一种山洪防灾水利工程装置的制作方法

本发明属于防灾减灾及水利工程以及新能源利用领域，具体涉及一种山洪防灾水利工程装置。

背景技术：

在每个雨季来临的时候，山洪都会对经济社会和人民的生命财产造成巨大的灾害，山洪由于其自身的势能逐渐积聚转化为动能，从而使得山体底部洪水速度很快，继而会造成泥石流、山体滑坡等次生灾害的发生。如果能够在山洪下降过程中逐步的降低其能量，则会大大削弱山洪的破坏力，由于其能量相对较小，因此也不会形成泥石流和山体滑坡等次生灾害，同时由于其能量大大变小了（即流速大大降低了），因此其直接对人畜等生命体的破坏力则会大大降低，从而从根本上消灭了山洪的负面影响。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的提出一种山洪防灾水利工程装置。

通过如下技术手段实现：

一种山洪防灾水利工程装置，包括风力太阳能发电装置、雨水处理装置、防洪导流装置和水力发电装置。

所述风力太阳能发电装置包括太阳能板、风电叶片、风电机舱、塔架、水底基座、联动轴、挡水槽、后挡板以及转动轴承；所述风电叶片、风电机舱设置在塔架之上，水底基座设置在塔架底端并与地表固接；所述太阳能板倾斜的设置在风电叶片的正后方，且太阳能板的倾斜方式为上部远离风电叶片的方向，太阳能板底部固接有水平设置的挡水槽，在挡水槽上设置有联动轴将挡水槽与所述风电机舱固接，所述挡水槽通过转动轴承与塔架转动连接，在挡水槽的与太阳能板相对的一侧设置有倾斜的后挡板。

所述雨水处理装置设置在所述挡水槽的底部，包括絮凝室、成泡室、过滤室和消毒室。

所述絮凝室设置在所述挡水槽下部；包括絮凝室外壳、雨水入水口、主转管、支转管、絮凝架、絮凝剂盒和絮凝室出水口；所述雨水入水口设置在絮凝室外壳顶壁上，并且絮凝室通过所述雨水入水口与所述挡水槽内部连通，所述主转管竖直设置在絮凝室外壳内顶部中央，顶部与所述雨水入水口连通且底部封闭，在主转管侧部设置有多个支转管，每个所述支转管侧部均呈密布通孔结构设置，所述主转管能够以自身为轴旋转；在絮凝室外壳顶壁上还设置有絮凝剂盒，用于向絮凝室内部添加絮凝剂，在絮凝室外壳的侧壁和底壁内部设置有多个絮凝架，用于粘附生成的絮状物，在絮凝室外壳底壁上设置有絮凝室出水口。

所述成泡室设置在絮凝室下部，包括成泡室外壳、成泡室入水口、成泡室出气口、增压泵、旋转喷气盘、出口滤网、入气管道和气泵；所述成泡室入水口设置在成泡室外壳顶壁上并与所述絮凝室出水口连通，在成泡室外壳侧壁上设置有用于将成泡室内部的气压增加的增压泵，在成泡室外壳侧壁上部还设置有用于将成泡室内部气体释压的成泡室出气口，在成泡室外壳的内底部设置有圆盘状的旋转喷气盘，所述旋转喷气盘中空结构设置且其顶壁设置为密布通孔结构，在旋转喷气盘底部中央连接有入气管道，所述入气管道一直延伸到成泡室外壳外部并最高处位于絮凝室外壳外部，在所述入气管道上还设置有用于向入气管道中充入高压气体的气泵，所述旋转喷气盘通过轴承与成泡室外壳底壁转动连接并且可以在驱动电机的驱动下旋转；在旋转喷气盘外侧设置有环形的出口滤网。

所述过滤室设置在成泡室下部，包括过滤室入水口、上过滤板、活性炭过滤板以及过滤室出水口；所述过滤室入水口设置在过滤室的顶部并与所述出口滤网底部连通，所述上过滤板和活性炭过滤板从上到下依次设置在过滤室中，在过滤室底部设置有过滤室出水口。

所述消毒室设置在过滤室底部，包括消毒室入水口、消毒部件和清洁水出水口；所述消毒室入水口与所述过滤室出水口连通，所述清洁水出水口设置在消毒室底部，所述消毒部件用于将进入到消毒室中的水体进行消毒处理。

所述防洪导流装置包括左斜导流板、右斜导流板以及砂石网，所述左斜导流板和右斜导流板分列所述塔架左右两侧，一端均与所述水底基座固接，另一端呈扩大开口式朝向山洪流入方向，所述砂石网横向设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述砂石网用于拦截山洪中所携带的大块固体物质。

所述水力发电装置设置在所述塔架的下部，包括水力涡轮、涡轮传动轴、主传动轴、主动锥齿轮、下被动锥齿轮、上被动锥齿轮、发电机组和蓄电室；所述主传动轴竖直设置在所述塔架内部，主传动轴的上端与所述发电机组的输入轴连接，所述发电机组与所述蓄电室电连接，所述蓄电室设置在所述雨水处理装置的侧部，所述水力涡轮设置有2个，分别设置在所述塔架的两侧，并且所述水力涡轮朝向山洪流入方向，水力涡轮的轴通过锥形齿轮与所述涡轮传动轴传动连接，2个所述涡轮传动轴的另一端均通过主动锥齿轮分别与设置在主传动轴上的下被动锥齿轮和上被动锥齿轮啮合。

进一步的，所述出口滤网以内高外低的形式设置，用于在释放水体的时候将成泡室中的泡沫滤除在出口滤网之上。

进一步的，所述消毒部件为紫外线消毒器。

进一步的，所述砂石网设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述一定的距离具体为所述左斜导流板或所述右斜导流板长度的一半。

进一步的，所述砂石网的底边与山洪流入方向呈垂直方式设置，且所述砂石网平面与地面呈30~50°的夹角设置，且倾斜方向为砂石网顶边朝向山洪流入方向砂石网底边远离山洪流入方向。

进一步的，所述涡轮传动轴通过轴承，转动固定在所述塔架上。

进一步的，所述主传动轴的底端通过轴承，转动固定在所述塔架底端。

进一步的，所述砂石网的高度高于所述左斜导流板或所述右斜导流板的高度。

进一步的，一个所述主动锥齿轮与上被动锥齿轮啮合，另一个主动锥齿轮与下被动锥齿轮啮合（如左侧的主动锥齿轮与上被动锥齿轮啮合，右侧的主动锥齿轮与下被动锥齿轮啮合）。

本发明的效果在于：

1，通过在风力发电机底部设置水力发电涡轮，配合导流板和砂石网，实现了在山洪发生的时候，对山洪流体的能量消耗。通过水力涡轮将山洪流体的动能瞬间转化为电能，通过多个这样的装置间隔多次的释放山洪流体的能量，从而使得山洪流体在向山下流经的任何一个阶段都没有较大的能量（表观看就是流速会非常慢），从而不会造成对流经地人畜的危害，同时也没有足够的能量带动砂石向下运动，不会造成泥石流和山体滑坡等次生灾害的发生，从而通过能量疏导的方式实现了山洪灾害的消除。

2，通过在风力发电机的风电叶片后部设置太阳能板，实现了太阳能发电对装置整体电能的补充。由于空气流体在通过风电叶片的时候，流体的能量瞬间降低（能量转化为了电能），因此空气流体在风电叶片后部区域的流速是非常慢的，因此在该区域会形成负压，而这样的负压会造成周围的空气从除了风电叶片之外的其他方向流来，而设置倾斜的太阳能板，不仅仅能够利用太阳能板发电，还能一定程度上缓解了从后部逆向流来的空气流体，从而减少了该区域的过大的紊流。同时在下雨的过程中（就是山洪暴发的前期），由于该区域的负压，会造成雨水更多的流向该区域，因此太阳能板同时还作为扩展该区域收集雨水的倾斜部件，而雨水的冲刷还会对太阳能板表面进行适当的清洗。从而这样的设置部件相互促进，使得整个装置效率更高。通过设置联动轴，将太阳能板实时根据风电机舱的转动而转动，从而时刻保持在风电叶片的正后方。

3，通过设置雨水处理装置，先通过絮凝，将水体中生成的絮状物通过絮凝架吸附，然后通过气体充入，在高压-释压过程中，在水体中形成大量细小的气泡，而气泡在上升过程中逐步长大，气泡表面张力的原因将水体中的杂物吸附并上浮形成泡沫，在下落过程中除去，从而高效的净化了水体。通过设置过滤板将残留的杂物过滤除去，之后通过活性炭过滤板将水中有害元素除去后在消毒室中储存，当需要使用的时候，消毒部件启动，将水体进行进一步的消毒处理后排出，实现了对山洪发生过程中雨水的额变害为利。

附图说明

图1为本发明山洪防灾水利工程装置的结构示意图。

图2为本发明山洪防灾水利工程装置侧视部分剖视的结构示意图。

图3为本发明山洪防灾水利工程装置侧视部分剖视的结构示意图。

图4为本发明山洪防灾水利工程装置俯视的结构示意图。

图5为本发明雨水处理装置的结构示意图。

其中：11-太阳能板，12-风电叶片，13-风电机舱，14-联动轴，15-挡水槽，16-后挡板，2-雨水处理装置，21-雨水入水口，221-主转管，222-支转管，223-絮凝架，224-絮凝剂盒，225-絮凝室出水口，230-液面，231-成泡室出气口，232-增压泵，233-旋转喷气盘，234-出口滤网，235-入气管道，236-气泵，241-上过滤板，242-活性炭过滤板，243-过滤室出水口，251-消毒部件，252-清洁水出水口，3-蓄电室，41-砂石网，42-左斜导流板，43-右斜导流板，51-水力涡轮，52-涡轮传动轴，53-主传动轴，54-主动锥齿轮，551-下被动锥齿轮，552-上被动锥齿轮，56-发电机组，6-水底基座。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示。

在山体纵向低洼地带顺次间隔设置多个山洪防灾水利工程装置，每个山洪防灾水利工程装置包括风力太阳能发电装置、雨水处理装置、防洪导流装置和水力发电装置。

所述风力太阳能发电装置包括太阳能板、风电叶片、风电机舱、塔架、水底基座、联动轴、挡水槽、后挡板以及转动轴承；所述风电叶片、风电机舱设置在塔架之上，水底基座设置在塔架底端并与地表固接；所述太阳能板倾斜的设置在风电叶片的正后方，且太阳能板的倾斜方式为上部远离风电叶片的方向（即顶部宽底部窄），太阳能板底部固接有水平设置的挡水槽，在挡水槽上设置有联动轴将挡水槽与所述风电机舱固接，所述挡水槽通过转动轴承与塔架转动连接，在挡水槽的与太阳能板相对的一侧设置有倾斜的后挡板。

所述雨水处理装置设置在所述挡水槽的底部，包括絮凝室、成泡室、过滤室和消毒室。

所述絮凝室设置在所述挡水槽下部；包括絮凝室外壳、雨水入水口、主转管、支转管、絮凝架、絮凝剂盒和絮凝室出水口；所述雨水入水口设置在絮凝室外壳顶壁上，并且絮凝室通过所述雨水入水口与所述挡水槽内部连通，所述主转管竖直设置在絮凝室外壳内顶部中央，顶部与所述雨水入水口连通且底部封闭，在主转管侧部设置有3排共9个支转管，每个所述支转管侧部均呈密布通孔结构设置，所述主转管能够以自身为轴旋转；在絮凝室外壳顶壁上还设置有絮凝剂盒，用于向絮凝室内部添加絮凝剂，在絮凝室外壳的侧壁和底壁内部设置有多个絮凝架，用于粘附生成的絮状物，在絮凝室外壳底壁上设置有絮凝室出水口。

所述成泡室设置在絮凝室下部，包括成泡室外壳、成泡室入水口、成泡室出气口、增压泵、旋转喷气盘、出口滤网、入气管道和气泵；所述成泡室入水口设置在成泡室外壳顶壁上并与所述絮凝室出水口连通，在成泡室外壳侧壁上设置有用于将成泡室内部的气压增加的增压泵，在成泡室外壳侧壁上部还设置有用于将成泡室内部气体释压的成泡室出气口，在成泡室外壳的内底部设置有圆盘状的旋转喷气盘，所述旋转喷气盘中空结构设置且其顶壁设置为密布通孔结构，在旋转喷气盘底部中央连接有入气管道，所述入气管道一直延伸到成泡室外壳外部并最高处位于絮凝室外壳外部，在所述入气管道上还设置有用于向入气管道中充入高压气体的气泵，所述旋转喷气盘通过轴承与成泡室外壳底壁转动连接并且可以在驱动电机的驱动下旋转；在旋转喷气盘外侧设置有环形的出口滤网。通过增压泵对室内气压进行增压操作，同时通过旋转喷气盘从水底向室内喷出气体，由于增压使得水对气体的溶解率提高，一定的释压后，气泡在水体中形成并长大，由于表面张力的原因，水体中的杂物即附着在气泡表面并上浮形成泡沫。

所述过滤室设置在成泡室下部，包括过滤室入水口、上过滤板、活性炭过滤板以及过滤室出水口；所述过滤室入水口设置在过滤室的顶部并与所述出口滤网底部连通，所述上过滤板和活性炭过滤板从上到下依次设置在过滤室中，在过滤室底部设置有过滤室出水口。

所述消毒室设置在过滤室底部，包括消毒室入水口、消毒部件和清洁水出水口；所述消毒室入水口与所述过滤室出水口连通，所述清洁水出水口设置在消毒室底部，所述消毒部件用于将进入到消毒室中的水体进行消毒处理。平时消毒部件不启动，而处理之后的水体在消毒室中储存，当需要取水的时候，消毒部件启动，对储存的水体进行消毒处理，之后通过清洁水出水口流出。

所述防洪导流装置包括左斜导流板、右斜导流板以及砂石网，所述左斜导流板和右斜导流板分列所述塔架左右两侧，一端均与所述水底基座固接，另一端呈扩大开口式朝向山洪流入方向，所述砂石网横向设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述砂石网用于拦截山洪中所携带的大块固体物质。

所述水力发电装置设置在所述塔架的下部，包括水力涡轮、涡轮传动轴、主传动轴、主动锥齿轮、下被动锥齿轮、上被动锥齿轮、发电机组和蓄电室；所述主传动轴竖直设置在所述塔架内部，主传动轴的上端与所述发电机组的输入轴连接，所述发电机组与所述蓄电室电连接，所述蓄电室设置在所述雨水处理装置的侧部，所述水力涡轮设置有2个，分别设置在所述塔架的两侧，并且所述水力涡轮朝向山洪流入方向，水力涡轮的轴通过锥形齿轮与所述涡轮传动轴传动连接，2个所述涡轮传动轴的另一端均通过主动锥齿轮分别与设置在主传动轴上的下被动锥齿轮和上被动锥齿轮啮合。左侧的主动锥齿轮与上被动锥齿轮啮合，右侧的主动锥齿轮与下被动锥齿轮啮合。

所述出口滤网以内高外低的形式设置，用于在释放水体的时候将成泡室中的泡沫滤除在出口滤网之上。并且在出口滤网上还设置有刮片，将滤网上的网上物刮除。

所述消毒部件为紫外线消毒器。

所述砂石网设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述一定的距离具体为所述左斜导流板或所述右斜导流板长度的一半。

所述砂石网的底边与山洪流入方向呈垂直方式设置，且所述砂石网平面与地面呈35°的夹角设置，且倾斜方向为砂石网顶边朝向山洪流入方向砂石网底边远离山洪流入方向。

所述涡轮传动轴通过轴承，转动固定在所述塔架上。

所述主传动轴的底端通过轴承，转动固定在所述塔架底端。

所述砂石网的高度高于所述左斜导流板或所述右斜导流板的高度。

对比例1

本对比例将砂石网与地面垂直设置，其他设置方式相同，经过3小时相同条件下的对比性试验后，得到：水体从砂石网两侧流出的量为实施例1的3.2倍，水体处理量为实施例1的83%。

实施例2

一种山洪防灾水利工程装置，包括风力太阳能发电装置、雨水处理装置、防洪导流装置和水力发电装置。

所述风力太阳能发电装置包括太阳能板、风电叶片、风电机舱、塔架、水底基座、联动轴、挡水槽、后挡板以及转动轴承；所述风电叶片、风电机舱设置在塔架之上，水底基座设置在塔架底端并与地表固接；所述太阳能板倾斜的设置在风电叶片的正后方，且太阳能板的倾斜方式为上部远离风电叶片的方向，太阳能板底部固接有水平设置的挡水槽，在挡水槽上设置有联动轴将挡水槽与所述风电机舱固接，所述挡水槽通过转动轴承与塔架转动连接，在挡水槽的与太阳能板相对的一侧设置有倾斜的后挡板。

所述雨水处理装置设置在所述挡水槽的底部，包括絮凝室、成泡室、过滤室和消毒室。

所述絮凝室设置在所述挡水槽下部；包括絮凝室外壳、雨水入水口、主转管、支转管、絮凝架、絮凝剂盒和絮凝室出水口；所述雨水入水口设置在絮凝室外壳顶壁上，并且絮凝室通过所述雨水入水口与所述挡水槽内部连通，所述主转管竖直设置在絮凝室外壳内顶部中央，顶部与所述雨水入水口连通且底部封闭，在主转管侧部设置有15个支转管（上下及横向间隔设置，非均匀多排形式设置），每个所述支转管侧部均呈密布通孔结构设置，所述主转管能够以自身为轴旋转；在絮凝室外壳顶壁上还设置有絮凝剂盒，用于向絮凝室内部添加絮凝剂，在絮凝室外壳的侧壁和底壁内部设置有多个絮凝架，用于粘附生成的絮状物，在絮凝室外壳底壁上设置有絮凝室出水口。

所述成泡室设置在絮凝室下部，包括成泡室外壳、成泡室入水口、成泡室出气口、增压泵、旋转喷气盘、出口滤网、入气管道和气泵；所述成泡室入水口设置在成泡室外壳顶壁上并与所述絮凝室出水口连通，在成泡室外壳侧壁上设置有用于将成泡室内部的气压增加的增压泵，在成泡室外壳侧壁上部还设置有用于将成泡室内部气体释压的成泡室出气口，在成泡室外壳的内底部设置有圆盘状的旋转喷气盘，所述旋转喷气盘中空结构设置且其顶壁设置为密布通孔结构，在旋转喷气盘底部中央连接有入气管道，所述入气管道一直延伸到成泡室外壳外部并最高处位于絮凝室外壳外部，在所述入气管道上还设置有用于向入气管道中充入高压气体的气泵，所述旋转喷气盘通过轴承与成泡室外壳底壁转动连接并且可以在驱动电机的驱动下旋转；在旋转喷气盘外侧设置有环形的出口滤网。

所述过滤室设置在成泡室下部，包括过滤室入水口、上过滤板、活性炭过滤板以及过滤室出水口；所述过滤室入水口设置在过滤室的顶部并与所述出口滤网底部连通，所述上过滤板和活性炭过滤板从上到下依次设置在过滤室中，在过滤室底部设置有过滤室出水口。

所述消毒室设置在过滤室底部，包括消毒室入水口、消毒部件和清洁水出水口；所述消毒室入水口与所述过滤室出水口连通，所述清洁水出水口设置在消毒室底部，所述消毒部件用于将进入到消毒室中的水体进行消毒处理。

所述防洪导流装置包括左斜导流板、右斜导流板以及砂石网，所述左斜导流板和右斜导流板分列所述塔架左右两侧，一端均与所述水底基座固接，另一端呈扩大开口式朝向山洪流入方向，所述砂石网横向设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述砂石网用于拦截山洪中所携带的大块固体物质。

所述水力发电装置设置在所述塔架的下部，包括水力涡轮、涡轮传动轴、主传动轴、主动锥齿轮、下被动锥齿轮、上被动锥齿轮、发电机组和蓄电室；所述主传动轴竖直设置在所述塔架内部，主传动轴的上端与所述发电机组的输入轴连接，所述发电机组与所述蓄电室电连接，所述蓄电室设置在所述雨水处理装置的侧部，所述水力涡轮设置有2个，分别设置在所述塔架的两侧，并且所述水力涡轮朝向山洪流入方向，水力涡轮的轴通过锥形齿轮与所述涡轮传动轴传动连接，2个所述涡轮传动轴的另一端均通过主动锥齿轮分别与设置在主传动轴上的下被动锥齿轮和上被动锥齿轮啮合。

所述出口滤网以内高外低的形式设置，用于在释放水体的时候将成泡室中的泡沫滤除在出口滤网之上。

所述消毒部件为紫外线消毒器。

所述砂石网设置在所述左斜导流板和右斜导流板包围形成的区域内部，且与所述塔架设置有一定的距离，所述一定的距离具体为所述左斜导流板或所述右斜导流板长度的一半。

所述砂石网的底边与山洪流入方向呈垂直方式设置，且所述砂石网平面与地面呈38°的夹角设置，且倾斜方向为砂石网顶边朝向山洪流入方向砂石网底边远离山洪流入方向。

所述涡轮传动轴通过轴承，转动固定在所述塔架上。

所述主传动轴的底端通过轴承，转动固定在所述塔架底端。

所述砂石网的高度高于所述左斜导流板的高度（左斜导流板和右斜导流板一样高）。