流放式水利用工程方案的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种在相对平流状态的水域通过直接流放水作用实现的一种水电水利工程实现方案及方法，在于一种具有直接利用水流的水电水利工程设施以及可以恢复常态原生态水流的设有直接快速机动闸门的河流过流道等，所述的水电水利工程设施其采用了柱式水轮机，所述的过流道和水电水利工程设施替代了水坝构筑，两者间可以独立或不定态相互支持。其不仅在于可以减化水利工程的建设条件增加可予资源利用、甚至形成以非垄断性资源利用，在于以可兹保证恢复原生态水流流放维持状态方式，消解水利工程建设的负影响，支持流域原生态保持，其涉及水电、水利，开发资源与资源开发以及原生态保护。
【专利说明】流放式水利用工程方案
【技术领域】
[0001]本发明在于一种通过直接流放水作用实现的一种水电水利工程实现方案及方法，其不仅在于可以减化水利工程的建设条件增加可予资源利用、甚至以形成非垄断性资源利用，也并且在于以可兹保证回复原生态水流流放维持状态方式，消解水利工程建设的负影响，支持流域原生态保持，其涉及水电、水利，开发资源与资源开发以及原生态保护。
【背景技术】
[0002]原始的水利工程如拦河水电站，其一般以横断式水坝断流蓄水为主，但如此做法通常在之其造成河流被截流的同时，也造成了河流的永久性被隔断，堵而不疏的情况不断发生，造成生态危机，甚而不断造成河流延流水流状态的改变及延流水情的连带影响，也制造形成影响沿线及连带区域的新状况，甚至造成危及原生态及环境，连发造成环境保护的不协调因素，甚至形成状况下愈损愈截蓄的恶行循环趋势。[0003]由于一味追求截流，却也不利对于兹于水体中腐生质排放及清水生物的生存，兹发生对于流体清洁概念的悖益，也发生造成截断洄游鱼类的洄游路线情况的无解。
[0004]但既使是采取所暨工程的放流状态，对于依靠以与原生态维持下的流放水所能提供水力运作发电的水轮机的蓄力可行性及安全运作可控性问题，却是本来原始的问题情况，却未暨可靠的方案解决，也是因此所以的暨高程蓄水工程方法也所以造成了问题的依然连带，而暨高程蓄水工程及设施方案方法的一套原始技术对于暨常流水位的放流方式却更加不能适用。
[0005]另外，因涉及原技术状态拦水工程需求基础条件苛刻，其资源随着社会生产生活的发展也发生必然的缺口，地域性资源配比失衡，抑制不同地方发展；也造成因过度依赖碳排放型发电等，更加造成环境污染的发生几率。
【发明内容】
[0006]为了能有效解决水电工程方案的上述问题，本发明亦提供了一种以尽可能保证维持原生态水流流放状态方式前提，维护整河流流域原生态平衡，更使不发生河流沿线由工程相互扼制而引发相互影响之不暨，而实现的一种流放式水电及水利实现工程方案及其具体设置方法，它使得在既能暨不改变河流生态的情况下，实现以对整和常态原生流放水作为方式，直接通过流放水作用实现水流利用发电，甚而还保留着鱼类洄游路线。
[0007]本发明的目的通过如下技术方案实现:在本发明解决方案中，工程由方案一与方案二组成，方案一:可以恢复常态原生态水流的可以常效用途的分别设有两道快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)的过流道【8】和过流道【10】;和方案二:具有直接利用水流的水电水利工程设施等；两套方案替代了水坝构筑，两套方案间可以独立或不定态相互支持。一暨所谓流放式水利用工程。
[0008]对于方案二水电水利工程设施,其中水流依次经由前导的放水闸坝【2】、集流道【3】、集流口【5】，经由柱式水轮机【12】及其涡流道，直送下游，其特征在于原则上过程水流水平面将由上游水流经对水轮机直接贯通流经作用来实现，水轮机不仅形成充当整个水流的过门，并且也因此将由水流推动水轮机转动所形成对所来水的吞吐情况直接构成作为影响，而转动的柱式水轮机【12】同时将提供着发电等动力。
[0009]所述的方案二水电水利工程设施中的过程水流经放水闸坝【2】、集流道【3】，出集流口【5】时水流速度将被集中放大，并形成为冲击动能，从而推动柱式水轮机【12】叶片，使其转动。
[0010]但由于尽管水的冲流、集流、及水轮与上游水平面的相对落差，可以保证之与水轮足够的冲力、排压力及落差水压力进行推动的同时，其中落差水压力仍将形成主导流体排放的因素，从之也将由其可能形成的不断趋高的落差也将形成以保证水轮运转。
[0011]所述的流放式水利用工程其特征是具有直接利用水流的水电水利工程设施以及可以常效恢复原生态水流、以能利疏水利枢纽作用的设有直接快速机动闸门的河流过流道等，所述的水电水利工程设施其采用了柱式水轮机，所述的过流道和水电水利工程设施替代了水坝构筑，两者间可以独立或不定态相互支持。
[0012]所述的柱式水轮机【12】其特征是它的带有均布竖螺旋叶片的立圆柱状形柱式水轮。
[0013]所述的集流口【5】为与柱式水轮螺旋叶片等高的窄长方形或类长方形。
[0014]由于集流口【5】与安装的柱式水轮机【12】柱式水轮就对叶轮径向位置的相互匹配，柱式水轮机【12】的柱式水轮将受到集流口【5】出来的高速水流自上而下的同时作用，也将形成较一般盘式水轮更为集合强劲的有效优势推力，足以推动柱式水轮，并随伴涡流道中的高速水流同转。相对于涡流道出口的负压，其涡流道保压作用也起了一定作用，使叶轮受力多叶分担。
[0015]其中由于柱式水轮也形成自上而下增大的水压，而将水轮叶片以相对的降螺旋角对抵抗柱式水轮的重力作用有帮助，以动水压帮托会使轮转更轻便。
[0016]立圆柱状柱式水轮的水轮叶片的如是构设对于径向冲压水流将相当有效，而且因为水流成相对平移状态送放，且叶片相对竖立，不会如盘式水轮形成脏物挂留的情况，只要在入口前排除大型硬杂物不致造成卡机，柱式水轮因此可以清洁保持、暨少打理。而大型硬杂物则可以在利排杂物的前导放水闸坝【2】及截拦漂流物的斜挡墙【4】得以拦截排除。
[0017]立圆柱状柱式水轮的水轮叶片另有一组横圆筋片相对以分段分隔。
[0018]横圆片筋不仅可以实现水轮竖螺旋叶片的加强，以及水轮分段组装暨轻薄材料及径大轻型及小部件化要求，更重要的是可以支持暨维系冲流良好保压，使让立圆柱状柱式水轮各分高度均可致能受力良好，从而形成水轮受水处从上至下均致能受力来构成周径整和合力，从而带动水轮。
[0019]横圆片筋可以承当流体分持分解平移平流，使不跌落阻淤影响水轮转动。
[0020]柱式水轮的具有风轮叶兜形态势的水轮叶片。
[0021]另外，还将竖螺旋叶片做成风轮叶兜形，其既使对于流动平流水中也仍然能形成以正逆压差形成的顺行转动的正转作用力矩。
[0022]柱式水轮下轴承位于柱式水轮相对中内陷处。如此可以以上封罩排保气又排气方式保护使下轴承不进水并清理水轮下积留。
[0023] 由于该立圆柱状柱式水轮的构设至少还可以保持有其上游水与下游水的连续平流关系情况，之有其转速(径速)与即水流速相当情况，可以不使鱼类回游水路分断，也具有相对生态保护的有利构成意义。
[0024]此时该型水轮的直径也与水流推动力能力有一定关系。
[0025]但在考虑水域可行水落差允许范围内，此时增大的水落差H与柱式水轮本身高度的增大二者将同样有效。
[0026]如图2，H是暨水轮上下游的水落差；L为柱式水轮本身高度。
[0027]然而柱式水轮的如此线面受力状态，会将水轮的受力集中于周径，同样将提升水轮的受力状况。也由于立柱式水轮的线面受力的足够集合力，比较原来暨点面受力的优化，要求水落差也可以相对减小，其可以在足够的流量下状况得到充分的满足，而且将因直接排放流而形成为临时性蓄水，其蓄水与排放形成平衡关系，所致上游蓄水水平面不致太高地趋衡，且须要经常性回复低水平面，这对于水利建筑的需求强度校核以暨小规模化为宜，水利建设的水平面变易亟水利建筑方案安全性也将要求得到提升。
[0028]也由于本发明方案只要求水轮直接上下游水落差，并且因为是放流，可以采取得是直接取从下流层集激冲流的方式，免去了要求现有技术取上层水及于建筑内部导流落水的方式，其建筑结构将循天然简化，所致放流同样不致造成滞淤，水流的原生态状态得以保持。水利工程将不会因如以往工程技术过于集中致淤对工程自身及流域造成贻患连带。
[0029]在本发明中，方案一的过流道(过流道【8】或过流道【10])同样也将用于保证其上游水落差的高度，暨高落差的水流将分别通过快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)控制通过过流道排向下游；或者通过方案二中水轮入口前的溢流道【13】排到过流道【10】中，也再通过过流道二闸【15】控制排向下游。
[0030]方案一的过流道(过流道【8】和过流道【10】)同样可以实现用于船舶过闸或排洪、排污。也由于如多溢常流水从溢流道【13】入到过流道【10】，过流道也因可常保有水，其也对船舶过闸提水有益处。
[0031]其中的快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)对于实现直接临强水流及淤物排放有利，参CN200910307878.9 (采用双亏轮转动机构的流体闸或阀)。 [0032]而如方案二中具有沿河流方向延伸向量构筑的前导的放水闸坝【2】与如方案一中快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)配合，也将形成CN201010271803.2 (非固化横断式的水利工程建筑)的效果。其须求形成如自稳定的断流坝筑(放水闸坝【2】)及水利设施【I】，以及利导排放淤物及漂流物的方式结构，其对于净化进入至柱式水轮机【12】水轮的水流有利。
[0033]另外，在水流进入集流道【3】兹于集流口【5】相应冲击回水处的道底处，开一个加深沟，该深沟【19】与过流道【10】近底部之间以暗沟相通，暗沟并且可由闸门关断，其在必要时可以通过该暗沟放水排除形成于集流道【3】的沉积物。
[0034]水利设施【I】则由系列柱式转轮闸组成。柱式转轮闸的竖孔结构与立柱式水轮具有同时保持厚层水流流传的作用，也可以实现关闸立柱式水轮关闸停水或控制水量作用。柱式转轮闸[类比偏心式的CN03149376 (周向楔形密封旋塞式阀门)]，以其进出水口形成直接排放的闸门型而更加开放和实现轻力封闭。
[0035]如方案二中前导的放水闸坝【2】及水利设施【I】与如方案一中快速机动闸门(t匕如一闸【14】、二闸【15】等)也将可以形成水流在保证方案一及方案二实现的相互保障调节机制。
[0036]更有如方案一中快速机动闸门一分别前闸门(一闸【14】)与后闸门(二闸【15】)，兹有对于暨分别水流的综合调控作用构成。
[0037]另外，只要条件允许(比如水头及落差足够)，方案二也可以设置复级水轮，例如如图2所示的上级水轮【18】、下级水轮【19】；等等。
[0038]它们将大大优化提高作为河流水利枢纽及水流的利用与保持。
[0039]在本发明方案中，为了能更好地保障关键水轮机组的运行和维护，方案二为水轮机组随设了如下措施:
[0040]( I)截拦漂流物的斜挡墙【4】[0041]所述的斜挡墙【4】，其由顺流斜向横亘于水轮机组入水口以上部分的斜挡墙【4】形成，在这里它不仅对致向水轮机组流道的高溢水流拦挡形成水落差H，而且对可能的漂流物进行二道拦截，所拦截的漂流物将随水势沿斜挡墙【4】顺势冲向与其根处开向过流道【10】的溢流道【13】，排入过流道【10】，再通过其常开二闸【15】排向下游。
[0042]( 2)控制水轮机组入水口水势的关合扇闸【6】
[0043]所述的关合扇闸【6】，其由一对人字形门闸组成，安装于集流口【5】，随着对该双门闸的分别控制，可以控制形成更加冲向水轮的相对高流速的激流，以及找对形成更好推力的激流之对水轮的位向。
[0044](3)关闭水轮机组进出口的水口闸
[0045]所述的水口闸，分别位于水流进出水轮机组的出入口处，同样分别由一对人字形门闸组成，其可以关断水轮机组的进出水，且能保证水轮机组的维修维护需要。进出水口闸可由关合扇闸【6】兼用。
[0046]另外，在本发明方案中，为实现洄流鱼类过闸，制定了三套保证方案:
[0047]一是采用放流式驱动的柱式水轮机【12],保留过程柱式水轮机【12】的贯连沟通水流，常态形成鱼类的过轮洄流路线。
[0048]二是将溢流道【13】连同相连过流道单侧一起形成以形成通过二闸【15】及过流道【10】、溢流道【13】的贯连沟通水流的阶梯坡鱼道【11】，为小型洄流鱼类过闸提供方便。
[0049]三是将过流道(过流道【8】或过流道【10】)两道闸门定时或机动打开恢复全流生态水流。也是由于本流放式水利工程提现之其水落差可以是即时性的，也是当由之过流道(过流道【8】和过流道【10】)前闸门(一闸【14】)重新关闭时，水落差将很快自然形成，其具有机动即时性可恢复水利发电的特点，可以实现恢复全流生态水流与恢复水利发电兼顾进行，包括支持鱼期开放通流。
[0050]较之现有技术而言，本发明方案仍然可之对于相对平流状态的水域中进行，却是一方面利用平面漏斗形坝墙迎集来水直接在该形漏斗口形成集激冲流(参见集流道【3】)；另一方面也是利用相对集约受阻涨高的水势，而仍然采取到对于水落差势能的利用，但它却是利用所形成的水落差中的下局部落差差位水压的排压，使得本身相对处于所形成上游直接水落差下位的该形漏斗口(集流口【5】)更加形成排压，更加形成集激冲流。在水流在如上双重集激作用下，形成冲出集流口的压排激流，其将直接冲击和对水轮叶片形成推力，带动水轮机发电。
[0051]本发明方案具有放大集受力产生更大转动力矩的柱式水轮。[0052]但由于在该以直接集激冲流推动水轮工作之作为方式中，更加采取了立柱式水轮以及与立柱式水轮螺旋叶片等高的窄长方形或类长方形集流口，所形成对水轮作用冲流由一般技术的集中点面式变成了整竖立柱式水轮都在同时受力作用的更大加和力的集中线面式受力情况，使整工作水轮机集合受力矩随立柱式水轮高度增加而更加增大化，即时的水轮机形成功率也呈将增大化趋势。
[0053]本发明方案尽管采用的是放流方式，但仍具有主动争取形成水落差的利用优势。
[0054]在这其中，如前述以可形成水轮机上游相对水落差保持因素的方法形成中，包括其集流口【5】相对主导集激流作用的配合形成，所因而形成为柱形水轮机更大效益的线面型集周径力矩力的优势，使得该型方式水利利用的可行性变得更加充分。
[0055]本发明方案采用了以溢流方式双重拦截漂流物，以及以溢流方式控制形成衡定的水落差水平面，相对稳定水轮工作状态的特殊方式。
[0056]而斜导的放水闸坝【2】以及二道斜挡墙【4】对于漂流物的截拦作用等，对于净化水轮机水流及保持利导漂流物的排放使不淤积，也起到了积极作用。其挡水支持形成水落差的同时，也使之方案本身也仍然可以通过溢流道【13】形成排放水流的能力，形成水轮上游衡定的水平面，支持水情控制。
[0057]本发明方案由于采用的是放流方式，以及其柱式水轮的利用优势，贯水域生物生态可以得到保护。
[0058]这其中，由于采用了足够高度的立柱式水轮作为水轮机组主件，可以实现展集提升对于本来弱势但大流量水流的利用，并且由于其增高度的水轮可以支持与不腾空的浸水部分，实现保持其上下游沟通的流体部分h，将形成可保留于过鱼的洄游渠道，支持贯水域生物生态保护。而其因所采取的直接流放水方式与保留一定致下游沟通的平流水流相应的保持方式，将消解生物随以水流通过时的撞击与伤害情况的发生。而柱式水轮有着与水流同速、以及水流经由水轮上横圆片筋分隔形成为鱼类容易通过的平移水流、包括因该型水轮叶片分隔较稀所形成的必要空间保留，甚至因为水轮机的流动出水状况为鱼类喜好，鱼类通过柱式水轮的洄游过程将变得相当自然。
[0059]另外，由于之有形成以阶坡度的溢流道【13】、【11】以及常开型后闸门(二闸【15】)的经常性保持以溢流流动水的状态维持，之所形成的洄游生物过闸道，是形成以支持贯水域生物生态保护的重要措施。
[0060]由实现洄流鱼类过闸的三套保证方案，更是将使生态保护发挥的相当充分，从而改变了现有水利工程片面专情以水势利用，而忽视原生态水情及洄游鱼类保护的矛盾出现情况。
[0061]本发明方案具有既能实现水利枢纽功能，又能实现清淤和可恢复原生态流的过流道。
[0062]而由其已然形成以多暨利用的方案一过流道(过流道【8】、过流道【10】)，其本身所对于整个枢纽的贡献率也变得明显，在其因可自身直接实现成就过水、过船、排污的同时，它不仅本身已然形成拦截控制作为水利的调控手段，它甚至因而可以实现全部甚至直接开放，可以兼顾恢复原生态流需要时，支持原生态和泄洪。
[0063]而方案的蓄洪能力也将由方案中可以保持的水落差程度来决定。但由于本发明方案可以形成相同条件流域沿线暨多化建设，其拦洪蓄水(包括抬高水位)能力相对的以均化分布发展，并且将形成均衡、暨多、集分化发展的水能利用及发电供电格局，并且可以形成暨生态无碍化生产。而其本身却使得各流域沿线不会因此造成制约以及发生互相或连带影响的情况，特别是对于其下游。
[0064]而相应抬闻河流水位可以将提闻通航及通航吨位的能力。
[0065]本发明体系方案的提出也使得对于江河流域以生态平衡维持基础上的全面互利型水利规划建设要求趋向合理化。
[0066]本发明方案使得在实现水利功能的同时，河流暨水利与原生态之间的可遵循维持性转换以及使与转换的随机性、连续性、及时性、完整性程度得以实现成为可能。所以它是生态保护型水利建设方式，也是暨河流生态环境保护情况下，兹可提高水利发电效益的普适方式方法，这其中以立柱形水轮机及其暨工程放流运作作用方式起到了工程水利及生态均得以常态保持的重要整和作用，也是水利及河流整流域水生态兹能常态保持的保障因素，提供为一种水利及生态保护均得到提升双赢的整合工程建设方式。
[0067]如上方法不仅可以不必要造成过份的截流影响生态，而是包括其双方案主体一过流道及立柱式水轮的设计等，都尽可能地在保护原始水流状态下实现的一种水利控制及水力发电的可行性及优化措施，其原则上不需要致化蓄水，而是通过优化尽可能可以有效地直接利用平流性的水流发电，索性其工程建筑及其设施更为简捷；而且只要暨小化的造化水落差条件许可，也是可以在一般相对的水流环境状态下实施，也少暨造成流域连带负影响及垄断，可以使可利用资源丰富化，甚至使河流资源连延保持，摆脱现有水利发展的条件要求高且有限资源地理环境的制约条件，以及避免因需要造大蓄水使大片地区淹没或造成河流断流，影响整个流域生态的局面；所致更由于其要求造成生态影响程度小，将形成具有适应普遍化资源条件需求状态的能力，而且其所构设及操作本身可以形成对于具有暨于就原生态的回复力，可以形成更加或完全适应生态保护的需求。而且因为要求可以使工程建筑简单化、小型化，并且建设本身将形成设施建筑兹可完全暨于流向向量延伸的局面，建筑稳定性将可以大大改观，其建筑的强度要求将得以大大减化，工程的安全性及与流域安全保障和对流域减化要求也将根本形成。其设施及与生态相适应能力状态可以得以改善，生态相适应程度要求也将可以得到充分发挥，也是于暨原生态主导型建筑、生态友好型建设和可以形成暨资源保障型的经济支持成份，形成保持生态保护与经济建设的统筹兼顾。
[0068]较之现有技术而言，本发明方案具有以下几个优特点:
[0069]1、采用的柱式水轮机及其配合其长形集流口方式结构，其所形成产生以从上至下延伸形成于集中周径的线面作用集和力的方式方法，或者以水落差及随放大水轮高度而不断能提供增大的水轮转动动力矩的方式，较之现行的高蓄水流点面作用方式，不仅降低了蓄水规模，却也大大提升了作用效力及水力利用效率，也使该流放型水利利用成为可能。
[0070]2、柱式水轮机与流放型水利利用方式，其也使得通过时得以保持连续的平流水流，是常态性非隔断维持保持平流水流沟通的方式，保持着鱼类的洄游路线，使鱼类过程时通过所以保持的水保状态得以保护。
[0071]3、由于流放型水利利用方式对于截流要求不明显，而是形成相对过流状态，包括对于过流道须要本身也趋于明显，本发明方案本身所形成的可控性过流道可以兼顾截流、控水落差H、船闸控水、以及随机性排放淤积及漂流物的状态情况，所致要求过流道与河流保持吃水相对的一致和可能，以至暨状态的整合，其水情状态可以随放流相应自动保持。其所以机动闸门(参CN200910307878.9)也可以实现状态下的正常运作，减化复杂控制；而其过流道一般要求可以实现单级简化，既便于控制，同时也可以便于过船，实现工程设施的方便化、集约化、多功能化，既可以集中操作进行集中管理，也可以实现同时兼顾。
[0072]4、以过流道为主要方式等实现直接多方面控水任务，在富余水量安排情况下也使得流放型水利利用方式在控制利用水流方面也变得方便，而且仍然可以实现控制的随机与及时。
[0073]5、流放式水利工程方案可以保持暨水量的连续保持利用的状况，可以形成连续多级或连续多处的水利设施布局，它可以提升水利的量化效益，而且也可以不暨形成互致影响。
[0074]6、一般认为由于传统水坝基本上采用的是一字横断式，其工程既有走势及水势的不稳定因素；而其过船闸等又采用的是纵一字形，又造成横断坝部分的淤积很大。而本发明所有方案中的方案一(过流道)和方案二 (水电水利工程设施等)采用的是一致并列的纵向延伸，其工程稳定性及稳固性将可以得到很好的保证，且利导排放不致淤，并且因常态化放流暨减化和消解了淤积的造成，一般工程及原生态水流的水情状况大致无异，甚至略加改善，工程之与生态水流的干预情况得到消解，工程安全性和生态安全性均得到保障，工程基础建设将更趋简化。
[0075]7、也由于本发明方案整体工程一般可以不米用如传统水坝一字横亘的建筑方式，而是成为可兹独立的稳定建筑结构，其与河流岸体的挤抗力被排除，因此它可以相对减化对工程建筑内应力的要求，其建筑结构方式与一般普通建筑结构及强度方式可以相通，工程建设亦将更趋简化。而所可能造成的建筑兹小相对位差，也仍然可由其本来分别的机动闸门进行整合。其对于减灾害有利。
[0076]8、本发明方案整体工程一般无需造成断流，不暨于造大蓄水，却可以以大水量利导流量集中排溢方式产生，可保留暨于河流更大的平流保留空间，提供以充分的过流及通航需要、甚至排洪，其通航能力可以更大保持，其所以的运行也更加便捷；且由于它可以不暨于造大蓄水，也减化了蓄容漫域程度。
[0077]9、本方案以可以通过开放闸的机动调控能力，实现所述过流道的调控功能。
[0078]10、本发明方案因为可以通过机动或以周期性开放过流道等措施实现全部恢复原生态流水功能，利导河流的排放与维持沟通，对于流域原生态保护及无限工程生命周期起关键作用。并且由于工程的相对抬高水位，也方面使工程流域的通航能力得以提高或成为可能。
[0079]11、也由于本发明方案工程是以维持放流的方式进行，工程也将尽可能排除考虑其上游方(现技术方案称为库区)的可能淤积或及集中排放恶态状况的发生，因此不再以与必要的修复回复期以及必须的因库区混搅或不暨流放物排放及清理造成情况得连带必要的工程抗作期，工程管理将因工程益化仍行趋于暨日常调节而趋于正常，甚至不再受影响，使水利工程本身不会成为危患源。
[0080]12、是具有暨原生态保持基础方面形成的资源保护及维持河流生态，非致造影响及所互惠型的建设方案。因为本发明工程方案是及时性致水落差而即时性进入水利运营状态，不致放大造成间断蓄水的恶劣影响，其利导水系连续通畅不以严重间断预设造成影响，将不会引起使整流域暨因上下游的关系所致关键性限制或连锁影响。它甚至可以维持河流水利的再重复利用，而且也不影响水质。
[0081]13、本发明工程方案是可一体化的工程，是一种兹可集水利及全部发展运作功能于一身的全能型独立工程。它使得工程可以地点性更强，而能实现的功能却更多、更优化、更全面，摆脱现有水利工程建设在本体水利工程建设与其连带影响之所不暨的被动局面；也使工程建设本身更暨少介兼顾全局、更稳定、更清洁、更久保持、更实现简约结构小成本大作用地发展。所之却也可以实现坝体承载及工程结构要求的减化，可以实现保证安全前提，可以以兹少负影响的建设优势，须投入少，可以充分有效地利用放流优势，实现不影响生态保护的水利和普及。
[0082]等等。
[0083]本发明工程方案的部分设施构筑坝形及其功益[如:前导的放水闸坝【2】及其水利设施【I】、过流道及其快速机动闸(一闸【14】、二闸【15】)]亦参考CN201010271803.2 ；
[0084]本发明工程方案的部分流放构筑坝形及其功益[如:漏斗形的集流道【3】]亦参考 CN201110023760.0 ；
[0085]本发明工程方案的部分闸门设施及其功益[如:快速机动闸(一闸【14】、二闸
[15])]亦参考 CN200910307878.9 ；
【专利附图】
【附图说明】
[0086]图1是本发明一种实施例的水轮机处的工程截面E-E示意图。
[0087]图2是本发明该实施例的平面示意图。
[0088]图3是本发明该实施例的工程截面F-F示意图。
[0089]图4是放大的快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)的局部放大图。
[0090]标号说明:1放水闸坝中的水利设施，2放水闸坝【2】，3集流道【3】，4截拦漂流物的斜挡墙【4】，5集流口【5】，6关合扇闸【6】，7涌流道【7】，8过流道【8】，9方案二下游出口，10过流道【10】，11阶梯坡鱼道【11】，12柱式水轮机【12】，13溢流道【13】，14过流道快速机动闸门一闸【14】、15过流道快速机动闸门二闸【15】，16过流道快速机动闸门折合省力拉牵铰链结构【16】，17过流道快速机动闸门双保铰链结构【17】，18为设于溢流道【4】的闸门【18】，19为集流道【3】清排沉积物用的加深沟【19】。
【具体实施方式】
[0091]下面结合说明书附图和实施例对本
【发明内容】
进行具体说明:
[0092] 图1、图2是本发明的一种实施例:它的前方采用的是由一种非横断式的水利工程建筑(参看CN201010271803.2)拦水方式，本实例采用了对称的两套该型建筑，并由其开放闸延伸出本发明方案一双闸过流道，由其水利设施延伸出本发明方案二以直接流放式水流的水电水利工程设施等，其中的《非横断式水力工程建筑》(CN201110023760.0)式的水利设施形成为本发明方案二的水闸坝【2】、集流道【3】、集流口【2】以及水利设施(水轮机)的作用方式，所形成的本发明方案二的水闸坝【2】将集中对柱式水轮机【12】进行供水，其流放水将再次通过集流道【3】倒八形围坝集中，在其集流口【2】形成激流，冲击柱式水轮机【12】叶轮，并随入水轮机及涡流道，从出水口放出，其中水轮机组进出水口处都设有水口闸(关合扇闸【6】)；从出水口放出的水经过涌流道【7】同样再次汇集进入第二个柱式水轮机组，最后由第二个柱式水轮机出水口放出，进入下游。从而本发明方案二形成具有随放流连续的两组柱式水轮机组发电的局面。
[0093]也由于本实施例方案二在方案一的两道过流道(过流道【8】、过流道【10】)围墙之间形成，通过之过流道围墙纵向长度得以延伸，方案二与两道过流道(过流道【8】、过流道【10】)围墙同样形成以稳定工程走势及结构，另外其对称相接的两条前导水闸坝【2】也形成船形结构，也成为了利于过排水构形，如中心岛般也保持与方案二工程的稳定。
[0094]而方案一双闸过流道，在本例中以形成由快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)控制的过流道【10】，一闸【14】实现以前方拦水，与方案二中的集流道【3】的漏斗形围坝、斜挡墙【4】、溢流道【13】一起形成之对集流口【2】的水落差H，支持形成对集流口【14】形成的激流的压力，同样作用于柱式水轮机【12】。
[0095]闸门【18】设于溢流道【4】上，当过流道【10】用于过船打开二闸【15】时，闸门【18】将行改变方式，避免因冲浪通过溢流道【4】从过流道【10】回水。
[0096]过流道(过流道【8】、过流道【10】)因其快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)可以在放流中形成立体的浮体结构，所致其闸门伸长度可以较大，而关合作用力也不会很大，所以的过流道也可以更宽，将过行更大的船舶。而由于同样的全部放流是本发明方案所允许的，工程安全性保障也仍然可以维持，本型伸长闸门也仍然适用。
[0097]快速机动闸门(一闸【14】、二闸【15】)也将因闸门的立体化结构及双保铰链结构【17】与折合省力拉牵铰链结构【16】等的采用(如图3)，其实施可行性将因而提高。
[0098]该型放流水利工程建设方案既可以具有保留以往各型水利工程建设方案优点的一面，利用到了激流及水落差，更利用了放流式的柱式水轮机保持住了不间断平流，使避免了本来须求截流设计存在的诸多生态弊端，也使截流可以向低落差少蓄水发展，并且提供了一套暨减少资源霸占、暨各方有利的水利建设方案，并且较为简捷易行，投入减少，也并没有造成新的技术难点与安全隐患，并且它使工程的安全可靠性及其功能稳定性与可靠性大大增强。比如由于本发明方案的工程建筑的安全稳定性得到了较为充分的保障，本实施例方案中的各种迎水墙也直接采用了立墙及填充结构方式，结构简捷优化。
[0099]也由于柱式水轮采用的是兹长连续又格据化加强的叶片轮，其叶片轮将更加轻型，甚至为轻型 材料制造而成(甚至可形成相对浮体，浮体对本浸水型水轮有利)，其受水力将更加轻便，便于实施。
[0100]而关键地，它的低水位要求及可全及时性放流本身，使得水电在更多流域、在减负影响统一原生态情况下的普及成为可能，可便于在水流动性较大的上游地区与水量充沛的下游地区分别实施，也使得更大区域可以实现自给或普及；其水轮在各种水位都能适合，其简捷性与适应性使对它的利用将更为广泛；该型水轮也可以适用于潮汐。
【权利要求】
1.一种流放式水利用工程，其特征在于:具有直接利用水流的水电水利工程设施以及可以常效恢复原生态水流、以能利疏水利枢纽作用的设有直接快速机动闸门的河流过流道等，所述的水电水利工程设施其采用了柱式水轮机，所述的过流道和水电水利工程设施替代了水坝构筑，两者间可以独立或不定态相互支持。
2.根据权利要求1所述的柱式水轮机【12】，其特征是它的实现放流方式、又具有放大集受力产生更大转动力矩的带有均布竖螺旋叶片的立圆柱状形柱式水轮。
3.根据权利要求1所述的直接利用水流的水电水利工程设施，其特征在于:在对于相对平流状态的水域中，一方面利用平面漏斗形坝墙迎集来水直接在该形漏斗口形成集激冲流；另一方面利用所相对集约受阻涨高的水势，使得本身相对处于所形成上游直接水落差下位的该形漏斗口(集流口【5】)更加形成排压，更加形成集激冲流；在如上双重集激作用下，形成冲出集流口的压排激流，其将直接冲击和对水轮叶片形成推力，带动水轮机发电的所以特征方式方法。
4.根据权利要求3所述的集流口【5】，其特征在于:为与柱式水轮螺旋叶片等高的窄长方形或类长方形。
5.根据权利要求2所述的柱式水轮机【12】的立螺旋叶片，其特征在于:水轮叶片以相对的降螺旋角。
6.根据权利要求2所述的柱式水轮机【12】立圆柱状柱式水轮，其特征在于:水轮叶片以一组横圆筋片分段分隔。
7.根据权利要求2所述的柱式水轮机【12】立圆柱状柱式水轮，其特征在于:将柱式水轮的水轮叶片做成具有风轮叶兜形态势。
8.根据权利要求2所述的柱式水轮机【12】立圆柱状柱式水轮，其特征在于:将柱式水轮下轴承位于柱式水轮相对中内陷处，以上封罩排保气又排气方式保护使下轴承不进水并清理水轮下积留的方法。
9.根据权利要求3所述的相对集约作用于集流口【5】的水势，其特征在于:采用了以溢流方式双重拦截漂流物，以及以溢流方式控制形成衡定的水落差水平面，相对稳定水轮工作状态的特殊方式。
【文档编号】E02B9/00GK103911976SQ201410097388
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】高文标 申请人:高文标