一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统及其控制方法与流程

本发明设计水利工程设施，具体涉及了一种拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统及其控制方法。

背景技术：

1、水资源对人类社会发展提供了重要支撑，人类为提高水资源的利用率，通常在自然河流中修建挡水坝，将水资源出储蓄起来，方便人类生产和生活使用。在拦河坝建设工程中，通常要在拦河坝上下游先修筑临时的围堰，并通过导流设施将上游合到中的水引流至下游，保证拦河坝在干燥的环境下施工，同时保证了拦河坝下游河道不断流，生态水流量也得到保障，当拦河坝修筑完成并具备蓄水时，需对施工期的导流设施封堵，由于拦河坝为下游生态水为下游生态水流量下放而设置的放水设施一般都要比导流设施高，在导流设施封堵后，拦河坝的水位高程尚未达到生态水放水设施高程处，也就是在导流设施到生态水放水设施高程区间段，往拦河坝下游的生态水流被切断，中、大型规模的拦河坝在这一蓄水期间将持续几个月或更长时间，将影响拦河坝的下游居民和各生物的生存环境。

2、为了解决拦河坝下游生态水流的问题，现有的方式一般是采用水泵从上游加压往下游提水和虹吸管等临时方式，由于中、大型规模的拦河坝所需的生态水流量较大，导流设施到生态水设施区间高程较高，水泵理论吸程为10m的大气压，采用水泵加压提水，具体实施有一定的难度，而采用虹吸措施，在上游初期蓄水时，由于上、下游水位高差不大和生态水流量较大时，虹吸管也需设置较大，实施起来也较为困难。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统及其控制方法，能够保证在从上游河道下放生态水的过程中，水泵机组能够正常运行。

2、本发明提供的基础方案：一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，包括移动式泵船，所述泵船上设有水泵和水泵控制单元，所述水泵出口连通有摇臂管，所述摇臂管的另一端连通有连接管，所述连接管的另一端与拦河坝自带的生态放水管连通。

3、本发明的原理在于：移动式泵船能够随着拦河坝上游水位的升高而上升，能够始终漂浮在水面上。通过水泵变频柜控制水泵开启以及控制水泵的转速，水泵将上游河段的生态水泵送至生态水放水管，通过生态水放水管送至下游河段。通过设置摇臂管，从而能够在水位上升后也能够正常向生态放水管处泵送生态水。

4、相比于现有技术，具有以下优点：

5、进一步，所述移动式泵船上设有水泵控制单元，所述水泵控制单元包括流量调节阀和水泵变频控制柜，所述流量调节阀用于调节水泵出口流量，所述水泵变频控制柜用于控制水泵的运行转速。

6、随着拦河坝上游蓄水时间的增加，拦河坝上游水位也不断升高，拦河坝上游水位高程至水泵提水到拦河坝防水设置高程的区间距离将不断的缩小，则提水扬程范围变化将从设计扬程变化到零扬程。根据水泵性能的特点，水泵无法运行这么宽的扬程范围，通过水泵变频控制柜调节频率，降低水泵的运行转速，将水泵的运行范围适当加宽。但是当水泵的转速降低到50％左右后将出现不同程度的振动和加重气蚀的破坏，或者是水泵根本无法运行的情况，因此在水泵出口设置流量调节阀，可以通过调节流量调节阀的开度，减小流量调节阀的开度，增加水泵出口压力损失，限制提水扬程过小，保证水泵机组能正常运行。

7、进一步，所述摇臂管通过万向球型接头与水泵出口连通。

8、本发明还公开了一种新建拦河坝出席蓄水临时下放生态水系统的控制方法，使用了上述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，该方法包括以下步骤：

9、1)准备步骤：拼装移动式泵船、水泵及水泵控制单元，并放置于上游河段；

10、2)启动步骤：启动移动式泵船上的水泵控制单元，所述水泵控制单元在被启动后执行以下步骤：

11、s100：控制水泵启动，并监测上游河段水位；

12、s200：根据上游河段水位调节水泵的转速；

13、s300：根据水泵的转速调节流量调节阀的开度；

14、s400：当上游河段水位达到预设的放水设置高程时，控制水泵关闭；

15、3)拆除步骤：拆除移动式泵船。

16、在拦河坝修筑完成后，对施工期间的导流设施进行封堵，由于拦河坝的生态水放水管比导流设置高，因此在封堵的初期拦河坝的水位高程未达到生态水放水管高程处，往拦河坝下游的生态水被切断。此时在上游河段拼装好移动式泵船后，放置在上游河段中，控制水泵开启，将上游河段中的生态水泵送至生态水放水管，通过生态水放水管将拦河坝上游的生态水输送至拦河坝下游。而随着蓄水时间的增加，拦河坝上游的水位也将不断上升，移动式泵船始终漂浮在水面上，移动泵船的位置也不断上升。此时拦河坝上游水位高程至水泵提水到拦河坝生态水放水管区间距离不断缩小，提水扬程范围将是从设计扬程变化到零扬程，根据水泵性能的特点，水泵无法运行这么宽的范围，因此通过降低电源端频率从而降低水泵的运行转速，将水泵的运行范围适当加宽。然而当水泵的转速降低到50％左右后将出现不同程度的振动和加重气蚀的破坏，或者是水泵根本无法运行的情况，所以在水泵出口设置流量调节阀，在水泵低扬程流量过大增加水泵出口的水力损失，避免水泵扬程过低而影响水泵的正常运行。在拦河坝上游水位达到生态水放水管高程并且能够正常下放生态水流后，将模块化的移动泵船及水泵设备拆除，在其他项目上还能够重复利用。

17、进一步，所述s200包括以下步骤：

18、s210：随着上游河段的水位上升，上游水位越高，控制水泵的运行转速越低。

19、上游水位不断上涨，提水扬程不断降低，提水流量也不断变大，为了使水泵机组能正常运行，降低频率，从而降低水泵的运行转速。

20、进一步，所述s300包括以下步骤：

21、s310：通过水泵变频控制柜降低电源端频率降低水泵转速；

22、s320：当频率小于等于25赫兹时，控制流量调节阀开度减小。

23、上游水泵不断的上涨，提水扬程不断的降低，提水流量也不断变大，在变频器输出频率在25赫兹以下是，控制流量调节阀开度减小。在满足生态水流量需求的情况下，通过减小流量调节阀开度，增加水泵出口水力损失，限制提水扬程过小，保证水泵机组能够正常运行。

技术特征：

1.一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，其特征在于：包括移动式泵船，所述泵船上设有水泵和水泵控制单元，所述水泵出口连通有摇臂管，所述摇臂管的另一端连通有连接管，所述连接管的另一端与拦河坝自带的生态放水管连通。

2.根据权利要求1所述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，其特征在于：所述移动式泵船上设有水泵控制单元，所述水泵控制单元包括流量调节阀和水泵变频控制柜，所述流量调节阀用于调节水泵出口流量，所述水泵变频控制柜用于控制水泵的运行转速。

3.根据权利要求1所述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，其特征在于：所述摇臂管通过万向球型接头与水泵出口连通。

4.一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统的控制方法，使用了上述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统的控制方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种新建拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统的制方法，其特征在于：

技术总结
本发明设计水利工程设施技术领域，具体涉及了一种拦河坝初期蓄水临时下放生态水系统及其控制方法。包括移动式泵船，所述泵船上设有水泵和水泵控制单元，所述水泵出口连通有摇臂管，所述摇臂管的另一端连通有连接管，所述连接管的另一端与拦河坝自带的生态放水管连通。

技术研发人员：党海霞,王建,孙兆,胡元江,尹业欣
受保护的技术使用者：贵州新中水工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15