CN214271928U - 一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灾害治理技术，具体公开了一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝。本实用新型拦砂坝上游设置有泥石流分流塔，其涡轮机滤水网和泥石流格栅能过滤分离水石，并且能利用其分离出的水进行蓄水，并利用高低势差使得该拦砂坝具有发电功能，并在泥石流分流塔两侧设置有固体物堆积区，能起到巩固坝肩的作用。本实用新型的山洪泥石流拦砂坝不仅降低了山洪泥石流的灾害，还利用拦砂坝天然高差优势，进行发电供电，使得该拦砂坝具有一定的经济用途。

Description

一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝

技术领域

本实用新型涉及灾害治理技术，具体涉及一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝。

背景技术

拦砂坝作为一类典型的泥石流防护工程结构，具有降低沟底侵蚀、截流、水石分离和降低流体动能等多种作用，能够有效缓解泥石流灾害。但是单一的透水拦砂坝不能进行泥石流的筛分，且修筑坝体成本高，需要有较好的坝基稳定性，在坝体的持久利用上还有所欠缺。

专利CN205591175U公开了一种泥石流拦砂坝。该拦砂坝包括坝体基础和设于坝体基础之上的坝身主体，所述坝身主体包括若干平行于水平面、在垂直于水平面方向上按一定间距分布的水平隔墙，若干平行于泥石流流向、在垂直于泥石流流向方向上按一定间距分布的纵向隔墙，及若干垂直于泥石流流向、在泥石流流向方向上按一定间距分布的横向隔墙；水平隔墙、纵向隔墙和横向隔墙纵横相交形成若干隔墙空间，隔墙空间内充填弃渣。该实用新型合理利用施工弃渣和泥石流沟道堆积物作为拦砂坝坝身主体，但其水石分离作用较差，且该拦砂坝无其它经济用途。

综上，亟需一种能更好的缓解泥石流灾害，能较好分离泥石流中水石的拦砂坝，且修筑坝体拥有较好的经济用途。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝，利用坝体实现泥石流拦砂坝的功能，并借用拦砂坝天然高差优势，进行发电供电。

本实用新型目的之一在于提供一种具有发电功能的泥石流分流塔，具有分离泥石流中的水石和发电的功能，其具体技术方案如下：

一种具有发电功能的泥石流分流塔，包括发电机、涡轮、涡轮轴、涡轮机滤水网、泥石流格栅、涡轮机进水通道、泥石流泄流通道和涡轮泄流口，其特征在于，所述发电机位于所述泥石流分流塔中心顶端，所述涡轮轴将所述发电机和所述涡轮连接在一起；所述涡轮机滤水网和所述泥石流格栅呈环状围绕于所述泥石流分流塔的塔身上，所述涡轮机滤水网位于所述涡轮机进水通道上端，所述涡轮泄流口位于所述涡轮机进水通道下端，所述泥石流泄流通道位于所述泥石流格栅下方。

进一步的，所述泥石流格栅包括格栅阀门圈、阀门驱动和格栅模块；所述格栅模块均匀分布在所述格栅阀门圈上，所述阀门驱动将所述泥石流格栅闭合。

进一步的，所述涡轮机进水通道呈喇叭形。

本实用新型目的之二在于提供一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝，具体技术方案如下：

一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝，包括上述方案所述的泥石流分流塔、塔肩、坝身、护底和固体物堆积区，所述坝肩位于坝身两侧，所述泥石流分流塔位于所述坝身墙体的上游，所述固体堆积区位于所述泥石流分流塔的两侧，所述护底位于所述山洪泥石流拦砂坝底部。

进一步的，所述坝肩直接与沟谷两侧基岩连接。

进一步的，所述泥石流泄通道与坝身泥石流泄流通道连接，所述涡轮泄流口与坝身涡轮泄流通道连接。

进一步的，所述泥石流分流塔和所述坝身可拆卸组装。

进一步的，所述坝身顶部设有溢流槽。

进一步的，所述溢流槽高度低于所述泥石流分流塔的顶部。

进一步的，所述山洪泥石流拦砂坝可设置2个以上的所述泥石流分流塔。

本实用新型的有益之处在于：实现基础拦砂坝功能的同时能对泥石流进行细致分离过滤，并利用拦砂坝天然高差优势进行发电供电；坝身溢流槽防止因泥石流因流量过大对坝肩造成损毁；坝身与分流塔采用模块化预制件进行组装，可拆卸化的设计方便后续维护更换；固体物堆积区的设立增强了对坝肩的保护。

附图说明

图1为本实用新型具有发电功能的泥石流分流塔的剖面图。

图2为本实用新型具有发电功能的泥石流分流塔的泥石流格栅。

图3为本实用新型具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝的正面立体示意图。

图4为本实用新型具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝的固体物堆积区位置示意图。

图5为本实用新型具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝的背面立体示意图。

图6为本实用新型具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝剖面图。

图中，1—泥石流分流塔,2—坝肩，3—坝身，4—护底，5—固体物堆积区，11—发电机，12—涡轮，13—涡轮轴，14—涡轮机滤水网，15—泥石流格栅，16—涡轮机进水通道，17—泥石流泄流通道，18—涡轮泄流口，151—格栅阀门圈，152—阀门驱动，153—格栅模块，31—坝身泥石流泄流通道，32—坝身涡轮泄流通道，33—溢流槽。

具体实施方式

下面通过实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的结构思路、使用范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

实施例1一种具有发电功能的泥石流分流塔

一种具有发电功能的泥石流分流塔，如图1所示，包括发电机11、涡轮12、涡轮轴13、涡轮机滤水网14、泥石流格栅15、涡轮机进水通道16、泥石流泄流通道17和涡轮泄流口18。本实用新型泥石流分流塔具有在空间上分流，物质上分离水石，拦挡山洪泥石流，分流塔位于坝身墙体的上游，先于坝身挡墙部分接触流水或泥石流，圆柱外形分流塔将流水和泥石流分为两侧流，以及发电作用。

发电机11位于泥石流分流塔中心顶端，涡轮轴13将发电机11和涡轮14连接在一起。涡轮机滤水网14和泥石流格栅15呈环状围绕于泥石流分流塔的塔身上，涡轮机滤水网14通过涡轮机进水通道16与涡轮泄流口18连接，涡轮机进水通道16呈喇叭形。泥石流格栅15和泥石流泄流通道17连接，并且泥石流泄流通道17位于泥石流格栅15下端。泥石流格栅15如图2所示，包括格栅阀门圈151、阀门驱动152和格栅模块153；格栅模块153均匀分布在格栅阀门圈151上，阀门驱动153将泥石流格栅15闭合。

分流塔内部有两个主要流通的通道，如图1所示，一个是供发电所用的涡轮机进水和排泄通道，流体的流动空间顺序为：涡轮机滤水网14(滤除粗颗粒)→涡轮机进水通道16→涡轮12→涡轮泄流口18，流体构成以水为主，可以带有少量的细颗粒固体。另一个是山洪、泥石流排泄通道，流体的流动空间顺序为：泥石流格栅15(分离水石)→泥石流泄流通道17，其中涡轮机进水16通道设计为上大下小的喇叭形，可增大通过水轮机的流量，减小流动过程中的阻力。泥石流格栅15主要起到拦挡大颗粒石块，实现水石分离作用，因此泥石流泄流通道17允许小于设计粒径的土石通过。分流塔的尺寸与数量根据具体需求设计，可以并排安装多个分流塔，并且每个分流塔中的泥石流格栅15与泥石流泄流通道17可以设置多个。

分流塔中涡轮机滤水网14位于上部，为了蓄水达到较高的势能。而下部的泥石流格栅15在大多数时间内处于关闭状态，便于蓄水提高水位。而在监测预警到山洪、泥石流时，分流塔中的泥石流格栅15上的阀门驱动152转动格栅阀门圈151，使得泥石流格栅15处于打开状态。

实施例2一种兼具发电功能的山洪泥石流拦砂坝

一种兼具发电功能的山洪泥石流拦砂坝，如图3所示，主要分为四大组成部分，首先是坝肩2，坝肩2主要是用来固定坝身3，并且直接与山区沟谷两侧基岩连接，提供稳固的反力；然后坝身3起到拦截水石作用；固体物堆积区5位于泥石流分流塔两侧，如图4所示；而位于底部与地基直接接触为护底4，主要是防护拦砂坝底部的基础岩土体，防止流水或泥石流对地基造成侵蚀，坝身3、坝肩2与护底4一般均采用钢筋混凝土结构。为了加快现场施工，坝身3与泥石流分流塔1一般采用模块化预制件进行现场组装。其中坝身3结构和形态设计最为关键。

泥石流分流塔1功能实现的关键部分，具有在空间上分流，物质上分离水石，拦挡山洪泥石流，泥石流分流塔1位于坝身3墙体的上游，先于坝身3挡墙部分接触流水或泥石流，圆柱外形分流塔将流水和泥石流分为两侧流，以及发电作用。

坝身3顶部中间位置留有溢流槽33，溢流槽33底低于泥石流分流塔1顶部。当山洪或泥石流流量过大时，保证从坝身3中间溢流通过，防止对坝肩2两侧土石造成损毁，并防止对泥石流分流塔1顶部发电机11造成破坏。坝身3挡墙后部为坝身泥石流泄流通道31和坝身涡轮泄流通道32，如图5所示，坝身泥石流泄流通道31存在多个，加大排洪效果。坝身涡轮泄流通道32位于下部，是为了提高流体落差，获取更多的能量。

泥石流分流塔1位于坝身3墙体的上游，先于坝身3挡墙部分接触流水或泥石流，圆柱外形分流塔将流水和泥石流分为两侧流，土石颗粒物将会淤积到后两侧的固体物堆积区5，如图4所示，因此减少了对分流塔的堵塞，并起到了加固坝肩2的作用。泥石流分流塔和坝身可拆卸组装，如图6所示，泥石流泄通道与坝身泥石流泄流通道连接，涡轮泄流口与坝身涡轮泄流通道连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.一种具有发电功能的山洪泥石流拦砂坝，包括泥石流分流塔(1)、坝肩(2)、坝身(3)、护底(4)和固体物堆积区(5)，其特征在于，所述坝肩(2)位于坝身(3)两侧，所述泥石流分流塔(1)包括发电机(11)、涡轮(12)、涡轮轴(13)、涡轮机滤水网(14)、泥石流格栅(15)、涡轮机进水通道(16)、泥石流泄流通道(17)和涡轮泄流口(18)，其特征在于，所述发电机(11)位于所述泥石流分流塔中心顶端，所述涡轮轴(13)将所述发电机(11)和所述涡轮(12)连接在一起；所述涡轮机滤水网(14)和所述泥石流格栅(15)呈环状围绕于所述泥石流分流塔的塔身上，所述涡轮机滤水网(14)位于所述涡轮机进水通道(16)上端，所述涡轮泄流口(18)位于所述涡轮机进水通道(16)下端，所述泥石流泄流通道(17)位于所述泥石流格栅(15)下方；所述泥石流分流塔(1)位于所述坝身(3)墙体的上游，所述固体物堆积区(5)位于所述泥石流分流塔(1)的两侧，所述护底(4)位于所述山洪泥石流拦砂坝底部。

2.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述泥石流格栅(15)包括格栅阀门圈(151)、阀门驱动(152)和格栅模块(153)；所述格栅模块(153)均匀分布在所述格栅阀门圈(151)上，所述阀门驱动(152)将所述泥石流格栅(15)闭合。

3.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述涡轮机进水通道(16)呈喇叭形。

4.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述坝肩(2)直接与沟谷两侧基岩连接。

5.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述泥石流泄流通道(17)与坝身泥石流泄流通道(31)连接，所述涡轮泄流口(18)与坝身涡轮泄流通道(32)连接。

6.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述泥石流分流塔(1)和所述坝身(3)可拆卸组装。

7.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述坝身(3)顶部设有溢流槽(33)。

8.根据权利要求7所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述溢流槽(33)高度低于所述泥石流分流塔(1)的顶部。

9.根据权利要求1所述的山洪泥石流拦砂坝，其特征在于，所述山洪泥石流拦砂坝可设置2个以上的所述泥石流分流塔(1)。

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