CN217923891U - 一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，分别与一输水主管、一第一支管、一第二支管连通，该配水池结构包括连通所述输水主管的主水池、第一溢流堰、第二溢流堰、第一分水池和第二分水池；第一分水池的一侧部与主水池一侧部分别位于第一溢流堰两侧；第二分水池的一侧部、主水池另一侧部分别位于第二溢流堰两侧；第一分水池的另一侧部连通第一支管，第二分水池的另一侧部连通第二支管。本实用新型提高了引调水结构的安全性，实现分水流量等比例自然溢流、自动分配，避免了现有技术中当闸、阀突然关闭时因水锤冲击造成的危害，保证了引调水工程正常运行且结构简单。

Description

一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构

技术领域

本实用新型涉及引调水工程技术领域，具体涉及一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构。

背景技术

在引调水工程中，当主管需要开岔分支，将水按比例配送至不同的交水点时，往往需要设置配水建筑物。常见配水建筑物有如下几种：①主、支管利用岔管衔接，在各支管处设置阀门，通过调节阀门开度实现分(配)水；②主管末端设置水池，水池池壁引出分水支管，支管进(出)口设置闸门，通过启闭闸门实现分(配)水。上述做法均需通过控制闸、阀来分配水量，由于各交水点处水位可能不统一，因此为了水面线的平顺衔接，在不同分水流量时，需采用不同的闸阀开度来适应，加大了操作管理的难度。此外，当闸、阀突然关闭时，会产生影响管道结构安全的水锤效应。专利号为CN107675783A的中国专利申请文件公开了一种带有固定堰的分流井恒流系统，包括分流井和固定堰，所述固定堰设置于分流井通向处理池的通道前，所述分流井的侧壁设有进水管，所述分流井的底部设有出水管，出水管设有堰门，堰门连接驱动堰门的驱动设备，所述分流井内设有测量井内水面高度的液位计，所述液位计和所述驱动设备连接同一个PLC控制器。该专利申请文件应用于城市污水处理厂，水流经过固定堰流向污水处理池，而水流的另一个出水方向是经过所述分流井底部的出水管，再经过由PLC控制开关或高度的堰门，但是所述堰门及其控制系统容易受水流冲击而损坏，所述固定堰主要的作用是保护污水处理池免遭强大水流冲击，当水流冲击超过固定堰的承受极限时，所述堰门则开始工作以保护所述固定堰，因此该分流井恒流系统主要应用于污水进入处理池的流道上，并不适用于引调水工程。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，从而提高了引调水结构的安全性，实现分水流量等比例自然溢流、自动分配，避免了现有技术中当闸、阀突然关闭时因水锤冲击造成的危害，保证了引调水工程正常运行且结构简单。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

本实用新型提出了一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，分别与一输水主管、一第一支管、一第二支管连通，该配水池结构包括连通所述输水主管的主水池、第一溢流堰、第二溢流堰、第一分水池和第二分水池；第一分水池的一侧部与主水池一侧部分别位于第一溢流堰两侧，第一溢流堰用于阻碍来自主水池的水流从而使水溢流至第一分水池；第二分水池的一侧部、主水池另一侧部分别位于第二溢流堰两侧，第二溢流堰用于阻碍来自主水池的水流从而使水溢流至第二分水池；第一分水池的另一侧部连通第一支管，第二分水池的另一侧部连通第二支管。

进一步地，于第一分水池的一侧部与主水池一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成第一槽口，所述第一溢流堰为第一槽口下方的墙壁结构；于第二分水池的一侧部与主水池另一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成的第二槽口，所述第二溢流堰为第二槽口下方的墙壁结构。

进一步地，所述主水池、第一分水池和/或第二分水池由混凝土模注成型。

进一步地，该配水池结构还包括若干放水管和放水阀；所述放水管通过放水阀分别与第一分水池、第二分水池连通；所述放水管用于维修时将主水池中的水放流至第一分水池和/或第二分水池。

进一步地，该配水池结构还包括放空阀室，放水阀设于放空阀室内。

进一步地，所述放空阀室由混凝土模注成型。

进一步地，所述的水池与水池之间设有结构缝，所述结构缝通过止水金属片密封。

进一步地，所述主水池的净宽度及净长度均不小于输水主管内径的两倍，第一分水池及第二分水池净长度均大于其对应的支管内径的四倍。

进一步地，所述主水池采用多边形、矩形或者圆形结构。

进一步地，所述第一分水池采用矩形结构，第二分水池采用梯形结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过在引调水工程输水主管末端设置一个自然溢流式配水池结构，巧妙地利用水力学自由堰流公式，实现分水流量等比例自然溢流、自动分配。该结构解决了常规闸阀控制时的运行、调度难题，且避免了当闸、阀突然关闭时，产生水锤影响管道结构安全；在主水池内长期储水，堰顶高于主管管顶两米以上的情况下，本实用新型保证了引调水管道(隧洞)始终有压，满足规范要求的管道(隧洞)满流状态；本实用新型有利于引调水工程正常运行且结构简单，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型的一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构的结构示意图；

图2是本实用新型的图1的A-A方向剖视图；

图3是本实用新型的图1的B-B方向剖视图；

附图标记说明：

输水主管13；第一支管31；第二支管21；主水池1；第一溢流堰12；第二溢流堰11；第一分水池3；第二分水池2；放水管42；放水阀41；放空阀室4；止水金属片5。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，术语“顶部”、“底部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

实施例

如图1-3所示：

本实施例提出一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，分别与一输水主管13、一第一支管31、一第二支管21连通，该配水池结构包括连通所述输水主管13的主水池1、第一溢流堰12、第二溢流堰11、第一分水池3和第二分水池2；第一分水池3的一侧部与主水池1一侧部分别位于第一溢流堰12两侧，第一溢流堰12用于阻碍来自主水池1的水流从而使水溢流至第一分水池3；第二分水池2的一侧部、主水池1另一侧部分别位于第二溢流堰11两侧，第二溢流堰11用于阻碍来自主水池1的水流从而使水溢流至第二分水池2；第一分水池3的另一侧部连通第一支管31，第二分水池2的另一侧部连通第二支管21。

于本实施例优化地，根据主水池1的形状及尺寸、配水情况，可以设置两个以上分水池。

于本实施例优化地，于第一分水池3的一侧部与主水池1一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成第一槽口，所述第一溢流堰12为第一槽口下方的墙壁结构；于第二分水池2的一侧部与主水池1另一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成的第二槽口，所述第二溢流堰11为第二槽口下方的墙壁结构；上述开槽的墙壁结构具有良好的结构稳定性，能有效抵御强大的水流冲击，所述溢流堰与主分水池形成具有良好力学特性的一体化固定结构。

于本实施例优化地，所述主水池1、第一分水池3和/或第二分水池2由混凝土模注成型。

于本实施例优化地，该配水池结构还包括若干放水管42和放水阀41；所述放水管42通过放水阀41分别与第一分水池3、第二分水池2连通；所述放水管42用于维修时将主水池1中的水放流至第一分水池3和/或第二分水池2；放水管42和放水阀41方便于对结构相对固定的配水池结构进行维修。

于本实施例优化地，该配水池结构还包括放空阀室4，放水阀41设于放空阀室4内；放空阀室4既能保护放水阀41，又能避免因放水管42破裂造成了的泄水现象。

于本实施例优化地，所述放空阀室4由混凝土模注成型。

于本实施例优化地，所述的水池与水池之间设有结构缝，所述结构缝通过止水金属片5密封；所述结构缝能避免因热胀冷缩造成对水池的长期性结构破坏。

于本实施例优化地，所述主水池1的净宽度及净长度均不小于输水主管13内径的两倍，第一分水池3及第二分水池2净长度均大于其对应的支管内径的四倍，从而保证较为平顺的水流流态。

于本实施例优化地，所述主水池1采用多边形、矩形或者圆形结构，且在征地条件允许的情况下，水池净面积越大对水流流态越有利。

于本实施例优化地，所述第一分水池3采用矩形结构，第二分水池2采用梯形结构。

本实施例具体的施工过程如下：

S1：利用混凝土现场模注的主水池1，主水池1侧壁开孔，引入输水主管13；

S2：利用混凝土现场模注的第一分水池3，主、分水池共用的侧壁顶部开槽，设置溢流堰，第一分水池3末端接入第一支管31；

S3：利用混凝土现场模注的第二分水池2，主、分水池共用侧壁顶部开槽，设置溢流堰，第二分水池2末端接入第二支管21；

S4：利用混凝土现场模注的放空阀室4，用于检修时放空水池。

优选的，所述S1中的主管直径为D1，主水池1可采用矩形，净长度、净宽度均宜大于两倍D1。

优选的，所述S2、S3中的支管直径为D2，分水池可采用矩形，其净宽度可与堰宽统一，净长度宜大于四倍D2。

优选的，所述S2、S3中的堰顶高程应高过主管管顶2m以上，以满足有压管道满流要求。

优选的，所述S2、S3中的堰顶高程应不低于下游水位，使得分水池始终呈自由堰流的状态。

优选的，所述S2、S3中的堰宽根据分流流量比例，由水力学自由堰流公式计算后选定，公知的：

Q＝K·B·H₀ ^3/2

上述公式中

Q——过流流量；

B——堰宽；

H0——包含行近流速水头的堰前水头；

m——自由溢流的流量系数，与堰型、堰高有关；

σc——侧收缩系数，与溢流堰边墙的体型有关；

g——重力加速度，为常数。

优选的，所述S2在选定的堰型、堰高下，由分流流量Q1、流量系数m1及侧收缩系数σc1、初拟的堰宽B1推求出堰前水头H0，期间需要迭代计算。

优选的，所述S3在选定的堰型、堰高下，由S2步骤的堰前水头H0，推求流量系数m2及侧收缩系数σc2；之后根据分流流量Q2，反算出堰宽B2，由此实现S2、S3等比例自然分流，自由堰流不再受下游水位波动的影响。

优选的，所述S1～S3中的水池顶部高程由堰前水头H0加上安全超高确定。

优选的，所述S1～S3中的水池底部高程持平或略低于主管、支管底部。

优选的，所述S1～S3中的水池之间设置结构缝，缝间设置止水紫铜片。

具体地，为了保证分流时维持自由堰流的状态，要求堰顶不低于下游水位；为了保证池内水不外溢，要求主水池1顶部高程由堰前水头H0加上安全超高确定；分水池一般位于引调水工程管道或隧洞的末端，管道或隧洞的首部一般为取水闸或泵站；值得说明的是，水池堰顶高程越高，主管(洞)进水口水位也越高，将造成取水头部无法自流或泵送的扬程变高，故水池堰顶高程的选择还应综合考虑主管(洞)沿线的水力过渡过程和取水头部的实际情况。

具体地，于本实施例中，要求水池堰顶高程应不低于下游水位，使得分水池始终呈自由堰流的状态，自由堰流不再受下游水位波动的影响；根据自由堰流公式，在选定的堰型、堰高下，可由分流流量等参数推求出各分水池的堰宽；堰型可选择薄壁堰、实用堰或宽顶堰。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，分别与一输水主管(13)、一第一支管(31)、一第二支管(21)连通，其特征在于，该配水池结构包括连通所述输水主管(13)的主水池(1)、第一溢流堰(12)、第二溢流堰(11)、第一分水池(3)和第二分水池(2)；第一分水池(3)的一侧部与主水池(1)一侧部分别位于第一溢流堰(12)两侧，第一溢流堰(12)用于阻碍来自主水池(1)的水流从而使水溢流至第一分水池(3)；第二分水池(2)的一侧部、主水池(1)另一侧部分别位于第二溢流堰(11)两侧，第二溢流堰(11)用于阻碍来自主水池(1)的水流从而使水溢流至第二分水池(2)；第一分水池(3)的另一侧部连通第一支管(31)，第二分水池(2)的另一侧部连通第二支管(21)。

2.根据权利要求1所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，于第一分水池(3)的一侧部与主水池(1)一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成第一槽口，所述第一溢流堰(12)为第一槽口下方的墙壁结构；于第二分水池(2)的一侧部与主水池(1)另一侧部的共同侧壁或相邻侧壁顶部开槽形成的第二槽口，所述第二溢流堰(11)为第二槽口下方的墙壁结构。

3.根据权利要求1所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述主水池(1)、第一分水池(3)和/或第二分水池(2)由混凝土模注成型。

4.根据权利要求1所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，该配水池结构还包括若干放水管(42)和放水阀(41)；所述放水管(42)通过放水阀(41)分别与第一分水池(3)、第二分水池(2)连通；所述放水管(42)用于维修时将主水池(1)中的水放流至第一分水池(3)和/或第二分水池(2)。

5.根据权利要求4所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，该配水池结构还包括放空阀室(4)，放水阀(41)设于放空阀室(4)内。

6.根据权利要求5所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述放空阀室(4)由混凝土模注成型。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述的水池与水池之间设有结构缝，所述结构缝通过止水金属片(5)密封。

8.根据权利要求1-6任一所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述主水池(1)的净宽度及净长度均不小于输水主管(13)内径的两倍，第一分水池(3)及第二分水池(2)净长度均大于其对应的支管内径的四倍。

9.根据权利要求1-6任一所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述主水池(1)采用多边形、矩形或者圆形结构。

10.根据权利要求1-6任一所述的用于引调水工程的自然溢流式配水池结构，其特征在于，所述第一分水池(3)采用矩形结构，第二分水池(2)采用梯形结构。

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