CN113605490B - 一种河床式地下取水构筑物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种河床式地下取水构筑物，涉及地表取水技术领域，包括第一液压系统舱、第二液压系统舱、取水系统舱和坝体，第二液压系统舱和第一液压系统舱沿河流水流方向依次设置，位于河床下方；取水系统舱设置于第一液压系统舱和第二液压系统舱之间，取水系统舱的顶部开设有取水口，取水口位于河床下方，取水系统舱开设有出水口与外界连通；以及坝体分别与第一液压系统舱和第二液压系统舱连接，坝体在第一液压系统舱和第二液压系统舱驱动下，不取水时盖合取水口，取水时开打取水口，其使用不影响河道行洪、不改变河道水流状态，不会导致上游发生壅水、不会造成河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季冰凌等不利情况发生。

Description

一种河床式地下取水构筑物

技术领域

本发明涉及地表取水技术领域，具体而言，涉及一种河床式地下取水构筑物。

背景技术

随着工业生产和农业生产的快速发展，居民生活水平的不断提高，人类活动排放至河道的污染物种类、数量也在不断增加，由于河道的自净能力有限，人类活动排放超过河道自净能力时，河道生态系统将受到严重破坏，难以自我修复。为改善河道水质，提升河道水环境质量，恢复河道生态功能，实现河道生态修复，建设生态文明，需要对河水进行深度处理。被污染河水处理常采用的方案包括原位处理和异位强化处理等。但是现在没有一种能实现河水全部截留取水且不改变河道水流状态不利情况，并配合实现将受污染河水截取至人工处理系统内的构筑物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种河床式地下取水构筑物，以改善上述问题，本发明采取的技术方案如下：

本申请提供了一种河床式地下取水构筑物，包括：第一液压系统舱、第二液压系统舱、取水系统舱和坝体，所述第一液压系统舱和所述第二液压系统舱沿河流水流方向依次设置；所述取水系统舱设置于所述第一液压系统舱和所述第二液压系统舱之间，所述取水系统舱的顶部开设有取水口，所述取水口位于河流常水位状态下的河流下方，所述取水口沿河道宽度方向的最大尺寸大于或等于常水位状态下的河流宽度，所述取水系统舱开设有出水口与外界连通；以及坝体，所述坝体分别与所述第一液压系统舱和所述第二液压系统舱连接，所述坝体的上端面低于或等于河流的河床底部最低点的高度，所述坝体在所述第一液压系统舱和所述第二液压系统舱驱动下，不取水时盖合所述取水口，取水时开打取水口。

进一步地，所述坝体包括至少一个浮体坝，每个所述浮体坝包括钢制坝板和橡胶层，所述橡胶层覆盖于所述钢制坝板的外表面。

进一步地，所述钢制坝板为中空结构。

进一步地，所述钢制坝板包括坝架和板体，所述板体固定连接于所述坝架外构成中空结构的所述钢制坝板。

进一步地，所述取水系统舱内设有用于拦截水体内杂物的回转格栅组件，所述回转格栅组件横置于所述取水系统舱内并将取水系统舱分为上下两个部分，所述取水口位于所述回转格栅组件上方。

进一步地，所述回转格栅组件包括格栅骨架、格栅网、传输导轨和回转动力组件，所述格栅网固定连接在所述格栅骨架外，所述格栅骨架与所述传输导轨连接，所述传输导轨与所述回转动力组件连接；所述取水系统舱内设有隔墙，所述隔墙将所述取水系统舱底部分为栅渣区和集水区，所述取水口位于所述集水区上方，所述回转格栅组件的一端部位于所述栅渣区的上方；所述格栅网在所述回转动力组件的传动下沿着所述传输导轨运动，并将所述格栅网上杂物运输至所述栅渣区。

进一步地，所述第一液压系统舱和所述第二液压系统舱的顶部均开设有用于容纳所述坝体的容纳槽，两个所述容纳槽平面均为矩形状，纵断面均为“L”形状，两个所述容纳槽的底部均设有5％的坡度，两个所述容纳槽的最低点均靠近所述取水系统舱。

进一步地，所述取水系统舱底部设有输水渠，所述输水渠沿着所述取水系统舱长度方向设置，所述输水渠通过所述出水口与外界连通，所述输水渠的横截面为弧形，所述输水渠的坡度为0.3％-2％，最低点靠近河岸。

进一步地，所述输水渠的最低点上开设有集水槽排水沟，所述集水槽排水沟沿着所述取水系统舱长度方向设置，所述集水槽排水沟通过所述出水口与外界连通。

进一步地，所述集水槽排水沟的横截面尺寸为宽200mm，高200mm；所述集水槽排水沟(28)的坡度为0.3％-2％，最低点靠近河岸。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置取水口在河流下方，实现在不筑堤、筑坝的前提下，河道水全部截留取水，修筑后不影响河道行洪，不会导致取水构筑物上游发生壅水，不会造成河水流动状态改变，不致因此造成河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季冰凌等不利情况发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例1的俯视结构示意图；

图2为实施例1的剖面结构示意图；

图3为实施例1的取水系统舱的结构示意图

图4为实施例1的检修舱、集水舱和液压系统舱结构示意图；

图5为实施例2的第一部分结构示意图；

图6为实施例2的第二部分结构示意图；

图7为实施例2的第三部分结构示意图；

图8为实施例2的第四部分结构示意图；

图中标记：1、第一液压系统舱；2、取水系统舱；3、第二液压系统舱；4、集水系统舱；5、出水舱；6、出渣舱；7、检修舱；9、液压油缸；10、液压泵；11、液压油管；12、液压杆；13、基座；15、柔性防水套管；16、支撑底座；17、浮体坝；18、钢制坝板；19、橡胶层；20、液位监视系统；21、监视系统；22、通风系统；23、照明系统；24、消防系统；25、空气探测系统；26、格栅网；27、输水渠；28、集水槽排水沟；29、传输导轨；30、回转动力组件；31、第一密闭闸板设备；32、第二密闭闸板设备；33、隔墙；34、延伸沟。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

传统的河道取水工程设施包括岸边式取水构筑物，如合建式岸边取水构筑物、分建式岸边取水构筑物等；河床式取水构筑物，如虹吸管取水构筑物、水泵直接取水构筑物、桥墩式取水构筑物等；活动式取水构筑物，如浮船式取水构筑物、缆车式取水构筑物。上述传统的河道取水工程设施无法实现对河道水的全部截污取水，仅是取用部分河水进行深度处理后供给城镇和工业企业生产生活使用，用多于给水净化工程领域，不适合对河流整体进行截留取水，进而在后期对水体实施净化操作。

并且在现有技术中，为实现对河道水的全部截留取水，当前的河道截污取水工程技术，多采用在河道内修建拦河坝工程并配套河堤工程等，对被污染河水进行全部拦蓄截污，并配套修建取水设施工程，如提升泵站或引水管(渠)等，对被污染河水进行取水。上述取水技术措施，工程设计和施工复杂，造价较高，勘察设计和施工周期较长。除此之外，在河道内修建拦河坝工程和河堤工程，拦蓄受污染河水，使得河道横断面改变，将导致河水水流状态严重变化，导致拦河坝上游一定范围内发生壅水，河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季发生冰凌等不利情况；更为严重的是，受污染河水的长时间拦蓄可能会导致水体黑臭，此外，大量拦蓄污水会入渗地下含水层，致地下水受到严重污染。因此，需要发明创造一种能实现河水全部截留取水且不改变河道水流状态、避免河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季发生冰凌、上游发生壅水等不利情况，能配合实现将受污染河水全部截取至人工处理系统内的取水构筑物。

同时河流中还有一种为浅滩河流，由于浅滩河道断面宽阔且无成型的河堤，河道坡度较小，河水在河漫滩流淌，河流径深较小，这种河流难以利用岸边式取水构筑物、河床式取水构筑物或活动式取水构筑物有效取水，而一般多采用大口井、渠、渗管井等进行取水，且多用于给水净化工程技术领域，也是只能部分取水，不能实现整段截留取水的目的，无法用于河道污废水净化工程技术领域。如修建拦河坝蓄水取水，不仅需要配套建设拦河坝工程和取水设施工程，还需要在拦河坝修建后的河道回水范围内配套建设河堤工程和防渗工程，由此造成工程投资费用高，工程施工周期长，施工难度大，除此之外，河道行洪和河道自然生态系统也将受到一定程度的影响。因此，需要发明创造一种适应浅滩河道特点的、经济适用、施工和运维方便的取水构建筑。

再进一步地，由于中国地域范围巨大，河流受季节性变化影响，部分河道河水流量和水质变化很大。旱季时，河水流量较小，多为城镇排放的污废水；雨季时，流域范围内汇集的雨水和城镇排放的污废水合流进入河道，河水流量较大。由于不论旱季或雨季，河道内有一部分河床常年受到流水冲蚀，极易形成子槽，且子槽一般较窄、深，而子槽两侧的河床由于旱季时无流水侵蚀，仅雨季时方有流水通过，河床较宽且平整，因此造成整个河床断面由河堤到河床中心呈现出台阶状。为了对污染严重的旱季时节的河水进为行异位强化处理，需要截留河水至强化处理设施内。如修建拦河坝蓄水取水，不仅需要在子槽内配套建设拦河坝工程和防渗工程，还需要在子槽外的河床上修建拦河坝工程、防渗工程和河堤加固工程，除此之外，为不影响河道行洪，一般需要自子槽底起建造拦河坝，由此将导致子槽两侧的拦河坝建设高度也被迫增大、基础埋深增大，由此造成工程投资费用高，施工周期长，施工难度大。如采用上述技术方案，由于河道水流断面由子槽扩大到整个河床，水流断面增大，将导致河水流速减慢，极易造成泥沙沉淀、河道淤积、冬季冰凌等不利情况。因此，需要发明创造一种适应子槽型河道特点的、经济适用、运维和管理方便的取水构建筑。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种河床式地下取水构筑物，其包括第一液压系统舱1、第二液压系统舱3、取水系统舱2和坝体，其中第一液压系统舱1、第二液压系统舱3和取水系统舱2均采用钢筋混凝土结构浇筑而成的中空结构，其具体的施工工艺为现有技术，本申请中不再赘述。

在本实施例中，第一液压系统舱1和第二液压系统舱3沿河道的水流方向依次设置，且位于河床下方，而取水系统舱2设置于第一液压系统舱1和第二液压系统舱3之间，且第一液压系统舱1、第二液压系统舱3、取水系统舱2和坝体均设置于河床下方。同时取水系统舱2的顶部开设有取水口，具体而言，为了实现对于河流整段的截留，所以取水口位于河流常水位状态下的河流下方，具体而言，本申请是为了实现对于河流整段的截留，但是在丰水期由于河水中污染物浓度被雨水稀释，并不需要净化，无需消耗过多的资源再对河流的水体进行净化。所以取水口沿河道宽度方向的最大尺寸大于或等于常水位状态下的河流润湿宽度即可，具体而言，取水口的大小由所施工的河段的常年水位状态相关，本申请中不作出具体的限制，一般来说采用略大于常水位河岸即可。同时了截取河流中的水还需运输给污水处理单位，所以取水系统舱2开设有出水口与外界连通。具体而言，如何将被污染河水输送到水体处理单位，其为现有技术并且并不是本申请所要解决的问题，所以不在本申请中赘述。并且在本实施例中，所提及的水体处理单位为对水体进行异位强化处理的单位，不限于污水厂之类的处理方式，其为现有技术，不在此赘述。

其中上文中已经阐述了，本实施例不需要对雨季时尤其是处于丰水期的河流进行截流取水，所以在本实施例中，坝体分别与第一液压系统舱1和第二液压系统舱3连接，坝体的上端面低于或等于河流的河床底部最低点的高度，坝体在第一液压系统舱1和第二液压系统舱3驱动下，雨季或者河道处于丰水期，不取水时盖合取水口，坝体在第一液压系统舱1和第二液压系统舱3驱动下，旱季或者枯水期，取水时开打取水口，并且坝体打开取水口时，坝体最低点位于河水常水位之上。其中需要说明的是，取水或者取水时，均有当地的环境部门进行判断是否需要水体净化，所以本实施例中不再赘述具体时间。

其取水工艺如下：河道取水时，坝体升起至河水常水位之上，河流的水体经过取水口进入取水系统舱2，经取水系统舱2收集后再通过出水口将水体输送给污水处理单位，取水过程中由于采用取水口直接截断河流式并通过取水系统舱2引流到污水处理单位，实现被污染河水全部截取，便于对于河流内的被污染河水进行异位强化处理，经过处理达到排放要求后排回河流中，实现了改善河流水质的目的；并且采用这样的方式，无需筑坝和筑堤拦蓄，不会导致受污染河水因为拦蓄而大量入渗地下含水层，避免地下水受到污染；还能减少取水构筑物的修建而造成行洪断面缩小，这种方式不会影响河流的行洪断面；同时能避免因取水构筑物的修建造成河道上游壅水、河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季发生冰凌等不利情况，降低取水构筑物对原有河流状态的影响；并且坝体升起时，还可兼做桥梁，便于行人及轻型检修车可以由坝体横跨河道，便于巡检。

其泄洪过程如下：在河流泄洪时，坝体盖合取水口，封闭取水系统舱2，水流经过坝体后排泄至河道下游。

需要说明的是在本实施例中，为了降低第一液压系统舱1和第二液压系统舱3的设计难度，在本实施例中第一液压系统舱1和第二液压系统舱3具有相同结构，第一液压系统舱1和第二液压系统舱3内均设有液压设备，参见图2和图4，其中液压设备具体包括液压油缸9、液压泵10、液压油管11、支撑底座16和液压杆12。具体而言，在本实施例中液压设备共计两套，并且每套液压设备包括内液压油缸9一个、液压泵10一个、液压油管11一组、支撑底座16两个和液压杆12一对。需要说明的是，在具体的使用环境的中对于液压设备套数数量的选用以及液压设备内具有多少液压杆12等数量的选择，本领域技术人员，可以根据实际的需求决定，本申请中不作出具体的限制。同时需要说明的是，液压设备的具体如何运转以及运动的原理，其为本领域的公知常识，本申请中不再赘述。但是为了便于本领域技术人员的理解，本申请将给出一种具体的液压实施方式。

参见图3和图4，其中在本实施例第一液压系统舱1和第二液压系统舱3的设置相同，具体而言在本实施例中第一液压系统舱1和第二液压系统舱3为对称设置，所以在本实施例中的下文中只讲述第一液压系统舱1的设置，但是本领域技术人员可以理解的是第二液压系统舱3也是相同的设置，并且本领域技术人员可以根据具体的施工环境，可以在不改变液压设备作用的前提下，适当的调整第二液压系统舱3内设备的位置。参见图2和图4，其示出了第一液压系统舱1的结构示意图，具体而言为了实现坝体的上下运动，在本实施例中，每个液压杆12的基座13通过螺栓固定在第一液压系统舱1的底部，第一液压系统舱1的顶板上设有至少一个柔性防水套管15，即在第一液压系统舱1的顶板上设置有四个，并且柔性防水套管15通过预埋的方式设置在第一液压系统舱1的顶板上，液压杆12穿过预埋的柔性防水套管15与支撑基座13相连，支撑基座13通过螺栓固定在坝体上。取水时，液压设备工作，控制液压杆12伸展，进而控制坝体升起；泄洪时，液压系统设备工作，控制液压杆12回落，进而控制坝体降落。在本实施例中，液压设备的主要功能是为坝体提供动力，使得在取水时坝体升起至河水常水位之上，并固定坝体；同时满足行人及轻型检修车由坝体横跨河道；并且承担坝体取水期间的全部荷载；使得泄洪时坝体能顺利回落盖合取水口，同时固定坝体；并且能分担一部分坝体行洪期间的荷载压力，达到固定坝体的作用。

并且考虑到本实施例具体应用环境是近河流环境，并且设置在河床之下，所以在考虑到结构渗漏水、设备检修渗漏水等问题，需要将积水及时收集并排出，在本实施例中，第一液压系统舱1和第二液压系统舱3的底部还设有集水槽排水沟28，集水槽排水沟28可以在第一液压系统舱1或第二液压系统舱3内发生结构渗漏水、设备检修渗漏水等积水问题时候，及时收集积水并排至舱外。同时为了提升排水效果，在本实施例中，第一液压系统舱1和第二液压系统舱3底均设置有坡度，具体而言，可以设置坡度为0.3％-2％，在本实施例中为了提升检修人员在第一液压系统舱1和第二液压系统舱3内的行走感受，同时便于收集渗漏水，设置地面坡度为0.9％，最低点靠近河岸，将积水等液体通过斜坡转移到集水槽排水沟28。并且为了减少集水槽排水沟28内沉积泥沙等杂物堆积情况的发生几率，在本实施例中集水槽排水沟28的横截面面积小于或等于40000平方毫米，设置坡度0.3％～2％，优选坡度0.9％，优选断面尺寸为宽200mm×高200mm,坡向河堤方向。通过以上条件设置，减少集水槽排水沟28内沉积泥沙等杂物的情况发生的情况。

并且为了进一步便于检修人员对液压设备进行日常维护，在第一液压系统舱1的两端均设有检修舱7，参见图1，即在本实施例中共计有四个检修舱7，两个检修舱7分别位于第一液压系统舱1两端部，两个检修舱7分别位于第二液压系统舱3两端部，并且四个检修舱7均通向河堤范围外并与外界连通。采用上述的设置，可以减少因为本实施例的修建而影响河道行洪断面，保障河道行洪能力不受影响；降低因为取水构筑物的修建造成河道上游壅水、河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季发生冰凌等不利情况发生几率；与此同时，满足第一液压系统舱1、第二液压系统舱3的人员及设备进出需要、应急疏散需要，强化通风换气能力，提升液压系统舱工作环境。同时每个检修舱7地面均设置有延伸沟34，其延伸沟34与第一液压系统舱1或第二液压系统舱3内的集水槽排水沟28顺接，坡度保持一致，采用矩形断面，断面尺寸为200mm×200mm。其主要作用为将第一液压系统舱1或第二液压系统舱3内结构渗漏水、设备检修渗漏水及时收集并排至舱外。可以理解的是，参见图4，其延伸沟34亦为四条并且分别与一个集水槽排水沟28顺接，排出集水槽排水沟28内的积水。其积水排出舱外方式可以通过提升泵等现有公知常识完成，本申请中不再赘述。

参见图4，图中示出了在检修舱7内设置有监视系统21、通风系统22、照明系统23、消防系统24、空气探测系统25。其原因在于设置监视系统21可以监视第一液压系统舱1内设备运行情况，而照明系统23可以实现在第一液压系统舱1内实现照明便于检修人员对设备进行维护，而消防系统24可以在第一液压系统舱1内发生火灾时候进行灭火，提升本申请的安全等级；同时由于本实施是建造于地下并且靠近河流，第一液压系统舱1内容易滋生细菌，消耗第一液压系统舱1内的氧气并排放有毒气体或者二氧化碳等危及检修人员健康的气体，所以在本实施例中还设有空气探测系统25，监控第一液压系统舱1内的空气状态，减少检修人员气体中毒概率，确保检修人员进出第一液压系统舱1消防安全保障。其中监视系统21、通风系统22、照明系统23、消防系统24、空气探测系统25为现有并可直接采用的成套设备，本实施例中不在赘述其工作原理和连接关系，同时可以理解的是第二液压系统舱3亦有相同设置，本文中不在赘述。

进一步地，在本实施例中，坝体包括至少一个浮体坝17，每个浮体坝17包括钢制坝板18和橡胶层19，橡胶层19覆盖于钢制坝板18的外表面。具体而言，请结合图1以及图2，即在本实施例中，共计有两个浮体坝17构成坝体，可以理解的是，在具体的使用环境中，本领域技术人员可以根据单个浮体坝17的制作难度，以及本实施例的建造位置河床的宽度，采用更多的浮体坝17达到覆盖取水口的目的，当然若是所需取水的河道较窄也可以仅仅采用一个浮体坝17，本申请中不对此做出具体的限制。其中包覆在钢制坝板18的外表面的橡胶层19可以减少固体物质与浮体坝17间的刚性碰撞和摩擦，增强浮体坝17的耐久增性和止水性能。本实施例中的浮体坝17外形尺寸规格可以根据取水量等实际工程需要调整，本申请中不作出具体的限制。

其中为降低浮体坝17的自重荷载，在本实施例中，钢制坝板18为中空结构。为了实现钢制坝板18的低重量与高强度的有机结合，在本实施例中采用了由坝架和板体制成的钢制坝板18，其中坝架(图中未示出)和板体(图中未示出)均为钢材料制成，板体为焊接在坝架外构成浮体坝17，橡胶层19包覆在板体外。并且中空设置的浮体坝17可以减轻浮体坝17的自重荷载。并且为了进一步利用浮体坝17的中空特性，在本实施例中，参见图3，在取水系统舱2的出水口处、出渣口处分别设置有用于开合出水口的第一密闭闸板设备31、第二密闭闸板设备32，其中第一密闭闸板设备31、第二密闭闸板设备32的工作原理和安装方式为本领域的公知常识，本申请中不作赘述。在取水期间，第一密闭闸板设备31打开出水口、第二密闭闸板设备32打开出渣口，泄洪期间，第一密闭闸板设备31封闭出水口、第二密闭闸板设备32封闭出渣口。其目的是在泄洪期，封闭输水系统舱，使得输水系统舱处于满水状态，而位于液体中的中空浮体坝17会产生浮力，形成对浮体坝17浮力支撑，同时增大本实施例的液压设备自身荷载极限大小的同时分担一部分浮体坝17行洪期间的荷载，降低了对于浮体坝17结构强度的要求，降低了液压设备载荷负担要求。

在本实施例中，考虑到河流中难免会存在杂草、树枝、垃圾等杂物，为了实现对水体进行预处理，所以取水系统舱2内设有用于拦截水体内杂物的回转格栅组件，回转格栅组件横置于取水系统舱2内并将取水系统舱2分为上下两个部分，取水口位于回转格栅组件上方。通过以上设置可以将水体内杂物拦截在回转格栅组件上，将减少流过回转格栅组件的水体内的杂物，实现预先水、渣分离处理，便于后续的水处理单位对水体进行处理。

其中参见图2和图3，回转格栅组件包括格栅网26、传输导轨29和回转动力组件30，回转格栅组件与输水渠27同宽，格栅网26的厚度50mm～150mm，格栅网26的横向栅条间隙为20mm～100mm，格栅网26的纵向栅条间隙为20mm～200mm；回转格栅组件的主要作用是实现河水与河水中的杂草、树枝、垃圾等杂物分离形成栅渣；其中格栅网26其具体规格尺寸可根据河水中杂草、树枝、垃圾等杂物的数量、大小等情况调整，本申请中不作出具体的限制。

进一步的地，为了解决拦截的杂物处理问题，实现格栅网26可以转动化，格栅网26与传输导轨29固定连接，传输导轨29与回转动力组件30转动连接，传输导轨29固定连接于取水系统舱2的侧壁上，其中传输导轨29固定连接于取水系统舱2的侧壁的方式以及回转格栅组件详细的连接结构为本领域的公知常识，本申请中不再赘述。参见图3，当河水中的杂草、树枝、垃圾等杂物过多时，格栅网26在回转动力组件30的传动作用下沿着传输导轨29运动，并将杂物运送至取水系统舱2的一侧。为了便于处理取水系统舱2内的栅渣，参见图3，在取水系统舱2内设有隔墙33，隔墙33将取水系统舱2底分为栅渣区和集水区，回转格栅组件的一端部位于栅渣区的上方，取水口位于集水区上方，通过以上设置在回转动力组件30的驱动下，位于格栅网26上的杂物会被运送到栅渣区，并且由于隔墙33的设置，隔墙33将隔离开截流的水体，便于清洁维护人员在本实施例使用时能对及时清理栅渣，使得本实施例为能长时间运行。同时由于栅渣中难免会包含液体，所以为了降低栅渣区内的水体积累，在本实施例中，取水系统舱2的栅渣区设置有0.3％～2％的坡度和集水槽排水沟28，其中取水系统舱2的栅渣区底部的集水槽排水沟28与第一液压系统舱1内的集水槽排水沟28是结构设置相同，其区别在于所处的位置不同，即一个位于第一液压系统舱1内，一个位于取水系统舱2内。其中取水系统舱2的栅渣区底部坡向集水槽排水沟28，取水系统舱2的集水槽排水沟28的断面尺寸为200mm×200mm，坡度设置为0.9％。

进一步地，为了便于栅渣的清理出本实施例，本实施例中还包括有出渣舱6，出渣舱6位于第一液压系统舱1和第二液压系统舱3之间，并且在取水系统舱2开设有出渣口，取水系统舱2的栅渣区底部的集水槽排水沟28通过出渣口流向舱外，出渣舱6的设置使得取水系统舱2内的杂物能及时排除，减少栅渣的腥臭味。当然为丰水期的安全考虑，取水系统舱2内设有用于开合出渣口的第二密闭闸板设备32，可以理解的是本实施例中第一密闭闸板设备31和第二密闭闸板设备32的结构相同但位置不同，两者的区别在于其封闭的开口不同。在本实施例中，第二密闭闸板设备32在不需要清理杂物的情况都处于封闭状态。主要是为了在丰水期内使得取水系统舱2内充满液体，为浮体坝17提供必需的浮力。同理为了保障检修人员和运维人员进出舱室安全和舱室的消防安全，在本实施例中出渣舱6内设置有监视系统21、通风系统22、照明系统23、消防系统24、空气探测系统25，其目的为监视出渣舱6设备运行情况，保障检修人员和运维人员进出舱室安全和舱室的消防安全，同时提升出渣舱6工作环境水平。需要说明的是，本实施例中，出渣舱6用于进出的舱口通向河提范围外。

为了进一步地，提升取水系统舱2的集水区内的集水效果，参见图2，在本实施例中，取水系统的集水区内设置有输水渠27和集水槽排水沟28，输水渠27沿着取水系统舱2长度方向设置，输水渠27和取水系统舱2的集水区内集水槽排水沟28通过出水口与外界连通，其中可以理解的，在取水系统舱2内的集水槽排水沟28与第一液压系统舱1内的集水槽排水沟28设置结构形式相同，其区别只是在于所处的位置不同。输水渠27为半圆弧形截面，圆弧直径与取水系统舱2宽度一致，设置坡度0.3％～2％，具体设置为0.9％，坡向出水口，最低点靠近河岸。取水系统的集水区内的集水槽排水沟28设置于输水渠27弧形最低点，为矩形断面，断面尺寸为200mm×200mm，设计坡度0.3％～2％，具体设置为0.9％，坡向出水口，最低点靠近河岸，集水槽排水沟28沿着取水系统舱2长度方向设置，集水槽排水沟28通过出水口与外界连通，通过以上的设置输水渠27和集水槽排水沟28内可以降低泥沙淤积的可能性。

参见图3，并且为了便于本实施例的使用便利，本实施例中还包括有出水舱5，出水舱5内可以设置有与取水系统舱2内相同设置的集水槽排水沟28和输水渠27，具体而言，出水舱5内设置的集水槽排水沟28和输水渠27分别与取水系统舱2的集水槽排水沟28和输水渠27顺接，坡度保持一致。达到延长取水系统舱2的目的，其中出水舱5通向河堤范围外并与外界连通，采用上述的设置，可以减少因为本实施例的修建而影响河道行洪断面，保障河道行洪能力不受影响。同时也可以保障取水系统舱2中的水体能及时转输至水处理单位或提升泵房。

进一步地，为了维护出水舱5内的运行状态，在出水舱5内也设置有监视系统21、通风系统22、照明系统23、消防系统24、空气探测系统25，其与检修舱7相同均为采用相同成品系统，此处不再赘述。

参见图2，考虑到在本实施例中，坝体本身是具有厚度的，便于收纳坝体，使得坝体在盖合取水口时，不改变河流内水体的流速，在本实施例中，第一液压系统舱1和第二液压系统舱3的顶部均开设有用于容纳坝体的容纳槽，两个容纳槽平面均为矩形状，纵断面均为“L”形状，同时为了减少河流中泥沙、杂草、树枝、垃圾等杂物，在坝体打开取水口时堆积在容纳槽内，两个容纳槽的底部均设有5％的坡度，两个容纳槽的最低点均靠近取水系统舱2的取水口，换而言之，两个容纳槽的底部均设有5％的坡度，两个容纳槽的均坡向取水系统舱2的取水口。并且为了减少大块石头、垃圾等占用容纳槽体积而影响浮体坝17降落，避免由此影响行洪安全，在浮体坝17与其余部分与第一液压系统舱1的顶部设有空隙，并且，为了减少液压设备在行洪期间对浮体坝17的支撑力，在所述两个容纳槽内还有设有支座，用于在浮体坝17盖合取水口时，支撑浮体坝17。

参见图2，图中示出了的每个浮体坝17的几何中心位置正下方设置有液位监视系统20。其功能为监视输水系统舱中的液位变化，当取水系统舱2中的液位超过警戒液位时，液位监视系统20发出报警信号，液压系统设备启动工作，浮体坝17落回至取水系统舱2上方，停止取水，河水由浮体坝17上方排泄至河流下游。

实施例2

本实施例为实施例1在浅滩型河流的具体实行方式；

参见图5至图8，图为某县有一浅滩型河道，经勘察测量，河道常水位水深约为0cm～50cm，河岸总宽度约为52.3m～59.9m，河岸与河中心标高差约为90cm～110cm，常水位下河岸宽度约为25.1～26.5m河流上下游均为河漫滩，无堤坝，河流纵坡0.0005左右，河道横断面坡度，由河岸至河床中心约为0.003～0.005。河道水质受上游工业企业废水和城镇生活污水排放，污染严重，主要污染物指标处于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准左右。在该河道下游某处设置有一个国家水质监测站，考核该河道水质，要求考核断面水质必须达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类水质要求。为保障该河道水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准以上，需要对该河道水质进行提标处理，为此需要修建河道取水工程设施。

考虑到该河道为浅滩型河漫滩河道，河道两侧无堤坝，河道较平缓，且河道两岸多为农田和村落，村落之间跨河连通为石砌墩台，无连通桥梁，因此不利于修筑拦河坝和河堤蓄水取水，为此设计采用本发明的一种无需筑堤筑坝的河床式取水构筑物，

如图5至图8所示。该设施修建后，能满足工程取水和行洪需要，投资较少，运维管理方便，不会改变河道上下游河流状态，不会造成河道上游壅水、河水流速减慢、泥沙沉淀、河道淤积、冬季发生冰凌等不利情况，规避了因蓄水而导致的农田和村落淹没、交通阻隔风险，有效避免了因为受污染河水拦蓄而污染地下水。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上，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，任何熟悉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以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种河床式地下取水构筑物，其特征在于，包括：

第一液压系统舱(1)；

第二液压系统舱(3)，所述第二液压系统舱(3)和所述第一液压系统舱(1)沿河流水流方向依次设置；

取水系统舱(2)，所述取水系统舱(2)设置于所述第一液压系统舱(1)和所述第二液压系统舱(3)之间，所述取水系统舱(2)的顶部开设有取水口，所述取水口位于河流常水位状态下的河流下方，所述取水口沿河道宽度方向的最大尺寸大于或等于常水位状态下的河流宽度，所述取水系统舱(2)开设有出水口与外界连通；以及

坝体，所述坝体分别与所述第一液压系统舱(1)和所述第二液压系统舱(3)连接，所述坝体的上端面低于或等于河流的河床底部最低点的高度，所述坝体在所述第一液压系统舱(1)和所述第二液压系统舱(3)驱动下，不取水时盖合所述取水口，取水时开打取水口；

其中，所述取水系统舱(2)底部设有输水渠(27)，所述输水渠(27)沿着所述取水系统舱(2)长度方向设置，所述输水渠(27)通过所述出水口与外界连通，所述输水渠(27)的横截面为弧形，所述输水渠(27)的坡度为0.3％-2％，最低点靠近河岸。

2.根据权利要求1所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述坝体包括至少一个浮体坝(17)，每个所述浮体坝(17)包括钢制坝板(18)和橡胶层(19)，所述橡胶层(19)覆盖于所述钢制坝板(18)的外表面。

3.根据权利要求2所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述钢制坝板(18)为中空结构。

4.根据权利要求3所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述钢制坝板(18)包括坝架和板体，所述板体固定连接于所述坝架外构成中空结构的所述钢制坝板(18)。

5.根据权利要求1所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述取水系统舱(2)内设有用于拦截水体内杂物的回转格栅组件，所述回转格栅组件横置于所述取水系统舱(2)内并将取水系统舱(2)分为上下两个部分，所述取水口位于所述回转格栅组件上方。

6.根据权利要求5所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述回转格栅组件包括格栅网(26)、传输导轨(29)和回转动力组件(30)，所述格栅网(26)与所述传输导轨(29)连接，所述传输导轨(29)与所述回转动力组件(30)连接；

所述取水系统舱(2)内设有隔墙(33)，所述隔墙(33)将所述取水系统舱(2)底部分为栅渣区和集水区，所述取水口位于所述集水区上方，所述回转格栅组件的一端部位于所述栅渣区的上方；

所述格栅网(26)在所述回转动力组件(30)的传动下沿着所述传输导轨(29)运动，并将所述格栅网(26)上杂物运输至所述栅渣区。

7.根据权利要求1所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述第一液压系统舱(1)和所述第二液压系统舱(3)的顶部均开设有用于容纳所述坝体的容纳槽，两个所述容纳槽平面均为矩形状，纵断面均为“L”形状，两个所述容纳槽的底部均设有5％的坡度，两个所述容纳槽的最低点均靠近所述取水系统舱(2)。

8.根据权利要求1所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述输水渠(27)的最低点上开设有集水槽排水沟(28)，所述集水槽排水沟(28)沿着所述取水系统舱(2)长度方向设置，所述集水槽排水沟(28)通过所述出水口与外界连通。

9.根据权利要求8所述的河床式地下取水构筑物，其特征在于：所述集水槽排水沟(28)的横截面面积小于或等于40000平方毫米；所述集水槽排水沟(28)的坡度为0.3％-2％，最低点靠近河岸。

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