专利名称：一种控制生态流量的装置及方法
技术领域：
本发明涉及ー种控制生态流量的装置及方法，属于水利水电工程结构及导流技术领域。
背景技术：
水电站的大坝构筑完成之后，在下闸蓄水期间，若无生态流量孔向下游放生态流量，下游将处于断流状态，会对下游生态造成破坏，ー些稀有物种可能灭绝。基于环境 保护考虑，需要在构筑大坝时设置生态流量孔，以满足下游所需要的生态流量。通过生态流量孔释放生态流量是ー个短期要求，属于临时建筑，一般不超过一年。当电站正常发电后或大坝上面的永久泄水通道过流后，即可满足下游生态流量要求，生态流量孔也就失去存在的意义。目前在控制生态流量的方法，一是设置多层生态流量孔，通过上层过流满足生态流量要求后，逐层封堵下层的生态流量孔，以降低闸门操作水头。这种方法存在封堵程序复杂、周期较长及投资较大的问题。ニ是在坝体下层设置生态流量孔，通过设在孔内的液控蝶阀控制生态流量。液控蝶阀价格便宜，其价格只有同样直径锥形阀的一半还不到。一般设置在水轮机前面，在水轮机故障时截断水流保护水轮机，运行エ况一般为全开或全闭两种状态，适应的流速一般在lOm/s左右，调节流量性能差。随着水库蓄水量的増加，水头越高，流速越快，可能会造成液控蝶阀无法关闭。控制技术还不成熟，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，提供ー种控制生态流量的装置及方法。以解决高水头情况下生态流量控制设备和坝体的安全性。以克服现有技术的不足。本发明的技术方案
ー种控制生态流量的装置，包括水坝，沿水坝的垂直方向由下至上分别设有导流段、汛期过流段和泄流段；导流段设有导流洞和生态流量孔，生态流量孔的底坎高于导流洞的底坎；汛期过流段设有ー组高度不同的过流洞，泄流段设有泄流洞；导流洞和过流洞上均设有封堵闸门；生态流量孔包括预埋钢管，预埋钢管内设有液控蝶阀。前述装置中，所述液控蝶阀后端的预埋钢管管ロ设有连接法兰。前述装置中，所述生态流量孔的底坎高度高于枯水期正常过流水位。采用前述装置控制生态流量的方法，该方法是先在连接法兰上安装ー个锥形阀；在液控蝶阀处于全开状态，通过锥形阀调节通过液控蝶阀的流速，使通过液控蝶阀的流速恒定且在其正常操作的流速范围内；待泄流洞的过流量满足下游生态流量后，先关闭锥形阀，再关闭液控蝶阀，然后拆除锥形阀，最后用混凝土将预埋钢管的出口封堵严实。与现有技术相比，本发明采用在坝体下层设置生态流量孔的技术方案。可减少过流洞设置层数、简化封堵程序，缩短封堵周期，节约工程投资。本发明在生态流量孔中现有的液控蝶阀后面增设ー个临时的锥形阀，采用液控蝶阀与锥形阀组合方式，适应水头超过100级，甚至可达274m。在大坝下闸蓄水期间，当水头较低时，可以将锥形阀全开，用液控蝶阀来控制生态流量。当水头达到一定高度后，将液控蝶阀全开，用锥形阀来控制生态流量。关闭时，可以先关闭锥形阀，再关闭液控蝶阀，具有双保险作用，安全可靠，可消除安全隐患。将锥形阀设在液控蝶阀后面，可通过锥形阀调节使液控蝶阀保持恒定低流速的优点；锥形阀端部采用法兰盘连接便于安装及拆卸；本发明中的生态流量孔底坎高度略高于枯期正常过流水位，满足了枯水期正常施工需要，也有利于缩短从封堵闸门下闸封堵导流洞后至过流洞和泄流洞过流的时间；在当电站正常发电后或大坝上面的永久泄水通道开始过流后，即可满足下游生态流量要求，生态流量孔也就失去存在的意义。这时生态流量孔已经失去作用，可以先关闭锥形阀，再关闭液控蝶阀，由于液控蝶阀静压能适应水头达300m的特点，在液控蝶阀关闭后，可拆走价格较贵的锥形阀，大大节省工程投资；在拆走锥形阀后，液控蝶阀留在生态流量孔中，可起到封堵作用，同时用混凝土将导流洞封堵严实，具有ー劳永逸的双保险作用。
图I是本发明的结构示意 图2是生态流量孔的结构示意 图3是封堵闸丨I的结构不意 图4是生态流量孔中安装有锥形阀的示意图。附图中的标记为I-水坝、2-导流段、3-汛期过流段、4-泄流段、5-导流洞、6-生态流量孔、7-过流洞、8-泄流洞、9-封堵闸门、10-预埋钢管、11-液控蝶阀、12-连接法兰、13-锥形阀。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进ー步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。实施例。ー种控制生态流量的装置，如图I所示，包括水坝1，沿水坝I的垂直方向由下至上分别设有导流段2、汛期过流段3和泄流段4 ;导流段2设有两个高度不同的导流洞5和生态流量孔6 ;生态流量孔6的底坎高度高于枯水期正常过流水位。汛期过流段3设有ー组高度不同的过流洞7，泄流段4设有泄流洞8 ;导流洞5和过流洞7上均设有封堵闸门9 (见图2);生态流量孔6包括预埋钢管10，预埋钢管10内设有液控蝶阀11。液控蝶阀11后端的预埋钢管10管ロ设有连接法兰12 (见图3)。采用前述装置控制生态流量的方法，如图4所示。该方法是先在连接法兰12上安装ー个锥形阀13 ;在液控蝶阀11处于全开状态，通过锥形阀13调节通过液控蝶阀11的流速，使通过液控蝶阀11的流速恒定且在其正常操作的流速范围内；待泄流洞的过流量满足下游生态流量后，先关闭锥形阀13，再关闭液控蝶阀11，然后拆除锥形阀13，最后用混凝土将预埋钢管10的出ロ封堵严实。本发明的工作原理
如图I、图2、图3 和图4所示，在大坝下闸蓄水期间，封堵闸门9下闸封堵导流洞5后，水头逐渐上升，当水头较低时，可以将锥形阀13全开，用液控蝶阀11来控制生态流量。当水头达到一定高度后，将液控蝶阀11全开，用锥形阀13来控制生态流量。当位于大坝最上部的泄流洞8过流量满足下游生态流量后，生态流量孔6完成使命，失去存在的意义，这 时先关闭锥形阀13，再关闭液控蝶阀11，然后拆走锥形阀13，最后用混凝土将生态流量孔6永久封堵严实。
权利要求
1.ー种控制生态流量的装置，包括水坝(I)，其特征在于沿水坝(I)的垂直方向由下至上分别设有导流段(2)、汛期过流段(3)和泄流段(4);导流段(2)设有导流洞(5)和生态流量孔(6)，生态流量孔(6)的底坎高于导流洞(5)的底坎；汛期过流段(3)设有ー组高度不同的过流洞(7 )，泄流段(4)设有泄流洞(8 );导流洞(5 )和过流洞(7 )上均设有封堵闸门(9);生态流量孔(6)包括预埋钢管(10)，预埋钢管(10)内设有液控蝶阀(11)。
2.根据权利要求I所述装置，其特征在于所述液控蝶阀(11)后端的预埋钢管(10)管ロ设有连接法兰(12)。
3.根据权利要求2所述装置，其特征在于所述生态流量孔(6)的底坎高度高于枯水期正常过流水位。
4.采用权利要求1、2或3所述装置控制生态流量的方法，其特征在于该方法是先在 连接法兰(12)上安装ー个锥形阀(13);在液控蝶阀(11)处于全开状态，通过锥形阀(13)调节通过液控蝶阀(11)的流速，使通过液控蝶阀(11)的流速恒定且在其正常操作的流速范 围内；待泄流洞的过流量满足下游生态流量后，先关闭锥形阀(13)，再关闭液控蝶阀(11)，然后拆除锥形阀(13)，最后用混凝土将预埋钢管(10)的出口封堵严实。
全文摘要
本发明公开了一种控制生态流量的装置及方法。包括水坝，沿水坝的垂直方向由下至上分别设有导流段、汛期过流段和泄流段；导流段设有两个高度不同的导流洞和生态流量孔；生态流量孔的底坎高度高于枯水期正常过流水位。汛期过流段设有一组高度不同的过流洞，泄流段设有泄流洞；导流洞和过流洞上均设有封堵闸门；生态流量孔包括预埋钢管，预埋钢管内设有液控蝶阀。液控蝶阀后端的预埋钢管管口设有连接法兰。本发明采用在坝体下层设置生态流量孔的技术方案。可减少过流洞设置层数、简化封堵程序，缩短封堵周期，节约工程投资。本发明在生态流量孔中现有的液控蝶阀后面增设一个临时的锥形阀，采用液控蝶阀与锥形阀组合方式，以适应高水头下的控制需要。
文档编号E02B8/04GK102720168SQ20121009441
公开日2012年10月10日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者慕洪友, 湛正刚, 王兴恩, 郭勇 申请人:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院