CN112973271A - 一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，涉及地表水取水技术的领域，其包括取水堤坝、取水构筑物和过滤层，所述取水堤坝位于河道下游，所述取水构筑物位于河道上游，所述取水构筑物和所述取水堤坝一体设置而成，所述取水构筑物的壁面开设有多个进水通道，所述取水构筑物连通有出水管，所述过滤层用于对渗透进入取水构筑物的水进行过滤净化。使用过程中，取水堤坝抬高河道的水位，解决山区浅水河流径流量小的问题，有效改善局部多变流态，取水构筑物代替传统的集水井对水进行收集，过滤层对水体进行净化。本申请具有能适用于对小型山溪河流进行取水的效果。

Description

一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物

技术领域

本申请涉及地表水取水技术的领域，尤其是涉及一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物。

背景技术

河道取水常常采用大口径或渗渠+集水井等作为取水构筑物。渗渠取水作为取水工程的常用类型，是利用埋设在地下含水层中带孔或带缝隙的水平管道，借用水的渗透和重力流，集取地下水和河床潜流水作为给水的水源。

然而渗渠长度常常都较长，长度达到几十米，甚至上百米。小型山溪河流的流态特点是：河道坡度大，流速大、水深小、流态多变等特点，另一方面山区浅水河道坡度大而且两侧均为基岩，因此在小型山溪河流无法采用渗渠+集水井作为取水构筑物。

针对上述中的相关技术，发明人认为针对小型山溪河流的流态特点，需要提供一种适用于小型山溪河流的取水构筑物。

发明内容

为了能适用于对小型山溪河流进行取水，本申请提供一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物。

本申请提供的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物采用如下的技术方案：

一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，包括取水堤坝和取水构筑物，所述取水堤坝位于河道下游，所述取水构筑物位于河道上游，所述取水构筑物和所述取水堤坝一体设置而成，所述取水构筑物的壁面开设有多个进水通道，所述取水构筑物连通有出水管。

通过采用上述技术方案，取水堤坝抬高河道的水位，解决山区浅水河流径流量小的问题，有效改善局部多变流态；取水构筑物代替传统的集水井，结构简单且易于施工；取水过程中取水堤坝内的原水由于渗透和重力流通过进水通道进入取水构筑物内，然后取水构筑物集取的水通过出水管被排出进行利用，有效解决了山区浅水河流径流量小、枯水期水深不能满足取水深度要求的问题，能较好的适用于小型山溪河流取水工程。

可选的，所述进水通道包括进水格栅和进水孔洞，所述进水格栅开设于所述取水构筑物不与所述取水堤坝接触的三个侧壁，所述进水孔洞开设于所述取水构筑物的顶壁。

通过采用上述技术方案，被取水堤坝拦截的原水通过侧壁的进水格栅渗透进入取水构筑物内，顶壁设置的进水孔洞可以增大取水构筑物的过水面积，从而提高取水构筑物的取水效率。

可选的，还包括过滤层，所述过滤层设置于取水构筑物外壁，所述过滤层朝向靠近所述取水构筑物中心的方向依次设置为干砌石层、河床原状砂卵石层和级配滤料层。

通过采用上述技术方案，取水堤坝内的原水依次经过干砌石层、河床原状砂卵石层和集配滤料层进入取水构筑物内，在原水渗透进入取水构筑物的过程中过滤层对原水进行过滤净化，有效降低了水中的泥沙含量。

可选的，所述取水构筑物外壁和所述过滤层之间设有多个滤板。

通过采用上述技术方案，原水通过过滤层后，然后通过滤板再次对水体进行过滤，进一步减少水泥的泥沙含量，降低水浊度，减少后续处理负荷。

可选的，所述级配滤料层包括朝向靠近取水构筑物中心的方向依次设置的砂砾层、卵石层和卵石层砂。

通过采用上述技术方案，集配滤料层包括砂砾层、卵石层和卵石层砂，能有效去除原水中的各种悬浮物、微生物及其他微细颗粒，进一步对原水进行过滤净化，提高了构筑物取得的水的水体质量。

可选的，所述取水堤坝开设有泄水洞，所述取水堤坝靠近所述取水构筑物的侧壁设置有冲砂闸，所述冲砂闸与所述泄水洞内壁固定连接。

通过采用上述技术方案，在汛期打开冲砂闸，增大河道水体流速，通过高速的水流冲刷取水构筑物外侧的过滤层的杂质，滤料层外部的杂质通过泄水洞排出至下游河道，能够有效对构筑物外侧的过滤层进行清理净化，从而保证过滤层的过滤效果。

可选的，所述取水构筑物还包括集泥板和排砂管，所述集泥板位于取水构筑物内部，所述集泥板和所述取水构筑物内壁固定连接，所述排砂管一端和所述取水构筑物内部连通、另一端穿过所述取水堤坝延伸至河道下游，所述排砂管延伸至河道下游的一端固定连接有排砂闸。

通过采用上述技术方案，原水中未过滤掉的泥沙经过沉淀后掉落到集泥板上，定期打开排砂闸，集泥板上堆积的泥沙由水流带动通过排砂管排出至河道下游，有利于对取水构筑物内部的泥沙进行清理，减少因取水构筑物内堆积的泥沙过多导致水体质量降低的问题。

可选的，所述取水构筑物内部设有反冲洗水管道，所述反冲洗水管道与所述集泥板的上表面固定连接，所述反冲洗水管道一端固定连接有反冲洗水管道阀门。

通过采用上述技术方案，根据工作情况定期打开反冲洗水管道阀门，通过气泵向反冲洗水管道内吹气时，气体从取水构筑物内向外扩散，从而对过滤层进行反冲洗，有利于延长过滤层的有效工作时间，减缓过滤层的更换周期；通过水泵向反冲洗水管道内供水时，水流通过反冲洗水管道流出至集泥板上，从而将集泥板上粘连较为牢固的泥沙冲洗掉，避免集泥板上泥沙的大量堆积。

可选的，所述反冲洗水管道的管壁上贯穿开设有多个通孔。

通过采用上述技术方案，通过气泵或水泵向取水构筑物内吹气或供水时，气体或水流可通过通孔分散出多支气流或水流，增加了气流或水流对取水构筑物的冲洗面积，从而增强反冲洗水管道的冲洗效果。

可选的，所述取水构筑物上开设有检修孔。

通过采用上述技术方案，便于工作人员进入取水构筑物内进行清理或检修。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置取水堤坝和取水构筑物，取水堤坝抬高河道的水位，解决山区浅水河流径流量小的问题，有效改善山区浅水河流局部多变流态的问题，取水构筑物对取水堤坝拦截的原水进行收集，能较好的适用于小型山溪河流取水工程；

2.通过在取水构筑物外壁设置过滤层，能够在原水渗透进入取水构筑物的过程中对原水进行过滤净化，有效降低了水中的泥沙含量，降低水浊度，减少后续处理负荷；

3.通过在取水堤坝开设泄水洞，在汛期打开泄水洞，高速水流可将过滤层外积累的杂质冲刷排出至下游河道，从而保证过滤层的过滤效果；

4.通过设置集泥板和排砂管，有利于对取水构筑物内部的泥沙进行清理。

附图说明

图1是本申请实施例的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物的平面示意图；

图2是本申请实施例的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物的取水堤坝的剖面图；

图3是图1中沿A-A的剖视图；

图4是图1中沿B-B的剖视图；

图5是图1中沿C-C的剖视图；

图6是本申请实施例的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物的进水格栅和滤板的剖视图；

图7是本申请实施例的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物的过滤层的级配滤料层的剖视图。

附图标记：1、取水堤坝；11、泄水洞；111、冲砂闸；12、走道板；121、护栏；2、取水构筑物；21、储水腔体；22、出水管；221、出水闸；23、检修孔；231、爬梯；24、进水格栅；25、进水孔洞；26、滤板；261、连接孔；262、膨胀螺栓；27、集泥板；271、集泥槽；28、排砂管；281、排砂闸；29、反冲洗水管道；291、通孔；292、反冲洗水管道阀门；3、过滤层；31、干砌石层；32、河床原状砂卵石层；33、级配滤料层；331、砂砾层；332、卵石层；333、卵石层砂；3331、第一层卵石层砂；3332、第二层卵石层砂；3333、第三层卵石层砂。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物。参照图1，一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物包括取水堤坝1、取水构筑物2和过滤层3。

参照图1和图2，取水堤坝1为沿与河道流向垂直、采用混凝土浇筑而成的溢洪坝，取水堤坝1靠近河岸的两侧分别开设有一个泄水洞11，泄水洞11内壁靠近河道上游的一端采用混凝土连接有冲砂闸111，冲砂闸111为启闭机闸门。取水堤坝1顶端沿与河道流向垂直的方向采用螺丝固定连接有走道板12，走道板12为钢板，走道板12沿长度方向的两侧焊接有护栏121，本实施例中的走道板12还可以为混凝土浇筑板。

参照图1和图3，取水构筑物2位于取水堤坝1靠近河道上游的一侧，取水构筑物2为长方体状，取水构筑物2内部设有储水腔体21，取水构筑物2和取水堤坝1采用混凝土一体浇筑而成。

参照图3，取水构筑物2靠近取水堤坝1的侧壁采用法兰固定连通有出水管22，出水管22远离取水构筑物2的一端穿过取水堤坝1延伸至河道下游，出水管22延伸至河道下游的一端采用法兰固定连接有出水闸221，出水管22远离取水构筑物2的一端弯折向下设置，以保证出水管22能埋设于取水堤坝1的坝体中，从而避免落石将出水管22砸坏或冬天出水管22内结冻的问题。

参照图3，取水构筑物2顶壁靠近取水堤坝1的一端开设有检修孔23，检修孔23与储水腔体21连通，检修孔23内壁采用螺丝固定连接有供工人爬升的爬梯231。

参照图3和图4，取水构筑物2内部设有集泥板27，集泥板27为矩形，集泥板27沿长度方向开设有两条集泥槽271，集泥板27位于取水构筑物2内沿河道水流方向倾斜向下设置，集泥板27采用混凝土和取水构筑物2一体浇筑而成。

参照图3和图4，取水构筑物2靠近取水堤坝1的侧壁采用法兰固定连通有两根排砂管28，一个排砂管28一端与一条集泥槽271连通，排砂管28另一端穿过取水堤坝1延伸至河道下游，排砂管28延伸至河道下游的一端采用法兰固定连接有排砂闸281。

参照图4和图5，取水构筑物2内设有两条反冲洗水管道29，一个反冲洗水管道29位于一个集泥槽271内，反冲洗水管道29的轴向与集泥槽271的长度方向平行，反冲洗水管道29的管壁上贯穿开设有多个通孔291（图中为示出），反冲洗水管道29和集泥槽271底壁采用螺丝固定连接，反冲洗水管道29靠近取水堤坝1的一端竖直延伸至检修孔23内，反冲洗水管道29延伸至检修孔23内的一端采用法兰固定连接有反冲洗水管道阀门292。

参照图6，取水构筑物2不与取水堤坝1接触的三个侧壁贯穿开设有多个进水格栅24，多个进水格栅24竖直设置且间隔均匀分布。参照图1取水构筑物2顶壁贯穿开设有多个进水孔洞25，多个进水孔洞25按照梅花桩状分布于取水构筑物2顶壁。

参照图6，取水构筑物2外壁设有多个滤板26，一个滤板26一一对应的和一个进水格栅24或一个进水孔洞25配合安装，滤板26采用12mm厚度的矩形钢制滤板（Q235B），滤板26沿长度方向的两侧开设有多个深度为10mm的连接孔261，相邻两个连接孔261的中心间距为30mm，滤板26与取水构筑物2外壁采用膨胀螺栓262固定连接，膨胀螺栓262嵌设于连接孔261内。

参照图5和图7，过滤层3设置于取水构筑物2不与取水堤坝1和河道底部接触的三个壁面上，过滤层3朝向靠近取水构筑物2中心的方向依次设置为干砌石层31、河床原状砂卵石层32和级配滤料层33，级配滤料层33包括朝向靠近取水构筑物2中心的方向依次设置的砂砾层331、卵石层332和卵石层砂333，砂砾层331的厚度为8-20mm，卵石层332的厚度为20-40mm，卵石层砂333设有三层，卵石层砂333靠近取水构筑物2的方向依次设有第一层卵石层砂3331、第二层卵石层砂3332和第三层卵石层砂3333，第一层卵石层砂3331厚度为40-80mm，第二层卵石层砂3332厚度为80-150mm，第三层卵石层砂3333厚度为150-300mm，使用过程中，根据实际要求选择不同粒径的卵石砂作为三层卵石层砂333的滤料。

本申请实施例一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物的实施原理为：使用时，取水堤坝1抬高河道的水位，解决山区浅水河流径流量小的问题；取水堤坝1拦截的原水通过过滤层3过滤净化，然后经过滤板26再次过滤，再流经进水格栅24或进水孔洞25进入取水构筑物2的储水腔体21内被收集；用水时打开出水闸221，储水腔体21内的水即可通过出水管22排出。

汛期时，打开冲砂闸111，高速水流将过滤层3外积累的杂质冲刷排出至下游河道，从而保证过滤层3的过滤效果。

使用过程中定期打开排砂闸281，集泥板27上沉淀的泥沙通过排砂管28排出至河道下游。

根据工作情况定期打开反冲洗水管道29阀门，通过气泵向反冲洗水管道29内吹气，从而对过滤层3进行反冲洗；通过水泵向反冲洗水管道29内供水，水流可将集泥板27上粘连的泥沙冲洗掉。

走道板12供工作人员行走，以对取水堤坝1进行巡视或检修，工人定期通过检修孔23的爬梯231进入取水构筑物2内部进行清理或检修。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：包括取水堤坝(1)和取水构筑物(2)，所述取水堤坝(1)位于河道下游，所述取水构筑物(2)位于河道上游，所述取水构筑物(2)和所述取水堤坝(1)一体设置而成，所述取水构筑物(2)的壁面开设有多个进水通道，所述取水构筑物(2)连通有出水管(22)。

2.根据权利要求1所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述进水通道包括进水格栅(24)和进水孔洞(25)，所述进水格栅(24)开设于所述取水构筑物(2)不与所述取水堤坝(1)接触的三个侧壁，所述进水孔洞(25)开设于所述取水构筑物(2)的顶壁。

3.根据权利要求1所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：还包括过滤层(3)，所述过滤层(3)设置于取水构筑物(2)外壁，所述过滤层(3)朝向靠近所述取水构筑物(2)中心的方向依次设置为干砌石层(31)、河床原状砂卵石层(32)和级配滤料层(33)。

4.根据权利要求3所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述取水构筑物(2)外壁和所述过滤层(3)之间设有多个滤板(26)。

5.根据权利要求3所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述级配滤料层(33)包括朝向靠近取水构筑物(2)中心的方向依次设置的砂砾层(331)、卵石层(332)和卵石层砂(333)。

6.根据权利要求1所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述取水堤坝(1)开设有泄水洞(11)，所述取水堤坝(1)靠近所述取水构筑物(2)的侧壁设置有冲砂闸(111)，所述冲砂闸(111)与所述泄水洞(11)内壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述取水构筑物(2)还包括集泥板(27)和排砂管(28)，所述集泥板(27)位于取水构筑物(2)内部，所述集泥板(27)和所述取水构筑物(2)内壁固定连接，所述排砂管(28)一端和所述取水构筑物(2)内部连通、另一端穿过所述取水堤坝(1)延伸至河道下游，所述排砂管(28)延伸至河道下游的一端固定连接有排砂闸(281)。

8.根据权利要求7所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述取水构筑物(2)内部设有反冲洗水管道(29)，所述反冲洗水管道(29)与所述集泥板(27)的上表面固定连接，所述反冲洗水管道(29)一端固定连接有反冲洗水管道(29)阀门。

9.根据权利要求8所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述反冲洗水管道(29)的管壁上贯穿开设有多个通孔(291)。

10.根据权利要求7所述的一种用于山区浅水河流集取水净水的构筑物，其特征在于：所述取水构筑物(2)上开设有检修孔(23)。

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