CN212714847U - 头部浮标定位的活动式进水口 - Google Patents

Abstract

本实用新型头部浮标定位的活动式进水口，包括管道系统、浮标系统、浮筒系统、定制闸门。管道系统包括取水头部、浮管和法兰接头，为活动式进水口的延伸过流通道；浮标系统由浮标、锚链、沉锤、固定架组成，位于管道系统前端，通过固定取水头部后部的浮管从而固定取水头部；浮筒系统由浮筒、钢丝绳、配重块组成，采用多段布置，用于固定浮管在水面以下一定深度；定制闸门位于进水口孔口部位，与常规闸门不同之处在于除闸门面板之外，还多了固定管道、钢闷头、空气阀等结构。本实用新型取水点及取水高程灵活，随水位升降自动程度高，水下围堰拆除与隧洞供水运行可同步进行，有利于工程供水效益提早发挥。

Description

头部浮标定位的活动式进水口

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程中的进水口结构，具体涉及引供水工程中，可远离库岸、在水面以下固定高度随水面波动取水的头部浮标定位的活动式进水口结构。

背景技术

大型水库库容大、水体流动性低，受水温影响，水质往往存在分层现象。靠近水面的表层水水温高、溶解氧含量高，是灌溉、供水取水的理想点位；靠近库底的深层水由于有机质分解、矿物质含量相对较高，而溶解氧浓度较低，一般仅在需利用水体低温特性时作为取水点位，供水工程不大采用。

有压供水系统取水时，进水口为满足最小淹没深度要求，进水口一般设置在水面以下至少2.0m。由于水库水位是波动的，固定高程设计的进水口，在库水位较高时，往往无法取优质表层水；而库水位较低时，又因为进水口淹没深度不足无法取水。

为解决固定高程进水口在水库水位变幅较大时，取表层水难的问题，工程中往往采用分层取水结构，即在库岸边设置取水塔，取水塔设置不同高程的分层进水口，分层进水口一般两～三层，两层进水口根据高程自上而下分为上层进水口和下层进水口，进水口为三层时中间增加中层进水口。在库水位较高，上、中层进水口能满足淹没深度时启用上、中层进水口；当库水位较低时，则可开启下层进水口取水。

分层取水结构尽管可取水库相对接近表层的水体，但由于进水口高程始终是固定的，而库水位小幅变动时，取水深度并不能随水面随时调节，取表层水的效率仍相对较低；在库水位大幅变动时，需进行不同高程闸门的启闭切换，运行管理也较麻烦。

另外，在已建大型水库采用分层取水结构取水，则竖井式进水口不适用，需要采用岸塔式进水口，而岸塔式进水口需设置施工围堰进行施工。施工围堰水下部分拆除时，往往费工费时。为了避免施工围堰水下部分拆除时，泥浆进入输水隧洞沉积，水下围堰拆除施工时，进水口闸门无法开启投入运行，对工程效益影响很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服固定高程的进水口难以灵活取表层优质水的不足，提出头部浮标定位的活动式进水口，通过在固定高程的进水口闸门上接大直径聚乙烯(PE)供水管，供水管头部延伸至远离库岸部位的库水位以下，采用浮标固定；一方面，解决了进水口高程随库水位变幅自动升降的问题；另一方面，对于分层取水结构，在施工围堰水下部分拆除时，因进水口已向库中延伸，拆除围堰施工与工程取水运行两不误，有利于供水工程效益提早发挥。

本实用新型所采用的技术方案是：

头部浮标定位的活动式进水口，包括管道系统、浮标系统、浮筒系统、定制闸门。管道系统为进水口向水库延伸取水的主体输水结构；浮标系统为在平面及高程上固定管道系统前端取水头部的定位结构；浮筒系统沿管道系统间隔布置，主要起固定管道系统的浮管在水面以下设计深度的作用；定制闸门位于管道系统末端，既是挡水结构，又是管道系统内水体沿定制闸门上的固定管道流至下游输水隧洞的过流通道。

管道系统包括取水头部、浮管和法兰接头。取水头部为钢制管道，位于浮管前端，和浮管间采用法兰接头连接。取水头部由管壳、肋板、钢筋网组成。管壳为钢制喇叭口结构；肋板在管壳放大端纵横向布置，对管壳起结构加固作用，同时用于固定钢筋网；钢筋网位于管壳前沿，防止大的悬浮物进入管道系统。浮管是管道系统的主体结构，可采用大直径聚乙烯(PE)管，在取水闸内沿进水渠向水库延伸布置，浮管一端通过法兰接头连接取水头部，另一端通过法兰接头连接定制闸门，浮管长度根据取水延伸长度确定，管径根据供水水量确定，通过分段布置的浮筒系统固定在水下一定深度；法兰接头至少两个，一个用于连接浮管与取水头部，一个用于连接浮管与定制闸门；当浮管长度较大时，也可分段预制，在水面固定后再采用法兰接头连接。

浮标系统位于管道系统前端，通过固定取水头部后部的浮管从而固定取水头部。浮标系统由浮标、锚链、沉锤、固定架组成。浮标为不锈钢空心圆筒，底部与锚链连接，表面与固定架焊接；锚链为铸铁链条，一端连接浮标，减少浮标的移动范围，另一端连接沉锤；沉锤可采用铸铁结构或预制混凝土块，依托自重通过锚链固定浮标；固定架水面部分与浮标焊接固定，水下部分设方孔固定浮管。

所述浮标系统既可采用两根锚链，也可采用单根或3根锚链，锚链数量多时，不同角度分散布置对浮标的定位效果更好。

浮筒系统采用多段布置，用于固定浮管在水面以下一定深度，由浮筒、钢丝绳、配重块组成。浮筒为圆柱形空心塑料桶，浮力大于浮管自重以及配重块重量；钢丝绳上部连接浮筒，中部绑定浮管，底部连接配重块；配重块为预制混凝土块，防止浮管内部无水时漂浮至水面。

定制闸门位于取水闸孔口部位，与常规闸门不同之处在于除闸门面板之外，还多了固定管道、钢闷头、空气阀等结构。闸门面板为闸门挡水结构，除在固定管道部位开孔外，与常规闸门面板结构类似；固定管道为弯管结构，一端通过法兰接头连接浮管，一端在闸门面板开口，以便水体进入取水闸后部的输水隧洞；钢闷头位于固定管道顶端，起封闭固定管道顶部作用，钢闷头顶部设空气阀；空气阀位于钢闷头上，在浮管首次充水时起排气作用，在排气结束时可自动关闭。

所述管道系统既可双管布置即设置两个管道系统，也可单管布置即设置一个管道系统。采用单管布置时，直接在两浮标中间取消1根管道即可。

本实用新型的有益效果：

(1)取水点及取水高程灵活。取水头部可延伸至库中地形开阔、水质优越的部位，取水高程可根据自由水面自行波动，可确保取水面以下优质的表层水。

(2)随水位升降自动程度高。无论是水位大幅变动或小幅波动，在浮标系统及浮筒系统的带动下，管道系统可与水面始终保持固定的距离，无需人为操作启闭闸门，自动化程度较高。

(3)水下围堰拆除与隧洞供水运行可同步进行。因取水头部可延伸至远离进水口施工围堰的库中取水，水下围堰拆除施工产生的浑水不会进入进水口及输水隧洞，因此，可在水下围堰施工的同时正常供水运行，避免水下围堰施工成为进度短板，有利于工程供水效益提早发挥。

附图说明

图1是本实用新型实施例的平面布置图

图2是图1的A—A剖视图；

图3是图1的B—B剖视图；

图4是图1的C—C剖视图；

图5是图3的D—D剖视图；

图6是图5的E—E剖视图；

图7是本实用新型实施例的定制闸门的结构详图。

图中：1-管道系统；11-取水头部；11a-管壳；11b-肋板；11c-钢筋网；12-浮管；13-法兰接头；2-浮标系统；21-浮标；22-锚链；23-沉锤；24-固定架；3-浮筒系统；31-浮筒；32-钢丝绳；33-配重块；4-定制闸门；41-闸门面板；42-固定管道；43-钢闷头；44-空气阀；5-取水闸；6-输水隧洞；7-进水渠。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1～图7所示，本实用新型头部浮标定位的活动式进水口，包括管道系统1、浮标系统2、浮筒系统3、定制闸门4。管道系统1为进水口向水库延伸取水的主体输水结构；浮标系统2为在平面及高程上固定管道系统1前端取水头部11的定位结构；浮筒系统3沿管道系统1间隔布置，主要起固定管道系统1的浮管12在水面以下设计深度的作用；定制闸门4位于管道系统1末端，既是挡水结构，又是管道系统1内水体沿定制闸门4上的固定管道42流至下游输水隧洞6的过流通道。

管道系统1包括取水头部11、浮管12和法兰接头13。取水头部11为钢制管道，位于浮管12前端，和浮管12间采用法兰接头13连接。取水头部11由管壳11a、肋板11b、钢筋网11c组成。管壳11a为钢制喇叭口结构；肋板11b在管壳11a放大端纵横向布置，对管壳11a起结构加固作用，同时用于固定钢筋网11c；钢筋网11c位于管壳11a前沿，防止大的悬浮物进入管道系统1。浮管12是管道系统1的主体结构，可采用大直径聚乙烯(PE)管，在取水闸5内沿进水渠7向水库延伸布置，浮管12一端通过法兰接头13连接取水头部11，另一端通过法兰接头13连接定制闸门4，浮管12长度根据取水延伸长度确定，管径根据供水水量确定，通过分段布置的浮筒系统3固定在水下一定深度；法兰接头13至少两个，一个用于连接取水头部11与浮管12，一个用于连接浮管12与定制闸门4；当浮管12长度较大时，也可分段预制，在水面固定后再采用法兰接头13连接。

浮标系统2位于管道系统1前端，通过固定取水头部11后部的浮管12从而固定取水头部11。浮标系统2由浮标21、锚链22、沉锤23、固定架24组成。浮标1为不锈钢空心圆筒，底部与锚链22连接，表面与固定架24焊接；锚链22为铸铁链条，一端连接浮标21，减少浮标21的移动范围，另一端连接沉锤23；沉锤23可采用铸铁结构或预制混凝土块，依托自重通过锚链22固定浮标21；固定架24水面部分与浮标21焊接固定，水下部分设方孔固定浮管12。

所述浮标系统2即可采用两根锚链22，也可采用单根或3根锚链22，锚链22数量多时，不同角度分散布置对浮标21的定位效果更好。

浮筒系统3多段布置，用于固定浮管12在水面以下一定深度，由浮筒31、钢丝绳32、配重块33组成。浮筒31为圆柱形空心塑料桶，浮力大于浮管12自重以及配重块33重量；钢丝绳32上部连接浮筒31，中部绑定浮管12，底部连接配重块33；配重块33为预制混凝土块，防止浮管12内部无水时漂浮至水面。

定制闸门4位于取水闸5孔口部位，与常规闸门不同之处在于除闸门面板41之外，还多了固定管道42、钢闷头43、空气阀44等结构。闸门面板41为闸门挡水结构，除固定管道42部位开孔外，与常规闸门面板结构类似；固定管道42为弯管结构，一端通过法兰接头13连接浮管12，一端在闸门面板4开口，以便水体进入取水闸5后部的输水隧洞6；钢闷头43位于固定管道42端部，起封闭固定管道42顶部作用，钢闷头43顶部设空气阀44；空气阀44位于钢闷头43上，在浮管12首次充水时起排气作用，在排气结束时可自动关闭。

所述管道系统1既可双管布置也可单管布置。采用单管布置时，如取水头部11采用浮标系统2固定，则直接在两浮标21中间取消1根管道即可。

上述实施例结合附图对本实用新型进行了描述，但并不能因此而理解为对本实用新型保护范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：它包括管道系统、浮标系统、浮筒系统、定制闸门；所述管道系统为进水口向水库延伸取水的主体输水结构，包括取水头部、浮管和法兰接头；所述浮标系统为在平面及高程上固定管道系统前端取水头部的定位结构；所述浮筒系统沿管道系统间隔布置，以固定管道系统的浮管位于水面以下设计深度；所述定制闸门位于管道系统末端，既是挡水结构，又是管道系统内水体沿定制闸门上的固定管道流至下游输水隧洞的过流通道。

2.根据权利要求1所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述取水头部位于所述浮管前端，与浮管采用法兰接头连接；取水头部由管壳、肋板、钢筋网组成，管壳为钢制喇叭口结构，肋板在管壳放大端纵横向布置，对管壳起结构加固作用，同时用于固定钢筋网；钢筋网位于管壳前沿，防止大的悬浮物进入管道系统；所述浮管为所述管道系统的主体结构，在取水闸内沿进水渠向水库延伸布置，浮管一端通过法兰接头连接取水头部，另一端通过法兰接头连接所述定制闸门。

3.根据权利要求1所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述浮标系统位于所述管道系统前端，通过固定取水头部后部的浮管从而固定取水头部；所述浮标系统由浮标、锚链、沉锤、固定架组成，锚链一端连接浮标底部，另一端连接沉锤；固定架水面部分与浮标焊接固定，水下部分设方孔固定所述浮管。

4.根据权利要求1所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述浮筒系统包括浮筒、钢丝绳、配重块，浮筒浮力大于所述浮管自重以及配重块重量；钢丝绳上部连接浮筒，中部绑定浮管，底部连接配重块；配重块防止浮管内部无水时漂浮至水面。

5.根据权利要求1或2所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述定制闸门位于取水闸孔口部位，所述定制闸门包括闸门面板、固定管道、钢闷头、空气阀；闸门面板为闸门挡水结构，在固定管道部位设有开孔；固定管道为弯管结构，一端通过法兰接头连接浮管，一端在闸门面板开口，以便水体进入取水闸后部的输水隧洞；钢闷头位于固定管道顶端，钢闷头顶部设空气阀，空气阀在浮管首次充水时起排气作用，在排气结束时自动关闭。

6.根据权利要求1或2所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述管道系统设有两个以上。

7.根据权利要求3所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述锚链为两根以上，锚链以不同角度分散布置。

8.根据权利要求1或2或3所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述取水头部为钢制管道；所述浮管采用大直径聚乙烯PE管；所述浮管长度根据取水延伸长度确定，管径根据供水水量确定。

9.根据权利要求3所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述浮标采用不锈钢空心圆筒；所述锚链为铸铁链条；所述沉锤采用铸铁结构或预制混凝土块。

10.根据权利要求4所述的头部浮标定位的活动式进水口，其特征在于：所述浮筒为圆柱形空心塑料桶；所述配重块为预制混凝土块，防止浮管内部无水时漂浮至水面。

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