[实用新型]一种采用伸缩套管式分层取水的中低水头大坝

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用伸缩套管式分层取水的中低水头大坝，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

目前国内外有一批已建、在建或待建的大型水库，这些水库带来巨大经济社会效益，随着环保意识的增强，水库对水环境的影响逐渐也为人们所熟知。水库蓄水后，库区形成了巨大的水域，它不仅可以调节河流径流量，而且对库内的热能起到调节作用。受气候变化、出入流水温、蒸发及水的理化特性等影响，水库形成了特有的温度场。根据我国现行的水库环境影响评价中，若多年平均入库径流量与总库容的比值小于10，则该水库为典型分层型水库。

一些深水型水库的水温结构常年处于分层状态，以国内某典型分层水库为例，根据多年坝前垂向水温实测资料分析，1-3月份，水库处于封冻期，坝前水温结构呈逆温分布，库表水温接近0.0℃，库底水温维持在3.0℃～4.0℃范围，垂向平均温差为3.7℃左右。4月份，随着气温的升高，水库表层逐渐解冻，库表冷水在升温期气温、太阳辐射的作用下，表层水体得到热量而水温逐渐升高，垂向基本呈等温状态，表层和库底温差为1.1℃。5月份以后，随着气温逐渐升高，表层水体继续吸热，在水下20-30m范围内逐渐形成温跃层，水库进入分层状态。7、8月份，库区表层水体温度升至最高，达26.6℃，库区垂向水体温差也达最大值，18.5℃左右，温差主要集中在水下30m内。9月份开始，随着气温下降，水体表层温度降低，密度较大的表层冷水逐渐下沉，并与下层温水对流掺混，形成秋季的水库大翻转，同温层厚度逐渐增加，库底水温持续缓慢升高，垂向温差减小，约到11月份形成第二次垂向等温状态。持续的气温降低使表层水体继续冷却下沉，当库区表层水温降至4.0℃左右，表层水体继续失热，垂向形成逆温分布，当表层水体进一步降至0.0℃后，水库结冰封冻形成冰盖进入冰封期。

对于这些典型的分层型水库，水电站在运行过程中，取水高程决定取水水温。近年来，随着生态环境保护意识的日益增强，对于大型深水库采取分层取水的措施来解决水库水温分层和水库下泄需求水温之间的矛盾逐渐为建设环保部门所认可。采用水电站分层取水，目的是有选择的下泄水库不同温度层的水体，进而控制下泄水温，以满足供水、灌溉、下游水生生物生境等需求。

目前大中型水库多采用叠梁门控制分层取水方式、多层取水口分层取水方式等，还有一些小型水利工程采用坝内埋设多层取水管的取水方式。叠梁门分层取水方式主要下泄表层高温水，可调整性低，对于多目标取水工程而言适用性差，对下游生态环境产生一定程度的影响；多层取水口取水方式，表层孔主要取高温水，底孔主要取低温水，但底孔泄流量有限，且用底孔泄放水库底部较冷的水流来保护喜冷生物会导致发电量显著减少；坝内埋设多层取水管的分层取水坝，只适合小流量、低水头的情况，主要满足市政及工业用水要求。对于70m以下的中低水头水库，上述的取水方式都无法实现特定温度层取水以及在动水中调节的功能。

因此，目前亟需一种取水水温范围大、调整性好、适用性广、发电效益高的分层取水大坝，允许电站在水库的不同深度取水，并且下泄水温满足下游的生态环境和农业灌溉要求。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用伸缩套管式分层取水的中低水头大坝，可以实现不同深度取水，扩大了取水的温度范围；提高了取水操作的灵活性、安全性和稳定性；安装方便快捷，减小了施工的难度和复杂程度，可广泛用于中低水头分层型水库，满足水库下游的用水需求。

技术方案：本实用新型所述的一种采用伸缩套管式分层取水的中低水头大坝，包括坝体，所述坝体的中部设有进水段，所述进水段上下两侧分别设有竖井，所述竖井由外竖井和与之连通的内竖井构成，所述外竖井与水库连通；

所述进水段内设有水平进水管道，所述水平进水管道通过纵向进水管道与两侧的竖井连通；

所述内竖井中沿竖直方向设置有滑动轨道，所述滑动轨道上安装有轨道式升降机，所述轨道式升降机与纵向进水管道之间依次连接有连接件、拦污罩、喇叭形连接管和伸缩套管，所述伸缩套管与纵向进水管道之间设有阀门；

所述外竖井及水平进水管道的进水口设置有拦污栅，所述水平进水管道内设置有工作闸门，所述工作阀门位于进水口内的拦污栅与纵向进水管道之间。

进一步完善上述技术方案，所述的伸缩套管由多个不同直径的单节管件构成，其中：除最内节的管件之外，其他管件靠近拦污罩的一端与其紧邻的内侧管件之间设有环形卡环，所述伸缩套管内所有的单节管件靠近阀门的端口外侧均设有与环形卡环相匹配的凸缘。