专利名称：引黄灌区渠首分层取水方法
技术领域：
本发明涉及一种引黄灌区取水方法，特别涉及一种针对渠首间前河床冲淤经常调整变化的引黄灌区渠首闸的分层取水方法，其IPC国际专利分类号为E02B 1/00，E02B 13/00, E02B 7/20，属于水利工程技术领域。
背景技术：
黄河为强烈冲积性河流，河床冲淤调整幅度较大，且冲与淤经常交替发生。在引黄渠的实际运行中，常带来如下问题(1)、引黄灌区渠首引黄闸采用传统的单层闸室设计，导致目前黄河下游几乎所有的引黄渠首间，在黄河河床持续淤积抬高的情况下，大量引入粗泥沙，淤废渠道、土地沙化严重。而在上游小浪底水库拦沙运行期间，河道大幅度下切，又难以满足取水能力；(2)、经多年运行，渠首闸前的大量淤积，导致渠首闸功能丧失，甚至会使整个输水渠系难以有效运行，被动的多次改建(3)、传统的设计难以适应黄河不同流量以及含沙量的分布规律。
发明内容
本发明针对黄河河床冲淤调整幅度较大，直接影响引黄渠首取水能力，导致渠首闸、乃至整个输水渠系多次改建的问题，提供一种适用于引黄灌区的分层取水方法，使渠首闸能够分层取水，应对不同水沙情况，适应河床调整，保证设计引水流量，使灌区工程效益得到有效发挥。本发明的技术方案如下一种引黄灌区渠首分层取水方法，设置分层渠首闸，所述分层渠首闸设置两层以上的闸门组，根据设计引水流量，每层间门组设置一个或多个间室，各个间门独立运行；在所述分层渠首闸后面设置一个竖井用于各层闸门组的消能；按照以下方式运行该分层渠首闸(1)闸前引水渠水流为清水或低含沙水流水位较低时，仅开启底层闸门组；水位较高时，开启与水位对应高程的闸门组，需要的引水流量较大时，同时开启多层闸门组；(2)闸前引水渠水流为高含沙水流根据泥沙沿垂线“上稀下浓，上细下粗”的分布规律，开启与表层水流的水位对应高程的间门组，引取表层低含沙水流，将底层高含沙水流拦在引水闸外；或开启底部一至二层闸门组，利用高含沙水流挟沙力强的特点，引水排沙，减少闸前淤积；(3)闸前引水渠发生洪水闸门组全部打开，在引水的同时进行排沙，消除闸前引水渠内的淤积。本发明的分层取水方法，可以在黄河下游的引黄灌区推广应用，也可以适用于其他多泥沙河流的引水渠首，结构简单，运用灵活，可以大大延长渠首闸的使用寿命，具有显著的经济效益和社会效益。
图1为本发明的分层渠首闸的纵剖面图。图中，1为闸门一组，2为闸门二组，3为闸门三组，4为闸室侧墙，5为启闭设备，6 为闸房，7为竖井，8为海漫，9为闸前渠底，10为闸后渠底。
具体实施例方式本发明的引黄灌区渠首分层取水方法，考虑河床冲淤调整强度，渠首闸采用分层设计，布设多级闸门，各级闸门独立运行。如图1所示，本具体实施方式
中，渠首闸采用三层闸门组，自下至上分别为闸门一组1、闸门二组2和闸门三组3，每层闸门组又可以根据设计引水流量的需要，设置一个或多个独立的闸室。启闭设备5和相关的监测设备可以布设在闸顶部的闸房6内。闸门后设置竖井7，用于上述三层闸门组的消能，保证水流在各级闸门组运行工况下与间后海漫顺畅衔接。按照以下方式运用上述分层渠首闸(1)闸前引水渠水流为清水或低含沙水流如果水位较低，仅开启底层的闸门一组1 ；如果水位较高而需要的引水流量不大，可以只开启与水位对应高程的闸门组；如果水位较高并且需要的引水流量较大时，可以同时开启多层闸门组。(2)闸前引水渠水流为高含沙水流根据泥沙沿垂线“上稀下浓，上细下粗”的分布规律，为了引水拦沙，开启与表层水流的水位对应高程的闸门组，引取表层低含沙水流， 将底层高含沙水流拦在引水闸外。例如，表层水流的水位较高时，开启闸门二组2和/或闸门三组3，底层的间门一组1关闭，拦住含沙量高、粒径粗的底层水流，减少下游渠道淤积。 如果此时闸前引水渠淤积较严重，必须排淤，则可以利用高含沙水流挟沙力强的特点，开启闸门一组1和闸门二组2，在满足引水需要的同时排沙，减少闸前淤积。闸前淤积被排除后， 可以关闭闸门一组1，开启闸门二组2和/或闸门三组3。(3)闸前引水渠发生洪水间门组全部打开，在引水的同时进行排沙，消除闸前引水渠内的淤积。本发明的引黄灌区渠首分层取水方法，采用分层渠首闸，根据闸前水流流量、含沙量的大小和水位的高低，灵活运用，开启不同层级的闸门引水，以达到分层取水拦沙的效果。具有如下突出的优越性(1)、能够适应渠首闸前河床的大幅度冲淤调整；O)、根据闸前水流流量大小和水位高低以及含沙量大小及泥沙沿垂线“上稀下浓，上细下粗”的分布规律，灵活方便地开启不同层级的闸门，能够达到分层取水拦沙的效果；0)、各层闸门的引水，采用统一的闸后竖井消能，避免了消能设施的重复设置，有效保证了水流在各级间门运行工况下与间后海漫顺畅衔接。
权利要求
1.一种引黄灌区渠首分层取水方法及装置，其特征在于，设置分层渠首间，所述分层渠首闸设置两层以上的闸门组，根据设计引水流量，每层闸门组设置一个或多个闸室，各个闸门独立运行；在所述分层渠首闸后面设置一个竖井用于各层闸门组的消能；按照以下方式运行该分层渠首闸(1)闸前引水渠水流为清水或低含沙水流水位较低时，仅开启底层间门组；水位较高时，开启与水位对应高程的闸门组，需要的引水流量较大时，同时开启多层闸门组；(2)闸前引水渠水流为高含沙水流根据泥沙沿垂线“上稀下浓，上细下粗”的分布规律，开启与表层水流的水位对应高程的间门组，引取表层低含沙水流，将底层高含沙水流拦在引水闸外；或开启底部一至二层闸门组，利用高含沙水流挟沙力强的特点，引水排沙，减少闸前淤积；(3)闸前引水渠发生洪水闸门组全部打开，在引水的同时进行排沙，消除闸前引水渠内的淤积。。
2.根据权利要求1所述的一种引黄灌区渠首分层取水方法，其特征在于，所述分层渠首闸设置三层闸门组。
全文摘要
本发明涉及一种引黄灌区分层取水方法，其IPC国际专利分类号为E02B1/00，E02B 13/00，E02B 7/20，属于水利工程技术领域。本发明的取水方法采用分层渠首闸，根据闸前水流流量大小和水位高低，以及含沙量大小及泥沙沿垂线“上稀下浓，上细下粗”的分布规律，方便地开启不同层级的闸门，以达到分层取水拦沙的效果；能够应对不同水沙情况，适应河床调整，保证设计引水流量，使灌区工程效益得到有效发挥。可以在黄河下游的引黄灌区推广应用，也可以适用于其他多泥沙河流的引水渠首，结构简单，应用灵活，可以大大延长渠首闸的使用寿命，具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号E02B1/00GK102392429SQ20111026723
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者刘雪梅, 姜秀芳, 张扬, 曹永涛, 曹波, 李军华, 江恩慧, 潘丽, 田瑜, 翟莹莹, 董文胜, 赵晶, 赵连军, 郭西方, 雷政 申请人:华北水利水电学院