CN116427368A - 一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，包括临时建筑物导流洞和永久建筑物泄水洞，在临时建筑物导流洞和永久建筑物泄水洞之间设置临时建筑物旁通洞，导流洞、旁通洞和泄水洞挡水设施中分别设置的导流洞闸门、旁通洞闸门和泄水洞闸门底槛高程依次升高。导流洞、旁通洞和泄水洞阶梯式布置，可连续泄放生态流量，避免了水利水电工程在下闸蓄水时利用导流洞闸门在高水位条件下局部开启的风险，解决了下游河道短期断流的问题。既可以保证水利水电工程下闸蓄水的安全，又保证了水利水电工程下闸蓄水期间不间断的向下游泄放生态流量，满足工程下游人民生活和生产的用水需求，保护下游河道水生生物的生存环境。

Description

一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构

技术领域

本发明涉及水利水电工程泄放生态流量布置方案，尤其是一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构。

背景技术

水利水电工程施工过程中，常需设置导流建筑物和泄水建筑物，导流建筑物为临时建筑物，用来在施工期向下游泄放水流，保证施工期河道水流的畅通；泄水建筑物为永久建筑物，是保证工程建设完成后向下游泄放多余洪水的重要通道，一般其布置位置高于导流建筑物。

一般的水利水电工程建设周期较长，大中型水利水电工程的建设周期可长达数年甚至更长，导流建筑物过流能力应考虑能够泄放工程建设期内河流可能的来水流量。另外，为满足工程建设的需要，导流建筑物的过水高度通常较低。这两方面的因素决定了导流洞闸门具备低底槛、大孔口、设计水头高等特性，因此，通常情况下的导流洞闸门规模较大。

平面闸门具有结构简单，工程布置紧凑，导流洞闸门的启门、闭门水位较低，作为临时建筑物的导流洞闸门一般选用平面闸门。但平面闸门存在门槽水流条件差、不能在较高的水头条件下局部开启等缺点。

通常情况下，导流建筑物中导流洞闸门在工程施工期开启，当工程建设到一定阶段需要蓄水时，关闭导流洞闸门，水位上升。当水位上升至泄水洞底高程后，水流可通过泄水洞继续向下泄放。

在关闭导流洞闸门，水位上升至泄水洞过流的过程中，工程上游的水流无法流向下游，下游的河流断流，无法得到补充水流。如果库区容量较大，上游来水量较小，在导流洞闸门关闭后，水位上升较慢，这一过程时间可能持续数天甚至数月，将会对下游河流产生较大影响，造成下游河流断流，影响到下游人民群众的生活和生产，下游河道内水生生物生存环境造成不可逆的影响。

如果在工程蓄水期，采用导流洞闸门局部开启的方式向下游泄放生态流量，将会给工程的运行带来安全方面的隐患。一方面，导流洞闸门的孔口尺寸较大，闸门局部开启时，闸门前的挡水高度逐渐升高，闸门门底水流流速也逐渐加快，导流洞闸门在局部开启状态下产生振动的可能性显著提高。闸门的振动将会对闸门的结构、止水等产生较大的影响，严重者，闸门共振会引起水工建筑物的整体振动，影响工程建筑物的整体安全。因此，在工程设计中，应力求避免闸门产生不利的振动。另一方面，在较高的挡水水头条件下，大孔口的导流洞闸门启闭力会较大，为保证闸门的顺利关闭和开启，启闭机的容量将随之加大，增加了工程投资的同时，又增加了工程建设的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，在工程蓄水期间利用阶梯式布置的导流洞、旁通洞和泄水洞向下游河道不间断的泄放生态流量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，包括临时建筑物导流洞和永久建筑物泄水洞，在临时建筑物导流洞和永久建筑物泄水洞之间设置临时建筑物旁通洞，导流洞、旁通洞和泄水洞挡水设施中分别设置的导流洞闸门、旁通洞闸门和泄水洞闸门底槛高程依次升高。

优选，所述旁通洞闸门底槛高程比导流洞闸门门楣高，泄水洞闸门底槛高程比旁通洞闸门门楣高。

优选，所述旁通洞闸门比导流洞闸门小。

本发明的有益效果是：导流洞、旁通洞和泄水洞阶梯式布置，可连续泄放生态流量，避免了水利水电工程在下闸蓄水时利用导流洞闸门在高水位条件下局部开启的风险，解决了下游河道短期断流的问题。既可以保证水利水电工程下闸蓄水的安全，又保证了水利水电工程下闸蓄水期间不间断的向下游泄放生态流量，满足工程下游人民生活和生产的用水需求，保护下游河道水生生物的生存环境。

附图说明

图1是本发明水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构的平面示意图。

图2是本发明导流洞闸门下闸前导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图3是本发明导流洞闸门下闸后第一阶段由导流洞单独过流的导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图4是本发明导流洞闸门下闸后第一阶段由导流洞和旁通洞共同过流的导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图5是本发明导流洞闸门下闸后第二阶段由旁通洞单独过流的导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图6是本发明导流洞闸门下闸后第二阶段由旁通洞和泄水洞共同过流的导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图7是本发明导流洞闸门下闸后第三阶段由泄水洞单独过流的导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图。

图中，1—导流洞，2—旁通洞，3—泄水洞，4—导流洞闸门，5—旁通洞闸门，6—泄水洞闸门，H1—导流洞进口高程，H2—旁通洞进口高程，H3—泄水洞进口高程，W1—导流洞闸门下闸前上游库区水位，W2—导流洞闸门局部开启、旁通洞闸门开启时的库区水位，W3—导流洞闸门关闭、旁通洞闸门开启时的库区水位，W4—导流洞闸门和旁通洞闸门均关闭、泄水闸闸门开启时的库区水位。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2所示，本发明的水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，包括临时建筑物导流洞1和永久建筑物泄水洞3，在临时建筑物导流洞1和永久建筑物泄水洞3之间设置临时建筑物旁通洞2，导流洞1、旁通洞2和泄水洞3挡水设施中分别设置的导流洞闸门4、旁通洞闸门5和泄水洞闸门6底槛高程依次升高。

优选，所述旁通洞闸门5底槛高程比导流洞闸门4门楣高，泄水洞闸门6底槛高程比旁通洞闸门5门楣高。

优选，所述旁通洞闸门5比导流洞闸门4小。

具体地说，图1中导流洞1、旁通洞2和泄水洞3示意的位置仅表示三者进水口控制闸室部分在空间上是独立的，不限定导流洞布置在右侧、也不限定旁通洞布置在中间，以及不限定泄水洞布置在右侧，三者之间的布置可根据工程布置调整。图2为导流洞闸门下闸前导流洞、旁通洞、泄水洞闸门状态示意图，所有闸门均为开启状态。图中水位W1为导流洞闸门下闸前的库区水位，W1最小值能满足向下游泄放最小生态流量的要求。此时由导流洞过流，向下游泄放水流。

根据工程进度要求，启动导流洞闸门下闸蓄水工作后，进入导流洞闸门下闸第一阶段，如图3、图4所示，其中导流洞闸门局部开启，旁通洞闸门、泄水闸闸门开启。导流洞闸门局部开启后，库区水位由W1逐渐上升至W2，W2最大值为当关闭导流洞闸门、开启旁通洞闸门时能够满足下游最小生态流量时的库区水位。图3所示为由导流洞过流，向下游泄放水流，图4所示为随着库区水位的上升，由导流洞和旁通洞共同过流，向下游泄放水流。

导流洞闸门下闸第二阶段如图5、图6所示，导流洞闸门完全关闭，旁通洞闸门、泄水闸闸门开启。库区水位由W2逐渐上升至W3。W3最大值为当关闭旁通洞闸门、由泄水洞闸门单独泄流时能够满足下游最小生态流量时的库区水位。图5所示为由旁通洞单独过流，向下游泄放生态流量，图6所示为随着库区水位的上升，由旁通洞和泄水洞共同过流，向下游泄放水流。

图7所示为导流洞闸门下闸后第三阶段，导流洞闸门、旁通洞闸门全部关闭，泄水闸闸门开启。图示水位W4大于等于W3，此时由泄水洞过流，向下游泄放生态流量。

导流洞闸门下闸三个阶段完成后，工程上游库区水位在W1升至W4的过程中，实现了在下闸蓄水期间连续不间断的向下游泄放水流，满足向下游泄放生态流量的要求。

本发明在工程蓄水期间利用阶梯式布置的导流洞、旁通洞和泄水洞向下游河道不间断的泄放生态流量。具体地说，当水利水电工程蓄水时，随着库区水位的上升，按以下步骤开启和关闭导流洞闸门、旁通洞闸门和泄水洞闸门：

①在蓄水初期，导流洞闸门下落，处于小开度开启状况，此时由导流洞向下游泄放生态流量。

②当库区水位上升至旁通洞闸门底槛以上高程某一位置(该位置满足旁通洞闸门单独开启时向下游泄放最小生态流量的要求)，开启旁通洞闸门，关闭导流洞闸门，此时由旁通洞向下游泄放生态流量。

③当库区水位上升至泄水洞闸门底槛以上高程某一位置(该位置满足泄水洞闸门单独开启时向下游泄放最小生态流量的要求)，开启泄水洞闸门，关闭旁通洞闸门，此时由泄水洞向下游泄放生态流量。

旁通洞闸门规模较小，其闸门底槛高程较导流洞闸门高，在一定的启闭操作水头条件下，闸门的启闭力较小，闸门产生振动的风险也较小。

本发明满足水利水电工程建设期向下游泄放生态流量的要求，避免采用导流洞闸门在高水头条件下局部开启带来的风险，在导流建筑物和泄水建筑物之间设置专门泄放生态流量的旁通洞临时建筑物，旁通洞泄放的流量只为保证向下游河道泄放最小的生态流量，因此旁通洞闸门的孔口尺寸将较小，启闭操作水头相对导流洞闸门也较低。

连续泄放生态流量的阶梯式布置结构填补了水利水电工程蓄水时导流洞闸门下闸和泄水洞过流期间向下游河流补充水流的空白，保障了河道下游人民的正常生活和生产需求，维持了下游河道水生生物必要的生存环境。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (3)

1.一种水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，包括临时建筑物导流洞(1)和永久建筑物泄水洞(3)，其特征在于，在临时建筑物导流洞(1)和永久建筑物泄水洞(3)之间设置临时建筑物旁通洞(2)，导流洞(1)、旁通洞(2)和泄水洞(3)挡水设施中分别设置的导流洞闸门(4)、旁通洞闸门(5)和泄水洞闸门(6)底槛高程依次升高。

2.根据权利要求1所述水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，其特征在于，所述旁通洞闸门(5)底槛高程比导流洞闸门(4)门楣高，泄水洞闸门(6)底槛高程比旁通洞闸门(5)门楣高。

3.根据权利要求1或2所述水利水电工程连续泄放生态流量的阶梯式布置结构，其特征在于，所述旁通洞闸门(5)比导流洞闸门(4)小。

Images