[发明专利]顶轴式水力自控闸门及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水利工程与海洋工程设施领域，尤其涉及一种顶轴式水力自控闸门。

背景技术

沿江沿海地区蕴藏有丰富的潮汐资源，这些潮汐资源包含有巨大的能量和优质的水体，可以利用潮汐能进行发电，改变当地的能源结构，缓解沿江沿海地区的能源危机；可以利用潮差进行引清调水，改善当地水环境，提高当地防灾减灾能力，解决沿江沿海地区水质性缺水的矛盾，从而可以提高当地的供水安全。过去对潮汐资源的调控都是采用传统的闸门形式进行的，通常的水力自控式闸门将门轴设在门叶底部，不能适用于潮汐的调控。这种闸门由于不能适应潮汐的涨落规律，需要人为控制，带来了闸后泥沙淤积、潮汐资源利用率不高、操纵技术水平要求高等一系列的问题，因此，迫切需要一种具有水力自适应能力的新型自控式闸门。

发明内容

本发明的目的是针对潮汐涨落的特点，克服现有技术的不足，提供一种顶轴式水力自控闸门。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种半开顶轴式水力自控闸门，它包括下部固定门叶、上部活动门叶和门轴，门轴设在上部活动门叶的顶部。所述的下部固定门叶可以为腰墙或可卸闸门。

一种全开顶轴式水力自控闸门，它包括活动门叶、门轴和台阶式门坎，门轴设在活动门叶的顶部，活动门叶的底缘位于台阶式门坎的低位之上。

一种感潮河网水资源自动调控系统，包括沿江感潮河网、上游水闸和下游水闸，上游水闸采用半开顶轴式水力自控闸门，下游水闸采用全开顶轴式水力自控闸门。

本发明的有益效果是：本发明通过两种型式的顶轴式水力自控闸门的组合运用，可以实现沿江沿海地区潮汐水能资源的综合利用，实现内陆河网的水质改善，满足河网地区水资源供需，减轻河网地区的防洪排涝压力，并解决河口部位的泥沙淤积等问题，从而为沿江沿海地区开发提供能源和水安全保障。此外还可以为感潮河段、河口的往复流治理提供新的解决方案。

附图说明

图1是半开顶轴式水力自控闸门立面示意图；

图2是固定门叶采用腰墙的半开顶轴式水力自控闸门侧面示意图；

图3是固定门叶采用腰墙的半开顶轴式水力自控闸门平面示意图；

图4是固定门叶采用可卸闸门的半开顶轴式水力自控闸门侧面示意图；

图5是固定门叶采用可卸闸门的半开顶轴式水力自控闸门平面示意图；

图6是全开顶轴式水力自控闸门立面示意图；

图7是全开顶轴式水力自控闸门平面示意图；

图8顶轴式水力自控闸门用于感潮河网水资源自动调控的实施例图。

具体实施方式

本发明的顶轴式水力自控闸门包括半开顶轴式水力自控闸门和全开顶轴式水力自控闸门两种型式。通过这两种型式的顶轴式水力自控闸门的组合运用，可以实现沿江沿海地区潮汐水能资源的综合利用。

下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，本发明的半开顶轴式水力自控闸门包括下部固定门叶1、上部活动门叶2、门轴3，门轴3设在上部活动门叶2的顶部。半开顶轴式水力自控闸门的下部固定门叶1可采用如图2、3所示的腰墙4或如图4、5所示的可卸闸门5形式，可卸闸门5带有门耳6。

如图6、7所示，本发明的全开顶轴式水力自控闸门包括活动门叶7、门轴8、台阶式门坎9，门轴8设在活动门叶7的顶部，活动门叶7的底缘位于台阶式门坎9的低位之上。全开顶轴式水力自控闸门的止水只需要埋设在门槽内。

对于半开顶轴式水力自控闸门，当闸外水位高于闸内水位时，上部活动门叶2根据闸门内外水位差自动开启引水，并对闸门后的於沙进行冲刷，下部固定门叶1对潮水挟带的泥沙具有拦截作用，当闸外水位低于闸内水位时，闸门自动关闭。对于全开顶轴式水力自控闸门，当闸外水位低于闸内水位时，活动门叶7根据闸门内外水位差自动开启排水，并拉动、排出闸后淤沙，当闸外水位高于闸内水位时，闸门自动关闭。

如图8所示，将顶轴式水力自控闸门应用于感潮河网水资源自动调控系统，包括沿江感潮河网16和沿江17建立的一系列的挡潮水闸，为了促进河网水体有序定向流动，并将河网水位控制在合理范围内，将上游水闸18、19采用半开顶轴式水力自控闸门，将下游水闸20、21采用全开顶轴式水力自控闸门，水闸18、19负责引水，水闸20、21负责排水，一方面可以加强河网水体置换，改善河网水质，另一方面，可以满足河网地区水资源供需，提高当地水安全保障能力。