一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法及水壩結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法及水壩結(jié)構(gòu)，其方法是在引水隧洞的進(jìn)水口前方設(shè)置一道擋墻，在不影響引水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全性的前提下有效攔擋水庫(kù)深水區(qū)低溫水體流入下游河道或灌區(qū)，在魚(yú)類繁殖及農(nóng)作物生長(zhǎng)期可保持向下游下泄及灌區(qū)供水水溫在18℃以上，滿足了魚(yú)類、繁殖及農(nóng)作物生長(zhǎng)的要求；通過(guò)在擋墻的背水面設(shè)置擋墻扶臂提高擋墻的強(qiáng)度；通過(guò)在擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)置一組預(yù)充水孔，平衡擋墻兩側(cè)水壓確保水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。本發(fā)明在各水位工況下均能正常運(yùn)行，前庫(kù)水位平靜，無(wú)明顯漩渦，引水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。本發(fā)明還具有施工條件簡(jiǎn)單、水頭及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全、工程投資較小、控制運(yùn)行靈活等特點(diǎn)，提高了工程的整體技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
【專利說(shuō)明】一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法及水壩結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法及水壩結(jié)構(gòu)，屬于水庫(kù)工程環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，水庫(kù)工程尤其是高壩大庫(kù)內(nèi)側(cè)的垂向水溫普遍存在分層現(xiàn)象，庫(kù)表水溫高、庫(kù)底水溫低，且一年內(nèi)大部分時(shí)間段不同水深水體溫度還存在較大差別，特別是在魚(yú)類繁殖旺盛期及農(nóng)作物生長(zhǎng)期，水庫(kù)深水區(qū)進(jìn)水口處下泄或取用的低溫水體對(duì)魚(yú)類、農(nóng)作物的不利影響較為突出。
[0003]為減緩水庫(kù)工程低溫水對(duì)魚(yú)類或農(nóng)作物產(chǎn)生造成的不利環(huán)境影響，目前的做法大多是在進(jìn)水口處采用分層取水的方法，盡量取用水庫(kù)表層水體發(fā)電或灌溉。目前進(jìn)水口分層取水的方法較多，按外形結(jié)構(gòu)分為斜臥式、塔(井)式、套筒式、管狀式等，按水力學(xué)特性分為堰流式和孔流式,按啟閉方式和動(dòng)作原理分為人工啟閉式、電動(dòng)啟閉式、浮式和自動(dòng)翻板式等，按對(duì)分層取水設(shè)施的控制分為水力自動(dòng)控制式和機(jī)械控制式。大中型工程中運(yùn)用較多的有疊梁門(mén)型式和多層取水口型式。上述方法存在施工條件復(fù)雜、影響水頭及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全、工程投資較大、控制運(yùn)行不靈活等問(wèn)題，影響了工程整體的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法及水壩結(jié)構(gòu)，既能確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，又能有效解決水庫(kù)低溫水對(duì)下游河道及灌區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，有利于提高工程整體的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法，該方法是在水庫(kù)工程引水隧洞的進(jìn)水口前方10-15米處設(shè)置一道高度為14-16米的擋墻，用以攔擋水庫(kù)深水區(qū)低溫水體、取用水庫(kù)表層水體發(fā)電或灌溉；以滿足水庫(kù)下游河道魚(yú)類及灌區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)、繁殖的要求；且不影響引水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。
[0006]前述方法中，所述擋墻采用π型扶臂式鋼筋混凝土擋墻，所述η型扶臂式鋼筋混凝土擋墻是在擋墻的背水面設(shè)置一組間距為4-6米的擋墻扶臂，以抵御水庫(kù)深水對(duì)擋墻的壓力。
[0007]前述方法中，所述擋墻底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)，在擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)置3-5個(gè)Φ 100?300mm的預(yù)充水孔，以平衡擋墻兩側(cè)水壓確保水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。
[0008]按前述的方法構(gòu)建的水壩結(jié)構(gòu)，包括一組為水輪機(jī)組或供水管道引流的引水隧洞，引水隧洞內(nèi)設(shè)有引水洞閘板，一組引水隧洞的進(jìn)水口前方設(shè)有總閘板；在距引水隧洞的進(jìn)水口迎水面一側(cè)10-15米處設(shè)有一道高度為14-16米的擋墻，擋墻底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)，擋墻兩端與塔式進(jìn)水口邊墩連接。
[0009]前述結(jié)構(gòu)中，所述擋墻的背水面設(shè)有一組間距為4-6米的擋墻扶臂；擋墻扶臂的形狀為直角三角形，擋墻扶臂的兩條直角邊分別與擋墻的背水面和擋墻基礎(chǔ)連接。
[0010]前述結(jié)構(gòu)中，所述擋墻扶臂與擋墻垂直設(shè)置，擋墻扶臂的厚度不小于2米。
[0011]前述結(jié)構(gòu)中，所述擋墻基礎(chǔ)為厚度不小于3米的鋼筋混凝土。
[0012]前述結(jié)構(gòu)中，所述擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)有3-5個(gè)Φ 100?300mm的預(yù)充水孔。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在引水隧洞的進(jìn)水口前方10-15米處設(shè)置一道擋墻，在不影響引水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全性的前提下有效攔擋水庫(kù)深水區(qū)低溫水體，在魚(yú)類繁殖期及農(nóng)作物生長(zhǎng)期可保持下泄或供水水溫在18°C以上，滿足了下游河道魚(yú)類及灌區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)、繁殖的要求；通過(guò)在擋墻的背水面設(shè)置擋墻扶臂提高擋墻的強(qiáng)度；通過(guò)在擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)置一組預(yù)充水孔，平衡擋墻兩側(cè)水壓確保水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。本發(fā)明在各水位工況下均能正常運(yùn)行，前庫(kù)水位平靜，無(wú)明顯漩渦，引水系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。本發(fā)明還具有施工條件簡(jiǎn)單、水頭及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全、工程投資較小、控制運(yùn)行靈活等特點(diǎn)，提高了工程的整體技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中的標(biāo)記為:1-進(jìn)水口、2-引水隧洞、3-擋墻、4-塔式進(jìn)水口邊墩、5-擋墻扶臂、6-擋墻基礎(chǔ)、7-預(yù)充水孔、8-總閘板、9-引水洞閘板。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0017]一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法，如圖1和圖2所示，圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭表示水流方向；為了方便看清楚本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)，圖2中未畫(huà)總閘板8和引水洞閘板9。由圖1和圖2可見(jiàn)，該方法是在水庫(kù)工程引水隧洞的進(jìn)水口前方10-15米處設(shè)置一道高度為14-16米的擋墻，用以攔擋水庫(kù)深水區(qū)低溫水體、取用水庫(kù)表層水體發(fā)電或灌溉；以滿足水庫(kù)下游河道魚(yú)類及灌區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)、繁殖的要求；且不影響引水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。所述擋墻采用η型扶臂式鋼筋混凝土擋墻，所述η型扶臂式鋼筋混凝土擋墻是在擋墻的背水面設(shè)置一組間距為4-6米的擋墻扶臂，以抵御水庫(kù)深水對(duì)擋墻的壓力。所述擋墻底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)，在擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)置3-5個(gè)Φ 100?300_的預(yù)充水孔，以平衡擋墻兩側(cè)水壓確保水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。
[0018]按前述的方法構(gòu)建的水壩結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括一組用于為水輪機(jī)組或供水管道引流的引水隧洞2，引水隧洞2內(nèi)設(shè)有引水洞閘板9，引水隧洞2的進(jìn)水口 I前方設(shè)有總閘板8 ;在距引水隧洞的進(jìn)水口 I迎水面一側(cè)10-15米處設(shè)有一道高度為14-16米的擋墻3，擋墻3底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)6，擋墻3兩端與塔式進(jìn)水口邊墩4連接。所述擋墻3的背水面設(shè)有一組間距為4-6米的擋墻扶臂5 ;擋墻扶臂5的形狀為直角三角形，擋墻扶臂5的兩條直角邊分別與擋墻3的背水面和擋墻基礎(chǔ)6連接。所述擋墻扶臂5與擋墻3垂直設(shè)置，擋墻扶臂5的厚度不小于2米。所述擋墻基礎(chǔ)6為厚度不小于3米的鋼筋混凝土。實(shí)施例
[0019]以下結(jié)合附圖與貴州省北盤(pán)江董箐水電站為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0020]董箐水電站水庫(kù)正常蓄水位490米，死水位483米，發(fā)電極限水位475米，引水發(fā)電系統(tǒng)布置在河床右岸，由塔式進(jìn)水口 1、引水隧洞2等組成。塔式進(jìn)水口 I的塔身底板高程455米，塔頂高程494.5米，塔高39.5米，進(jìn)水口前沿寬度89.2米。董箐水庫(kù)為日調(diào)節(jié)，水溫結(jié)構(gòu)為過(guò)渡型，其塔式進(jìn)水口 I底板距離正常蓄水位有35米高差，若不考慮分層取水則發(fā)電下泄流量大部分來(lái)自進(jìn)水口前455?470米高程內(nèi)的深水低溫區(qū)，會(huì)對(duì)下游河道產(chǎn)生一定不利影響。為減輕董箐水電站發(fā)電下泄低溫水不利影響，同時(shí)考慮董箐水庫(kù)為日調(diào)節(jié)，庫(kù)水位變幅相對(duì)頻繁，確定在其塔式進(jìn)水口 I前13米處設(shè)置π型扶臂式鋼筋混凝土擋墻3以攔擋擋墻外側(cè)水庫(kù)深水區(qū)低溫水體、取用水庫(kù)表層水體發(fā)電。
[0021]董箐水電站π型扶臂式鋼筋混凝土前置擋墻3距塔式進(jìn)水口 I前13米，擋墻兩側(cè)與塔式進(jìn)水口邊墩4相接；擋墻墻高15米，墻厚3米，擋墻扶臂5間距5米，臂厚2米；擋墻頂部高程470米，擋墻底部為3米厚鋼筋混凝土基礎(chǔ)6 ;在擋墻下部高程457.0m處共設(shè)置4個(gè)Φ 200mm的預(yù)充水孔7，用以保證水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。
[0022]董箐水電站試運(yùn)行期間引水發(fā)電系統(tǒng)塔式進(jìn)水口 I在各水位工況下均運(yùn)行正常，塔式進(jìn)水口 I前庫(kù)水位平靜，無(wú)明顯漩渦，各臺(tái)機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)。
[0023]根據(jù)水溫系統(tǒng)觀測(cè)，董箐水電站所在河段的魚(yú)類繁殖期(4月?9月)引水系統(tǒng)下泄水體水溫恢復(fù)效果較好，基本在18°C以上，滿足了董箐水電站下游河段魚(yú)類繁殖要求(18°C?25°C)，減緩電站發(fā)電下泄低溫水對(duì)下游魚(yú)類生長(zhǎng)、繁殖的不利影響效果較明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種減緩水庫(kù)工程低溫水環(huán)境影響的方法，其特征在于:該方法是在水庫(kù)工程引水隧洞的進(jìn)水口前方10-15米處設(shè)置一道高度為14-16米的擋墻，用以攔擋水庫(kù)深水區(qū)低溫水體、取用水庫(kù)表層水體發(fā)電或灌溉；以滿足水庫(kù)下游河道魚(yú)類及灌區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)、繁殖的要求；且不影響引水系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定與安全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述擋墻采用η型扶臂式鋼筋混凝土擋墻，所述η型扶臂式鋼筋混凝土擋墻是在擋墻的背水面設(shè)置一組間距為4-6米的擋墻扶臂，以抵御水庫(kù)深水對(duì)擋墻的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述擋墻底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)，在擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)置3-5個(gè)Φ 100?300_的預(yù)充水孔，以平衡擋墻兩側(cè)水壓確保水庫(kù)蓄水初期擋墻的穩(wěn)定。
4.一種按權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的方法構(gòu)建的水壩結(jié)構(gòu)，包括一組為水輪機(jī)組或供水管道引流的引水隧洞(2)，引水隧洞(2)內(nèi)設(shè)有引水洞閘板(9)，引水隧洞(2)的進(jìn)水口(I)前方設(shè)有總閘板(8);其特征在于:在距引水隧洞的進(jìn)水口(I)迎水面一側(cè)10-15米處設(shè)有一道高度為14-16米的擋墻(3 )，擋墻(3 )底部設(shè)有擋墻基礎(chǔ)(6 )，擋墻(3 )兩端與塔式進(jìn)水口邊墩(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋墻(3)的背水面設(shè)有一組間距為4-6米的擋墻扶臂(5);擋墻扶臂(5)的形狀為直角三角形，擋墻扶臂(5)的兩條直角邊分別與擋墻(3)的背水面和擋墻基礎(chǔ)(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋墻扶臂(5)與擋墻(3)垂直設(shè)置，擋墻扶臂(5)的厚度不小于2米。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋墻基礎(chǔ)(6)為厚度不小于3米的鋼筋混凝土。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述擋墻與擋墻基礎(chǔ)之間水平設(shè)有3-5個(gè)Φ100?300_的預(yù)充水孔(7)。
【文檔編號(hào)】E02B8/00GK104074174SQ201310099213
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】陳國(guó)柱, 魏浪, 常理 申請(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院