CN112726490A - 一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置及方法，包括可移动泄洪单元、排浊蓄清引导单元和操作终端；可移动泄洪单元包括位于坝体迎水面的滑轨，滑轨内设置有可移动泄洪头部，滑轨上方设置有卷扬机，所述可移动泄洪头部通过连接管路与坝体底部的调节闸门连通；所述排浊蓄清引导单元包括浮体，浮体上设置有一体化主机，一体化主机上连接有测量探头，浮体上还设有电动绞盘，所述测量电缆缠绕在电动绞盘内。本发明可以实时测出异重流洪峰的潜入位置，在需要泄洪时运行管理人员可精确将可移动泄洪头部移动洪峰高程处，高效将高浊水体排水，实现水源水库排浊蓄清，延长水库使用寿命。

Description

一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置及方法

技术领域

本发明属于水环境保护技术领域，尤其涉及一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置及方法。

背景技术

汛期暴雨径流会对水库水质及水库水力状态产生显著影响，在许多湖泊水库中，暴雨过后往往伴随着水库泥沙的淤积和出水浊度的增加。暴雨径流的温差和含沙量的改变会引起入库径流密度的变化，当暴雨径流运动至水库时会潜入到密度相同水层产生异重流。

异重流在分层水库中主要有三种运动形式，即表层流、间层流和底层潜流。表层流就是漂浮在水库表层的异重流，这类异重流不会发生潜入或潜入程度较小，会最先对水库表面造成污染；底层潜流时异重流会直接潜入水库底部，造成底层水体污染；间层流在水库上游沿着库底运行，但到达一定深度后则会与库底分离沿着某一深度水平向前继续运动，造成中间水层浊度升高。

不同异重流的表现形式会造成水库不同水层的浊度升高，传统汛期泄洪方案一般都是考虑水库水位，当水库水位上升至限汛水位时开始泄洪，目前的泄洪基本上都是基于水量考虑的，而未考虑水质-水量联动。比如初期径流水体水质较差，传统意义上运行调度是将初期洪水蓄在水库。初期径流水体及洪峰水体携带的悬浮物及耗氧有机物较多，会造成水库淤积及水库水质恶化，基于水质-水量考虑的泄洪可以为水库的排浊蓄清提供方案，对水源水库排浊蓄清的优化调度具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置及方法，本发明可以实时测出异重流洪峰的潜入位置，在需要泄洪时运行管理人员可精确将可移动泄洪头部移动洪峰高程处，高效将高浊水体排水，实现水源水库排浊蓄清，延长水库使用寿命。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，包括可移动泄洪单元、排浊蓄清引导单元和操作终端；

所述可移动泄洪单元包括位于坝体迎水面且竖直设置的滑轨，滑轨内滑动设置有可移动泄洪头部，滑轨上方设置有与可移动泄洪头部连接用于驱动可移动泄洪头部上下运动的卷扬机，所述可移动泄洪头部通过连接管路与坝体底部的调节闸门连通；

所述排浊蓄清引导单元包括浮体，浮体上设置有内置控制模块和无线模块的一体化主机，一体化主机上通过测量电缆连接有置于水中的测量探头，浮体上还设有电动绞盘，所述测量电缆缠绕在电动绞盘内；所述浮体上还设置有弹簧卷盘，其上缠绕有钢丝绳，钢丝绳下连接有置于水中的锚固墩；所述电动绞盘和弹簧卷盘均与一体化主机电连接；

所述操作终端与一体化主机无线连接，用于接收一体化主机的测量数据和向一体化主机发送操作指令。

进一步的，所述可移动泄洪头部上固定连接有密封舱。

进一步的，所述测量探头上还设置有自清洗装置。

进一步的，所述浮体中部开设圆孔，所述测量电缆和钢丝绳均从圆孔中穿过。

进一步的，所述一体化主机上连接有太阳能电板和蓄电池。

一种利用所述的适用于水源水库排浊蓄清的引导装置泄洪的方法，包括如下步骤：

S1，将浮体放置于水库中，然后通过调节弹簧卷盘将锚固墩放置于水库库底并使得钢丝绳处于张紧状态；

S2，通过操作终端向一体化主机发送指令，让一体化主机控制测量探头开始对水库的水质进行测量；同时，驱动电动绞盘在测量探头每进行一次测量后收卷一次，收卷长度由操作终端设定；

S3，一体化主机将所有的测量数据通过无线模块发送至操作终端；

S4，操作终端对接收的测量数据进行分析并绘制浊度曲线；

S5，操作人员根据浊度曲线的信息选择合适的泄洪高度并通过卷扬机驱动可移动泄洪头部移动到该高度；

S6，开启可移动泄洪头部和坝体底部的调节闸门，使得水库中的水从可移动泄洪头部中进入连接管路，然后从调节闸门中排出。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、通过本发明提供了一种水质-水量联动泄洪的技术方案，利用排浊蓄清引导装置和方法可以有效的为水源水库的排浊蓄清提供指导，提高了排浊效率，减少了水库的淤积，延长了水库的使用寿命。

2、利用本发明，不论暴雨径流产生的异重流从哪个位置潜入库区，利用该引导装置都可以实时获知水源水体垂向浊度分布，知道异重流洪峰位置。在掌握异重流洪峰位置以后，即可将可移动式泄洪头部移动至洪峰位置，实现高效的排浊。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中滑轨和可移动泄洪头部的连接结构示意图；

图3为操作终端示意图。

图中，1、可移动泄洪单元；11、坝体；12、泄洪孔道；13、调节闸门；14、可移动泄洪头部；15、连接管路；16、泄洪头部支架；17、连接段；18、滑轨；19、钢丝绳；110、密封舱；111、卷扬机；

2、排浊蓄清引导单元；21、浮体；22、弹簧卷盘；23、钢丝绳；24、锚固墩；25、一体化主机；26、测量电缆；27、电动绞盘；28、测量探头；29、自清洗装置；210、太阳能电板；211、蓄电池；212、圆孔；3、操作终端。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明所提供的技术方案。具体实施例以西北某大水深分层型水源水库为例，说明此发明的技术方案。

本发明提供一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置。该引导装置主要由可移动泄洪单元1、排浊蓄清引导单元2和操作终端3组成。

如图1所示，可移动泄洪单元1主要由坝体11、泄洪孔道12、调节闸门13、可移动泄洪头部14和连接管路15等组成。在大坝底下设有泄洪孔道12，在泄洪孔道上设有调节闸门13以调节泄洪水量。在大坝迎水面方向设有泄洪头部支架16，泄洪头部支架16通过连接段17与大坝主体相连。如图2所示，泄洪头部支架16中设置有滑轨18，可移动泄洪头部14通过滑轨18约束在泄洪头部支架16上，可移动泄洪头部14通过钢丝绳19和卷扬机17牵引实现泄洪头部的上下移动，泄洪头部14通过软管15和泄洪孔道12上的调节闸门13连接。为了减轻卷扬机13的负担，在可移动泄洪头部14上设有密封舱110以提供一定的浮力。移动泄洪头部14实际为一个电控阀门，其与调节闸门和卷扬机一起接入电源，以实现自动化控制的目的。

如图1所示，排浊蓄清引导单元2主要将各部件集成在浮体21上，浮体21通过弹簧卷盘22内部的钢丝绳23固定在锚固墩24上，弹簧卷盘22一方面可以调节钢丝绳23长度，另一方面可以提供一定的拉力，保持排浊蓄清引导单元处于相对稳定位置。在浮体21上还设有一体化主机25，在一体化主机25上设有控制模块和无线传输模块，无线传输模块用于和操作终端进行无线通信。一体化主机25接出的测量电缆26缠绕在电动绞盘27上，测量线缆的另一端和测量探头28及自清洗装置29相连，通过电动绞盘27可以控制测量探头28及自清洗装置29的上升和下降，通过自清洗装置29可以清洗探头，避免悬浮物沉积影响测量参数。一体化主机25及电动绞盘27用电来源于固定在浮体上的太阳能电板210和蓄电池211。阳光充足时通过太阳能电板给一体化主机25供电以及为蓄电池211蓄能，太阳能电板210供电不足时蓄电池211供电。在浮体21中间开设圆孔212以利于测量线缆、测量探头28和钢丝绳23的穿过。

如图3所示，操作终端与一体化主机无线连接，用于接收一体化主机的测量数据和向一体化主机发送操作指令。操作终端3上设有电源开关可以实现引导装置的通电，测量开关可以实现测量探头的测量和复位，同时可以设置测量间隔和实时显示水位、溶解氧、浊度和水温等水质参数。在操作终端下部设有三维图表显示区，在测量结束后可以通过下方按钮选择显示垂向水温、浊度或溶解氧分布，在三维图表的左侧设有泄洪口位置指示区，指示泄洪口位置。图3中的曲线为一次测量后的浊度曲线，设定测量间隔为3m，由图可知洪峰位置在海拔高程540附近，此时若需泄洪，可将可移动取水泄洪头部移动至高程540处，即可实现高浊泄洪。

本发明还提供一种利用上述的适用于水源水库排浊蓄清的引导装置泄洪的方法，包括如下步骤：

S1，将浮体放置于水库中，然后通过调节弹簧卷盘将锚固墩放置于水库库底并使得钢丝绳处于张紧状态；

S2，通过操作终端向一体化主机发送指令，让一体化主机控制测量探头开始对水库的水质进行测量；同时，驱动电动绞盘在测量探头每进行一次测量后收卷一次，收卷长度由操作终端设定；

S3，一体化主机将所有的测量数据通过无线模块发送至操作终端；

S4，操作终端对接收的测量数据进行分析并绘制浊度曲线；

S5，操作人员根据浊度曲线的信息选择合适的泄洪高度并通过卷扬机驱动可移动泄洪头部移动到该高度；

S6，开启可移动泄洪头部和坝体底部的调节闸门，使得水库中的水从可移动泄洪头部中进入连接管路，然后从调节闸门中排出。

利用该装置可以实时测出异重流洪峰的潜入位置，在需要泄洪时运行管理人员可精确将可移动泄洪头部移动洪峰高程处，高效将高浊水体排水，实现水源水库排浊蓄清，延长水库使用寿命。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，其特征在于：包括可移动泄洪单元、排浊蓄清引导单元和操作终端；

所述可移动泄洪单元包括位于坝体迎水面且竖直设置的滑轨，滑轨内滑动设置有可移动泄洪头部，滑轨上方设置有与可移动泄洪头部连接用于驱动可移动泄洪头部上下运动的卷扬机，所述可移动泄洪头部通过连接管路与坝体底部的调节闸门连通；

所述排浊蓄清引导单元包括浮体，浮体上设置有内置控制模块和无线模块的一体化主机，一体化主机上通过测量电缆连接有置于水中的测量探头，浮体上还设有电动绞盘，所述测量电缆缠绕在电动绞盘内；所述浮体上还设置有弹簧卷盘，其上缠绕有钢丝绳，钢丝绳下连接有置于水中的锚固墩；所述电动绞盘和弹簧卷盘均与一体化主机电连接；

所述操作终端与一体化主机无线连接，用于接收一体化主机的测量数据和向一体化主机发送操作指令。

2.根据权利要求1所述的一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，其特征在于：所述可移动泄洪头部上固定连接有密封舱。

3.根据权利要求1所述的一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，其特征在于：所述测量探头上还设置有自清洗装置。

4.根据权利要求1所述的一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，其特征在于：所述浮体中部开设圆孔，所述测量电缆和钢丝绳均从圆孔中穿过。

5.根据权利要求1所述的一种适用于水源水库排浊蓄清的引导装置，其特征在于：所述一体化主机上连接有太阳能电板和蓄电池。

6.一种利用如权利要求1所述的适用于水源水库排浊蓄清的引导装置泄洪的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，将浮体放置于水库中，然后通过调节弹簧卷盘将锚固墩放置于水库库底并使得钢丝绳处于张紧状态；

S2，通过操作终端向一体化主机发送指令，让一体化主机控制测量探头开始对水库的水质进行测量；同时，驱动电动绞盘在测量探头每进行一次测量后收卷一次，收卷长度由操作终端设定；

S3，一体化主机将所有的测量数据通过无线模块发送至操作终端；

S4，操作终端对接收的测量数据进行分析并绘制浊度曲线；

S5，操作人员根据浊度曲线的信息选择合适的泄洪高度并通过卷扬机驱动可移动泄洪头部移动到该高度；

S6，开启可移动泄洪头部和坝体底部的调节闸门，使得水库中的水从可移动泄洪头部中进入连接管路，然后从调节闸门中排出。

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