CN113338243A - 水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，包括位于闸门两侧的闸墩，两侧的闸墩与底部的底板构成过流闸室，还包括坝顶滤收漂装置、或者坝后滤收漂装置或者坝顶滤收漂装置与坝后滤收漂装置的组合。闸墩侧壁前后间隔设置两个门槽，分别为第一门槽和第二门槽，第二门槽安置水下前道平板闸门，位于前道平板闸门的下游设有后道闸门；坝顶滤收漂装置包括在前道平板门顶的第二门槽及其上游的第一门槽设置的滤收漂网栅以及坝顶门机，坝后滤收漂装置包括设于后道闸门之后闸室底板的坝后滤收漂隔栅、水漂分离通道、清理平台、坝后清理设施。本发明适应漂浮物聚集、流动、排泄特点和工程运用需要，高效利用水流排泄、过滤、收集漂浮物，在坝顶或在坝后清理漂浮物，排漂不弃漂，提升工程运行安全与环保要求。

Description

水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统

技术领域

本发明涉及水利工程枢纽的漂浮物治理领域，具体是一种水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统。

背景技术

地表垃圾、植物根杆枝叶、水浮植物、浮藻、浮冰、动物尸体、浮筒等受雨洪冲刷汇集进入河道，经常在水面形成大量各类漂浮物，漂浮物具有组成复杂、流动、分散、聚集、缠绕、下沉等多重特性。漂浮物治理是工程普遍存在的难题。

漂浮物在水利枢纽拦截作用下大量聚集在大坝前水面，影响工程泄洪、排涝、发电、航运、取水、调水、排沙、旅游等多方面效益，污染水质、影响工程形象，威胁水利枢纽安全运行，水利枢纽应避免在坝前关键水域内大量聚集漂浮物，减少枢纽坝前清漂工作量，治理方式应适应漂浮物特性规律。

当前水利工程治理漂浮物包括拦、导、清、排、运等环节，各环节相互独立，治理过程过多依靠人力或机械，水面环境复杂多变，设施运行时不能在过程中联合运行，易出现兜漂、漏漂、沉漂、毁坏、翻转、卡阻、堵塞等，存在安全、失控、低效等诸多实际问题，方式不易发挥长期稳定效果。

水利枢纽利用泄流建筑物排泄漂浮物，现有开敞泄水排漂方式水流对漂浮物吸引范围有限，水能利用率低，排漂耗水量大，影响工程直接效益，泄水排漂受流量、水位、流态等因素制约，简单排漂导致下游河道及工程出现相同漂浮物问题，不能改善水环境。

现有治理方式和措施漂对浮物规律适应不足，缺少系统研究，没有充分发挥水力作用，难以满足水利工程多方面要求。漂浮物是通过水流筛选作用形成，在水面运移、聚集、分布受水流控制，经常期专业研究因势利导合理利用水力要素有利于改善治理效果。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，根据漂浮的特性、水利枢纽坝前水流状态、漂浮物运移规律、工程漂浮物治理要求，合理设置排漂、滤漂、收漂闸门系统，在泄流过程中排泄漂浮物，在坝顶利用滤收漂网栅、坝顶门机或在坝后采用滤收漂隔栅、清理设施收集清理漂浮物，及时集中或“细水长流”方式处理枢纽漂浮物，可以减少耗水量，泄流排漂不弃漂，操作便利，充分发挥工程综合效益，提升生态环保要求，在过程中一体化主动控制治理漂浮物，可减少中间过程中人力船只操作。

一种水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，包括位于闸门两侧的闸墩，两侧的闸墩与底部的底板构成过流闸室，其特征在于：还包括坝顶滤收漂装置、或者坝后滤收漂装置或者坝顶滤收漂装置与坝后滤收漂装置的组合；闸墩侧壁前后间隔设置两个门槽，分别为第一门槽和第二门槽，第二门槽安置水下前道平板闸门，位于前道平板闸门的下游设有后道闸门；所述坝顶滤收漂装置包括在前道平板门顶的第二门槽及其上游的第一门槽设置的前后两道滤收漂网栅以及闸墩上设置的用于起吊滤收漂网栅的坝顶门机，所述坝后滤收漂装置包括设于后道闸门之后闸室底板的坝后滤收漂隔栅、水漂分离通道、清理平台、坝后清理设施。

进一步的，所述前道闸门为顶部过流且可调节高度的水下平板门，门顶过流排泄漂浮物。

进一步的，所述后道闸门为底部孔口出流且可调节孔口高度的平板门或反弧门。

进一步的，运行时漂浮物随水流通过两道滤收漂网栅循环工作或备用，利用坝顶门机起吊滤收漂网栅轮回收集清理漂浮物。

进一步的，运行时漂浮物随水流经过前道平板门顶、后道闸门底部孔口后，经过坝后滤收漂隔栅过滤收集漂浮物，水流从闸室底板下的水漂分离通道排向下游，在坝后利用清理平台、清理设施处理坝后滤收漂隔栅中收集的漂浮物。

进一步的，所述坝后清理设施包括挖掘机、吊机、卡车。

本发明与现有工程单一泄水排漂方式比较，在过程中利用水流一体化排泄、过滤、收集、清理漂浮物，设施可根据水位变化调节，前后闸门共同承担水头差，运行灵活安全，适时集中或“细水长流”清理漂浮物，减少耗水量，泄流排漂不弃漂，满足生态环保要求，运行可控，漂浮物收集运输处理操作便利，促进资源利用，有利于治漂专业化。系统适应治理规律、耗水减少2/3以上，单位打捞成本节省2/3以上，可提升工程运行安全，设施运行、维护简便。

附图说明

图1是本发明水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统其中一个实施例的结构示意图；

图2是图1的B-B剖视图；

图3是图1的C-C剖视图。

图中附图标记分述如下：1、闸墩；2、底板；3、过流闸室；4、门槽；5、前道闸门；6、后道闸门；7、门顶滤收漂网栅；8、坝顶门机；9、坝后滤收漂隔栅；10、水漂分离通道；11、清理平台；12坝后清理设施。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，为本发明水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统其中一个实施例，包括闸墩1、底板2、过流闸室3、门槽4、前道闸门5、后道闸门6、门顶滤收漂网栅7、坝顶门机8、坝后坝后滤收漂隔栅9、水漂分离通道10、清理平台11、清理设施12。

位于闸门两侧的闸墩1与底部的底板2构成过流闸室3，闸墩2侧壁前后间隔设置两个门槽4，分别为第一门槽和第二门槽，第二门槽底部安置前道平板闸门5，位于前道平板闸门5的下游设有后道闸门6，所述后道闸门6为平板门或反弧门(图1所示实施例为反弧门)。前道闸门5为顶部过流且可调节高度的水下平板门，后道闸门6为底部孔口出流且可调节孔口高度的平板门或反弧门。

根据工程需要，在前道平板门5顶第二道门槽及其上游的第一门槽设置前后两道门顶滤收漂网栅7，运行时利用坝顶门机8吊起和吊装门顶滤收漂网栅7处理收集的漂浮物；在后道闸门6之后的闸室底板2设置坝后滤收漂隔栅9、水漂分离通道10、清理平台11，运行时漂浮物随水流经过前道平板门5顶、后道闸门6底部孔口后，经过坝后滤收漂隔栅9过滤收集漂浮物，水流从闸室底板2下的水漂分离通道10排向下游，在坝后利用清理平台11、清理设施12(根据工程需要可采用挖掘机或吊机清理，卡车运输，或就地脱水、粉碎、压缩后再转运)处理坝后滤收漂隔栅9中收集的漂浮物。根据工程需要漂浮物量大的工程也可在坝顶和坝后都设置上述收集处理漂浮物的设施。

本发明水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统规模和结构尺寸需要充分考虑漂浮物的组成、规格、密度、吃水深、来漂量、水位变幅等指标，与枢纽总体规模和布置相适应，设施设计、制造、安装、检验应满足水工闸门相关规范要求。

本发明水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统中过流闸室3的宽度需要调查漂浮物长度、缠绕状态，应能顺利通过98％以上的漂浮物。前道平板闸门5为可调节高度的水下平板叠梁门或升降门，满足运行期内水位变化要求，门顶过水深度为漂浮物吃水深度，门顶过流流速约3～5m/s。后道闸门6为可调节的底开孔的平板门或反弧门，底孔高度按前道平板闸门5顶过流流速和顺利排泄漂浮物的要求控制，闸门分别由工程启闭系统操控。

根据工程实际要求，本发明采用在坝顶、坝后以及坝顶与坝后相结合的三种方式收集清理漂浮物。具体的，在坝顶收集清理漂浮物时，在前道水下平板门5门顶及其上游设置前后两道门顶滤收漂网栅7，通过坝顶门机8交替提起和放下两道门顶滤收漂网栅7轮回收集清理漂浮物，两道门顶滤收漂网栅7间距、深度满足收集操作要求；在坝后收集清理漂浮物时，在后道闸门6之后的闸室底板2上设置水漂分离的坝后滤收漂隔栅9、水漂分离通道10、清理平台11，利用清理设施12、坝后滤收漂隔栅9收集漂浮物。对漂浮物量大的工程可在坝顶和坝后都设置前述收集清理漂浮物设施。门顶滤收漂网栅7和坝后滤收漂隔栅9形式规格应综合考虑过滤、收集、转运等方面操作要求，可采用易装卸的门框、网袋、网箱、网板等组合。

本发明水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统运用实施包括排泄、过滤、收集、清理主要过程环节，操作主要集中在清理环节，其他环节依靠水力发挥作用。在运行过程中通过前后两道闸门配合，控制和调节过闸水流流速、水头分配，漂浮物随水流排泄，通过滤收漂网栅或滤收漂隔栅过滤收集，适时吊运清理漂浮物。

根据工程漂浮物发生季节，水力排滤收漂浮物闸门系统按汛期和非汛期运行，汛期是主要运用期。运用时根据工程漂浮物来量和聚集情况采取临时集中或“细水长流”排泄清理漂浮物。实际运行中为满足前道水下门5门顶排漂水深和流速，根据水库水位变化需要调节控制前道平板门5高度，前道平板门5为可调节高度的平板门或叠梁门，后道闸门6(平板门或反弧门)通过调整开启底孔高度配合控制前道水下平板门5门顶流速、承担主要水头或排泄漂浮物。

本发明公开了一种水利工程水力排泄、过滤、收集、清理漂浮物的闸门系统，可有效改善现有工程功能单一、低效泄水排漂问题,适应简便、环保、安全治理漂浮物的要求，其依据漂浮物特性和枢纽坝前漂浮物运移规律特点，在工程适合部位设置水力排泄、过滤、收集、清理漂浮物的闸门系统，根据工程运行需要适时集中或“细水长流”清理漂浮物。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，包括位于闸门两侧的闸墩，两侧的闸墩与底部的底板构成过流闸室，其特征在于：还包括坝顶滤收漂装置、或者坝后滤收漂装置或者坝顶滤收漂装置与坝后滤收漂装置的组合；闸墩侧壁前后间隔设置两个门槽，分别为第一门槽和第二门槽，第二门槽安置水下前道平板闸门，位于前道平板闸门的下游设有后道闸门；所述坝顶滤收漂装置包括在前道平板门顶的第二门槽及其上游的第一门槽设置的前后两道滤收漂网栅以及闸墩上设置的用于起吊滤收漂网栅的坝顶门机，所述坝后滤收漂装置包括设于后道闸门之后闸室底板的坝后滤收漂隔栅、水漂分离通道、清理平台、坝后清理设施。

2.如权利要求1所述的水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，其特征在于：所述前道闸门为顶部过流且可调节高度的水下平板门，门顶过流排泄漂浮物。

3.如权利要求1所述的水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，其特征在于：所述后道闸门为底部孔口出流且可调节孔口高度的平板门或反弧门。

4.如权利要求1所述的水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，其特征在于：运行时漂浮物随水流通过两道滤收漂网栅循环工作或备用，利用坝顶门机起吊滤收漂网栅轮回收集清理漂浮物。

5.如权利要求1所述的水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，其特征在于：运行时漂浮物随水流经过前道平板门顶、后道闸门底部孔口后，经过坝后滤收漂隔栅过滤收集漂浮物，水流从闸室底板下的水漂分离通道排向下游，在坝后利用清理平台、清理设施处理坝后滤收漂隔栅中收集的漂浮物。

6.如权利要求4所述的水利工程水力排滤收漂浮物闸门系统，其特征在于：所述坝后清理设施包括挖掘机、吊机、卡车。

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