阅读说明：本技术 一种水库可变高程取水装置 (Variable-elevation water taking device for reservoir ) 是由 赵新 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种水库可变高程取水装置,包括由取水软管、升降装置、侧向锚固桩和侧向锚固绳,所述取水软管的一端为取水口,另一端与水库闸门取水口连接,所述侧向锚固桩设置于水库坝体一侧,侧向锚固绳一端连接侧向锚固桩,另一端连接取水软管的取水口端；所述升降装置包括锚固式、悬挂式和气囊式三种。可根据水库类型及实际需要灵活选择适用。该水库可变高程取水装置结构简单,原理清晰,应用效果显著,适用范围广泛,运行能耗低,可显著提升输水水温,降低冰塞、冰坝危害发生,保障冰期输水的安全和稳定；同时大幅提升输水能力,提高工程的输水效益,为实现冰期无冰盖输水奠定必要基础。(The invention discloses a reservoir variable-elevation water taking device which comprises a water taking hose, a lifting device, a lateral anchoring pile and a lateral anchoring rope, wherein one end of the water taking hose is a water taking port, the other end of the water taking hose is connected with a water taking port of a reservoir gate, the lateral anchoring pile is arranged on one side of a reservoir dam body, one end of the lateral anchoring rope is connected with the lateral anchoring pile, and the other end of the lateral anchoring rope is connected with a water taking port end of the water taking hose; the lifting device comprises three types of anchoring type, suspension type and air bag type. Can be flexibly selected and applied according to the type of the reservoir and the actual requirement. The variable-elevation water taking device for the reservoir has the advantages of simple structure, clear principle, obvious application effect, wide application range and low operation energy consumption, can obviously improve the water conveying temperature, reduce the damage of an ice plug and an ice dam, and ensure the safety and stability of water conveying in an ice period; meanwhile, the water delivery capacity is greatly improved, the water delivery benefit of the project is improved, and a necessary foundation is laid for realizing ice cover-free water delivery in the ice season.)

一种水库可变高程取水装置

技术领域

本发明涉及寒区河道、渠道冬季输水中的冰害防治领域，一种水库可变高程取水装置。

背景技术

寒冷地区的输水工程冬季输水过程中往往会面临冰凌的影响，在气候条件较为寒冷的地区可以采用冰盖下输水的方式，但是对于相对不太寒冷的地区，例如我国华北平原，冬季往往难以形成稳定的冰盖。而冰盖一旦破碎，大量冰凌随水流向下游运动，下游输冰压力不断增大，往往会在断面变化、底坡变化以及涉水建筑物(闸门、桥梁)等位置停滞、下潜、堆积形成冰塞或冰坝灾害，堵塞过水断面，减小断面过流能力，继而可能引发河渠溢流等凌汛灾害，严重威胁人民生命、财产安全。针对上述较不寒冷地区的冰期输水问题，如果能够利用水库向输水渠道注入高温水，就可以控制冰凌的产生量，冬季实现无冰输水，则一方面可以从根本上避免冰塞、冰坝危害的发生，另一方面可以充分发挥工程的输水能力，无冰输水流量近乎于冰盖下输水的两倍。

因为水库深度较大，因此即使水库表面结冰，水库深处的水温仍然高于冰点而不结冰。基于此为了实现无冰输水，可以利用输水工程沿线中水库中的水为渠道中的水体提供热能。但是由于水库的运行调度等因素影响，水库纵向水温分布有可能随季节变化而变化，因此亟需能够使传统水库取水口能够随水温变化而动态调整取水高程的装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种水库可变高程取水装置，能够使传统水库取水口能够随水温变化而动态调整取水高程，从而有效取到高温水体。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水库可变高程取水装置，包括由取水软管、升降装置、侧向锚固桩和侧向锚固绳，所述取水软管的一端为取水口，另一端与水库闸门取水口连接，所述侧向锚固桩设置于水库坝体一侧，侧向锚固绳一端连接侧向锚固桩，另一端连接取水软管的取水口端；所述升降装置包括锚固式、悬挂式和气囊式三种；

锚固式升降装置包括顶部浮体、底部锚固桩，底部转轴、底部锚固绳、水下电机；顶部浮体设置于取水软管的取水口顶部，底部转轴通过底部锚固桩固定在水库底部，底部转轴与水下电机连接，底部锚固绳一端固定在底部转轴上，另一端连接取水软管的取水口；

悬挂式升降装置包括底部压重、水面浮体、水上电机、顶部转轴、顶部锚固绳；底部压重设置于取水软管的取水口底部，水面浮体漂浮设置于取水软管取水口上方水面，水上电机和顶部转轴都固定在水面浮体上，通过水上电机带动顶部转轴转动，顶部锚固绳的一端固定在顶部转轴上，另一端连接取水软管的取水口顶部；

气囊式升降装置包括配重、顶部气囊、气囊水阀、漂浮工作台、空气泵、导气软管；配重设置于取水软管的取水口底部，漂浮工作台漂浮设置于取水软管的取水口上方水面，所述顶部气囊设置于取水软管的取水口顶部，顶部气囊上设置有所述气囊水阀，空气泵安装于漂浮工作台上，空气泵和顶部气囊之间通过导气软管相连通。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

本发明装置可以用于对常规水库取水口进行改造，使得常规水库取水口可以动态调整取水口取水高程，进而保证在冬季取水时始终从水温较高的水层取水，提高入渠水温。并且输水工程沿线的在线水库也可以通过动态调整取水口取水高程取得较高温的水体注入输水渠道中，从而提高断面平均水温，避免输水渠道中产生大量冰凌而危害工程输水安全。

本发明取水装置中的升降装置包括锚固式、悬挂式和气囊式三种，可根据水库类型及实际需要灵活选择适用。该水库可变高程取水装置结构简单，原理清晰，应用效果显著，适用范围广泛，运行能耗低，可显著提升输水水温，降低冰塞、冰坝危害发生，保障冰期输水的安全和稳定；同时大幅提升输水能力，提高工程的输水效益，为实现冰期无冰盖输水奠定必要基础。

附图说明

图1a为实施例中锚固式变高程取水装置平面视图。

图1b为实施例中锚固式变高程取水装置纵剖视图。

图2a为实施例中悬挂式变高程取水装置平面视图。

图2b为实施例中悬挂式变高程取水装置纵剖视图。

图3a为实施例中气囊式变高程取水装置平面视图。

图3b为实施例中气囊式变高程取水装置纵剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种水库锚固式变高程取水装置，布置在水库现有闸门取水口一侧，如图1a和图1b所示，具体来说由取水软管101、顶部浮体102、底部锚固桩103、底部转轴104、底部锚固绳105、水下电机106、侧向锚固桩107、侧向锚固绳108组成。取水软管101一端为取水口，另一端与水库闸门取水口连接，顶部浮体102位于取水软管101取水口顶部，底部转轴104通过底部锚固桩103固定在水库底部，底部转轴104与水下电机106连接，底部锚固绳105一端固定在底部转轴104上，另一端连接取水软管101取水口，侧向锚固绳108连接侧向锚固桩107和取水软管的取水口。

该实施例中取水软管管径1.5米，长度10米，两条长17米的侧向锚固绳，底部锚固绳总长度15米。

由于水库水温随深度的分布受水库运行调度等多因素影响而变化，传统水库闸门取水高程固定，因此取水温度往往是不可控的。为了应对该问题，本实施例的锚固式取水口装置由侧向锚固绳对其移动范围进行约束，通过水下电机带动底部转轴转动，并进而改变底部锚固绳的长度，于是取水软管的取水口在顶部浮体和底部锚固绳的共同作用下改变取水深度，并维持取水姿态的稳定。

实施例2：

一种水库悬挂式变高程取水装置，布置在水库现有闸门取水口一侧，如图2a和图2b所示，具体来说由取水软管201、底部压重202、水面浮体203、水上电机204、顶部转轴205、顶部锚固绳206、侧向锚固桩207、侧向锚固绳208组成。取水软管201一端为取水口，另一端与传统水库闸门取水口连接，底部压重202位于取水软管201取水口底部，水面浮体203漂浮于取水软管201取水口上方水面，水上电机204和顶部转轴205都固定在水面浮体203上，水上电机可带动顶部转轴转动，顶部锚固绳206通过顶部转轴连接取水软管取水口顶部。侧向锚固绳208连接侧向锚固桩207和取水软管取水口。

该实施例中取水软管管径1.5米，长度10米，安装两条长17米的侧向锚固绳，顶部锚固绳总长度8米。

由于水库水温随深度的分布受水库运行调度等多因素影响而变化，传统水库闸门取水高程固定，因此取水温度往往是不可控的。为了应对该问题，本实施例的悬挂式取水口装置由侧向锚固绳对其平面移动范围进行约束，顶部锚固绳可由位于水面浮体上的顶部电机带动改变长度，于是取水软管的取水口在底部压重和顶部锚固绳的共同作用下改变取水深度，并维持取水姿态的稳定。

实施例3：

一种水库悬挂式变高程取水装置，布置在水库现有闸门取水口一侧，如图3a和图3b所示，具体来说由取水软管301、配重302、顶部气囊303、气囊水阀304、漂浮工作台305、空气泵306、导气软管307、侧向锚固桩308、侧向锚固绳309组成。取水软管301一端为取水口，另一端与传统闸门取水口连接，配重302位于取水软管301取水口底部，漂浮工作台305漂浮于取水软管301取水口上方水面，顶部气囊303位于取水软管301取水口顶部，气囊水阀304位于顶部气囊303上，空气泵306位于漂浮工作台305上，导气软管307连接空气泵306和顶部气囊303。侧向锚固绳309连接侧向锚固桩308和取水软管301取水口。

该实施例中取水软管管径1.5米，长度10米，安装两条长17米的侧向锚固绳，导气软管总长度8米。

由于水库水温随深度的分布受水库运行调度等多因素影响而变化，传统水库闸门取水高程固定，因此取水温度往往是不可控的。为了应对该问题，本实施例的气囊式取水口装置由侧向锚固绳对其平面移动范围进行约束，顶部锚固绳可由位于水面浮体上的电机带动改变长度，于是取水软管的取水口在配重和顶部锚固绳的共同作用下改变取水深度，并维持取水姿态的稳定。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。