[发明专利]一种无闸控制的分层取水装置和方法

说明书

本发明涉及一种无闸控制的分层取水装置和方法，包括：与水库连接的导流道，导流道上设有多块分层并呈辐射状设置的整流板，整流板与进水通道两侧的导墙固定连接，导流道尽头设置支墩，支墩上辐射状整流板所指向的辐射中心设有带有圆柱形筒体的转筒，筒体外圆面上相差180度设置进水孔和出水孔，转筒通过旋转驱动机构与控制器连接。本发明辐射状设置的整流板对准各个不同的水体分层，使用转筒形成可以任意转换的流道，实现在同一取水口高程可实现多目标分层取水效果，且具有连续性。本发明结构简单，操作方便，仅依靠简单的传动机构实现分层取水装置的工作和关闭状态，与传统分层取水设施相比，大大降低了工程造价。

技术领域

本发明涉及一种无闸控制的分层取水装置和方法，是一种水工装置和方法，是一种对水库不同深度的水层取水的装置和方法。

背景技术

水库建成运行后，库区水温结构大多呈季节性分层状态，水温具有明显的沿深度分层分布的特点。水库上层为表温层，水体与空气直接进行热交换，吸收热能多，温度高，层内水温相互掺混，全层温度基本均一；下层为温跃层，存在于水面以下4~15m范围内，全层上下水温变化剧烈，温度梯度较大；最下为深水层，受外界热能影响较小，水温几乎无变化，常年维持在较稳定的低温状态。多个工程实测水温分布显示，分层型水库表层水温和底层水温最大垂向温差可达15~20°左右。考虑到水库的温度分层对库区及下游的生态环境有着巨大的影响，特别是对水生生态的影响，目前工程中多采用分层取水的方法来实现提取不同温度或水质的水体，以适应下游生态需求。

现有的一些分层取水方法包括一些专利和文献，如：公告号为CN203373809的“一种竖井式分层取水结构”，呈阶梯状在不同高程水平布置取水口，实现分层取水效果。公告号为CN103498445的《一种采用伸缩套管式分层取水的中低水头大坝》，利用伸缩套管控制取水高程，以提取不同高程水温。根据文献资料可知，目前分层取水措施通常为多个取水口或叠梁门分层取水措施，试验研究表明，多个取水口方案的每个取水口其取水效果单一，无法同时满足多种生态需求条件，叠梁门分层取水虽通过调节取水高程满足不同生态需求，但不适用于已建工程改造，且后期运行造价较高。传统分层取水结构常采用多层取水口或叠梁门取水，均属于横向取水方式，该取水方式取水水温单一，当下游生态需求复杂时，需要设置更多层取水口或减小叠梁门单节高度，由此产生的后果是工程造价增加，工程结构不稳定等，且可调控性差。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种无闸控制的分层取水装置和方法。所述装置和方法通过分层取水机构，可满足下游生态系统对水温的各种需求，同时实现了分层取水的无闸门控制。

本发明的目的是这样实现的：一种无闸控制的分层取水装置，包括：与水库连接的导流道，所述的导流道上设有多块分层并呈辐射状设置的整流板，所述的整流板与进水通道两侧的导墙固定连接，所述的导流道尽头设置支墩，所述的支墩上辐射状整流板所指向的辐射中心设有带有圆柱形筒体的转筒，所述的筒体外圆面上相差180度设置进水孔和出水孔，所述的转筒通过旋转驱动机构与控制器连接。

进一步的，所述的整流板的数量为3~5个。

进一步的，所述的整流板沿水流方向的纵向长度为5~10m。

进一步的，所述的转筒包括：圆柱形筒体，所述圆柱形筒体内通过至少三根龙骨支架与圆柱形筒体中心的转轴固定连接。

进一步的，所述的圆柱形筒体为钢质结构，外圆面设置止水橡胶材料。

进一步的，所述的进水孔和出水孔为形状和大小相同的矩形，所述矩形的宽度等于或略大于两块整流板接近转筒处的宽度，长度为转筒两个端面之间的距离。

进一步的，所述的旋转驱动机构包括：减速器和与减速器连接的电机，所述的转轴穿过导流道一侧的导墙与所述的减速器连接。

进一步的，所述支墩的厚度大于进水孔的宽度。