溢洪道和泄水板泄入下游。

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