CN212375949U

CN212375949U - 一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置

Info

Publication number: CN212375949U
Application number: CN202020705331.6U
Authority: CN
Inventors: 周盛侄; 徐岗; 屠兴刚; 包中进; 王月华; 王自明; 叶龙
Original assignee: Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary
Current assignee: Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2030-04-30

Abstract

本实用新型公开了一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，所述非对称布置闸站泵站前池布置在引渠河的下游闸站处，所述非对称布置闸站泵站前池包括非对称布置的节制闸和泵站，其特征在于，所述整流装置包括中隔墩和整流墩，所述节制闸和泵站的结合部采用中隔墩分割开，所述泵站通过反坡从引渠河过渡到泵站上游的前池，所述中隔墩靠近前池侧布置多个等间距平行排布的整流墩，多个等间距平行排布的整流墩布设在所述反坡上。本实用新型能有利于减轻或避免前池中隔墩附近回流旋涡的产生，改善前池进流水流条件，提高继续运行效率，发挥其整流作用。

Description

一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，特别涉及一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置。

背景技术

近年来，城市内涝频发，城市“看海”现象频频登上头条。为了解决好城市内涝问题，水利部门在内河出口新建或改建大量排水泵站，通过预泄、强排等方式避免内涝形成。其中闸站结合枢纽建设方式是较为常见类型之一，闸站枢纽布置一般可分为对称布置和非对称布置。其中，非对称式闸站具有结构紧凑、占地面积小等优点而被广泛应用。非对称布置闸站涉水建筑物主要有上游引河、节制闸、泵站前池、进水流道及中隔墩组成，其中泵站前池布置在枢纽一侧，闸站结合处设置中隔墩。一般地泵站与节制闸为非同时运行，即泵站运行时，节制闸关闭，反之亦然。

一般地水闸宜选在河道顺直、河势相对稳定的河段,且闸的轴线宜与河道中心线正交,其上、下游河道直线长度不宜小于5倍水闸进口处水面宽度。一般要求排水泵站前的排水渠转弯段的曲率半径不宜小于5倍渠道水面宽度，且站前引渠宜有长度为5倍渠道水面宽度以上的平直段，以保证泵站进口水流平顺通畅。然而，闸站选址往往不够理想，受到地形地质、水文及社会经济等多因素综合影响下，大多会迫使设计人员不得不把闸站布置在河道拐弯处，即引渠平直段不按照上述要求。

由于弯道水流是一种复杂的三元流，其运动表现出水面横向比降、水面纵向比降、弯道环流及流速重分布等特性。在弯道内布置闸站,会出现不利水力条件，进流平面分布不均。另外由于闸站结构较为复杂,在运行过程中易出现前池流态不良等现象,将影响泵站排水效率，加剧机组损耗等工程安全问题。

因此，如何保证在进流条件不理想的条件下泵站进流的平顺，流速分布均匀以及不出现回流、旋涡等不利流态的出现，在闸站设计过程中变的至关重要。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，以解决现有技术中在进流条件不理想的条件下泵站进流的不平顺，流速分布不均匀以及出现回流、旋涡等不利流态的出现问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，所述非对称布置闸站泵站前池布置在引渠河的下游闸站处，所述非对称布置闸站泵站前池包括非对称布置的节制闸和泵站，所述整流装置包括中隔墩和整流墩，所述节制闸和泵站的结合部采用中隔墩分割开，所述泵站通过反坡从引渠河过渡到泵站上游的前池，所述中隔墩靠近前池侧布置多个等间距平行排布的整流墩，多个等间距平行排布的整流墩布设在所述反坡上。

进一步地，所述节制闸各闸室间采用隔墩隔开，下游为节制闸出口，所述泵站上游侧由前池经过泵站机组抽排通过出口将上游涝水排向下游，前池内各泵站机组间采用隔墩分割开，各隔墩之间布置分流墩。

进一步地，所述中隔墩长度L0为30～40m，整流墩数量设置为2～3条。

进一步地，所述整流墩宽度b为0.5～1.0m；整流墩长度L1设置为中隔墩长度L0的1/5～1/4；所述整流墩顶高程Z＝设计运行水位+涌浪超高。

进一步地，所述整流墩上下游侧采用圆弧型或流线型墩头。

进一步地，所述整流墩上下游侧圆弧型墩头圆弧半径r＝1/5～1/2整流墩宽度b。

进一步地，所述整流墩之间的间距B设置为2～5m，各整流墩等间距布置。

进一步地，所述引渠河的两侧为翼墙。

进一步地，所述中隔墩的长度L0设置为30～40m。

进一步地，所述反坡坡比n值大于4。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:

1、本实用新型通过中隔墩以及整流墩整流作用，见水流流场逐渐调顺，缩减中隔断附近的回流范围，降低旋涡发生几率。通过整流效果分析采用本实用新型回流范围可减少60％～90％之多，有效改善泵站前池进流流态，提高泵站机组排水效率。

2、本实用新型技术可靠，结构简单，体型优化容易，施工检修方便，应用前景广阔。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置的平面俯视图，图中箭头所指示方向为水流方向；

图2为图1的C处局部放大结构示意图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4(a)为本实用新型实施例2中整流前流场图；

图4(b)为本实用新型实施例2中整流后流场图；

图中：1-节制闸，2-泵站，3-闸站间中隔断，4-水闸出口，5-水闸进口隔墩，6-泵站前池，7-泵站出口，8-泵站进口隔墩，9-泵站进口分流墩，10-整流墩，11-反坡，12-泵站机组，13-翼墙，14-引渠河，15-水流流线，16-回流区范围，L0-中隔墩长度，L1-整流墩墩长度，b-整流墩宽度，Z-整流墩顶高程，B-整流墩间距,r-整流墩墩头圆弧半径，n-反坡坡比。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行进一步的描述，本实施例只用于对本实用新型进行更清晰、完整的说明，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述内容作出一些非本质的改进和调整的其他事实例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，所述非对称布置闸站泵站前池布置在引渠河14的下游闸站处，所述非对称布置闸站泵站前池包括非对称布置的节制闸1和泵站2，所述整流装置包括中隔墩3和整流墩10，所述节制闸1和泵站2的结合部采用中隔墩3分割开，所述泵站2通过反坡11从引渠河14过渡到泵站2上游的前池6，所述中隔墩3靠近前池6侧布置多个等间距平行排布的整流墩10，多个等间距平行排布的整流墩10布设在所述反坡11上。

本实用新型适用于各种闸站结合式工程，特别是处于弯道等进流条件较差的工程效果更佳，能够有效改善闸站枢纽泵站前池流态，缩小甚至消除回流，使水流更加平顺，提高泵站进水流道进口的流速均匀度。整流墩的设置可以很好的起到引导调整由上游引渠河来流经中隔墩墩头产生的斜向水流的作用。水流经过整流墩引导调整后，很大程度上减小甚至消除了中隔断侧的回流区，从而有效地改善隔墩附近泵站进水流道的水流流态以及进口断面流速均匀度。

本实用新型通过中隔墩以及整流墩整流作用，见水流流场逐渐调顺，缩减中隔断附近的回流范围，降低旋涡发生几率。通过整流效果分析采用本实施例回流范围可减少60％～90％之多，有效改善泵站前池进流流态，提高泵站机组排水效率。

本实施例中，所述节制闸1各闸室间采用隔墩5隔开，下游为节制闸出口5，所述泵站2上游侧由前池6经过泵站机组12抽排通过出口7将上游涝水排向下游，前池6内各泵站机组12间采用隔墩8分割开，各隔墩8之间布置分流墩9。

本实施例中，所述引渠河两侧为翼墙13，所述非对称布置闸站泵站前池布置在引渠河的下游闸站处。

本实施例中，所述整流墩10数量设置为2～3条。

本实施例中，所述整流墩宽度b为0.5～1.0m；整流墩长度设置为中隔墩长度L1的1/5～1/4；所述整流墩顶高程Z需根据具体工程设计运行水位控制，整流墩顶高程Z＝设计运行水位+涌浪超高。

本实施例中，所述整流墩上下游侧墩头体型优选地采用圆弧型或流线型，可有效避免或减少墩头绕流发生。

本实施例中，所述整流墩上下游侧的圆弧型墩头圆弧半径r＝1/5～1/2整流墩宽度b。

本实施例中，所述整流墩之间的间距B设置为2～5m，也可以根据具体工程进流条件进一步优化确定，较优地，各整流墩采用等间距并排布置。

本实施例中，所述引渠河的两侧设置翼墙13，两侧翼墙可以稳定边坡，避免水流淘刷，同时也可以起到引导调整水流的作用。

本实施例中，所述中隔墩3可以有效的将回流区前移，减轻不利流态对机组的影响，优选地中隔墩3的长度L0为30～40m。

本实施例中，所述反坡11坡比n值大于4，以保证前池进流分布均匀。

本实施例中，所述分流墩9一方面起到引流确保各泵站机组12进流平面分布均匀，另一面也便于在各墩之间布置安装拦污栅等拦污设备。

本实用新型采用整流装置，能有利于减轻或避免前池中隔墩附近回流旋涡的产生，发挥其整流作用，使水流分布更加均匀，从而提高机组排水效率。

实施例2：

本实施案例中的将本发明用于某实际工程中。该非对称布置闸站工程，工程站址处于弯道下游侧，进口距离弯道只有90m。节制闸设2孔，净宽20m，底板高程为-2.00m。排水泵站设3台机组，单台设计流量为27m³/s，总流量为81m³/s。闸站间设置中隔墩，长度为35m。泵站为3台竖井贯流泵，设计运行水位2.2m，前池以坡比为1:4缓的坡底高程由-2.00m过渡至-4.73m高程，底高程与泵站进水口顶高程一致，泵站进口分别设置隔墩和分流墩，拦污栅布置在隔墩之间，前池靠近泵站侧布置2条整理流墩，墩长6m，宽度0.5m，隔墩间距3m，顶高程2.5m，如图1所示。

经水工物理模型试验以及三维数学模型验证，如图4(a)和图4(b)所示，图中15表示水流流线，16表示回流区范围，图中可以看出本实用新型整理效果良好，前池回流区域相比于未设置前大大缩小，回流区面积减少80～90％，进流流速平面分布均匀，流态较为平稳，机组进口断面流速分布均匀度提高。

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

Claims

1.一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，所述非对称布置闸站泵站前池布置在引渠河的下游闸站处，所述非对称布置闸站泵站前池包括非对称布置的节制闸和泵站，其特征在于，所述整流装置包括中隔墩和整流墩，所述节制闸和泵站的结合部采用中隔墩分割开，所述泵站通过反坡从引渠河过渡到泵站上游的前池，所述中隔墩靠近前池侧布置多个等间距平行排布的整流墩，多个等间距平行排布的整流墩布设在所述反坡上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述节制闸各闸室间采用隔墩隔开，下游为节制闸出口，所述泵站上游侧由前池经过泵站机组抽排通过出口将上游涝水排向下游，前池内各泵站机组间采用隔墩分割开，各隔墩之间布置分流墩。

3.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述中隔墩长度L0为30～40m，整流墩数量设置为2～3条。

4.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述整流墩宽度b为0.5～1.0m；整流墩长度L1设置为中隔墩长度L0的1/5～1/4；所述整流墩顶高程Z＝设计运行水位+涌浪超高。

5.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述整流墩上下游侧采用圆弧型或流线型墩头。

6.根据权利要求5所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述整流墩上下游侧圆弧型墩头圆弧半径r＝1/5～1/2整流墩宽度b。

7.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述整流墩之间的间距B设置为2～5m，各整流墩等间距布置。

8.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述引渠河的两侧为翼墙。

9.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述中隔墩的长度L0设置为30～40m。

10.根据权利要求1所述的一种应用于非对称布置闸站泵站前池的整流装置，其特征在于，所述反坡坡比n值大于4。