小型水库输水涵斜卧管进水口设施技术
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浅谈山区小型水利引水渠道的施工技术摘要:随着社会的发展和经济水平的提高,我国的水利工程和大型的灌溉工程都有了较大的进展,极大的实现了现阶段的水资源的优化使用,并且在节能减排意识的指引下,提高了有限水资源的利用率。
关键词:山区小型水利;引水渠道;施工技术引言当前,我国的水利工程建设项目在不断的发展,同时在这一过程中,山区小型水利引水型水库也在这一过程中不断的增多,山区小型水利引水渠道会受到很多因素的影响而出现渗漏或者是其他方面的问题,同时还有可能会对建筑物的稳定性构成非常重大的影响,因此我们必须要重视对其的控制。
水库在运行的过程中主要能够起到防洪、发电和蓄水等多方面的作用,此外,其还能对下游人民的生命和财产安全产生非常重大的影响,在山区小型水利引水型水库运行的过程中,山区小型水利引水渠道和周围的水工建筑物会受到很多因素的影响,针对这样的情况,我们一定要采取有效的措施对其进行管护,只有这样,才能更好的保证水库的运行质量和效果。
1山区渠道施工的特点从地理环境上来看,我国的山地面积很大,在地质风貌上也呈现出很大的不同,在水利工程的渠道建设的好坏上,直接影响到了成本投入,灌溉效果以及人民日常的用水情况,由于山区地面起伏,坡度大,灌溉渠道多,渠线长,加上人口位置分散,所以在水利工程的建设上以小型工程为主,在山区自身的特点上,进行渠道建设还存在以下问题:首先是渠道建设的复杂性。
由于在建设中为了将水源充分地实现补给,需要很好地结合地势使水源完成全方位的覆盖,而山区本身的复杂地形让渠道的设计难度大大提升,比如需要结合坡度进行来回的迂回曲折设计渠道,还需要搭建高空山区小型水利引水渠实现跨山谷补给等等,这直接提升了工程的复杂性,增加了设计的成本,而设计师也需要在山区的山区小型水利引水渠道设计上需要投入更多的精力进行实地考察和渠道设计。
然后就是渠道本身的不稳定性,由于山区出现滑坡泥石流的几率较大,这很容易导致渠道的供水中断,所以这也需要投入更多的维护成本。
干货丨非开挖定向钻技术在小型水库输水涵管改造中的应用摘要:文章介绍了非开挖定向钻技术在小型水库输水涵管改造中的施工工艺及流程,分析了该方法在小型水库输水涵管改造中具有操作简单、开挖工程量小、施工工期短且对天气适应性强,对大坝影响较小并避免了沿涵管渗漏现象的发生,根据非开挖定向钻孔技术在工程实际中的应用,表明该方法在在地质地形条件适合的情况下在放水涵管改造中具有良好的经济及社会效益。
引言水库作为我国防洪保安工程体系与水利基础设施的重要组成部分,多年来在防洪、灌溉、供水、发电、改善生态环境等方面发挥了巨大的作用。
我国共有水库8万余座,这些小型水库大部分建成于20世纪的50-70年代,受当时经济条件、技术水平、建筑材料、管理体制等方面的限制,90%以上的小型水库是土坝,且放水设施大多采用了坝下涵管取水型式。
由于建设标准低、工程质量差,加上管理设施和手段落后等原因,大部分涵管已出现各种各样的病险问题,威胁大坝的安全运行,影响水库效益的正常发挥,迫切需要对放水涵管进行改造。
1非开挖定向钻技术在涵管改造中的应用非开挖定向钻技术是利用岩土钻掘手段,在不开挖地表的条件下进行管道铺设的一项新技术,与传统的开挖埋设管道相比具有不影响交通、环境破坏小、施工期短、安全性高及综合成本高的特点,目前该技术已广泛应用于电力、市政、自来水及煤气管道的铺设中。
1.1施工工艺及流程采用非开挖定向钻技术在坝肩岩石山体处钻孔敷设管道作为放水涵管,施工分为以下6个工序:①施工前准备;②钻导向孔;③回拉扩孔钻头成孔;④焊接输水管;⑤牵引输水管道入孔;⑥管道和钻孔孔隙灌浆。
1.2操作步骤1)施工准备。
首先摸清施工范围内是否埋设有影响施工的管网管线等物品,确定没有不利因素后才能进行施工。
然后依据施工图纸进行施工放样并设计好钻杆轨迹,同时依据管径、放水管埋深及管道施工放样范围内的地质情况确定单次牵引的管道长度和管材。
2)钻导向孔。
定向钻机的钻孔压力施加在钻杆尾部,采用钻进液辅助碎岩钻头钻压。
关于印发《重要小⑵型水库安全鉴定工作指导意见》的通知各市(州)、直管市水利(水务、水电)局:为贯彻水利部有关会议精神,做好小型病险水库除险加固专项规划工作,按《水库大坝安全鉴定办法》的要求,结合我省实际情况,我厅制定了《重要小⑵型水库安全鉴定工作指导意见》,现印发给你们,请各地遵照执行。
二〇〇八年十二月八日湖北省重要小⑵型水库安全鉴定指导意见为加强水库大坝安全管理,规范重要小(2)型水库大坝安全鉴定工作,根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》,结合我省实际情况,制定本指导意见。
一、本意见适用于下游10km有城、镇、重要交通干线、工矿企业的重要小⑵型水库,其它小⑵型水库参照执行。
对于坝高大于30m,或库容大于100万m3(目前注册为小(2)型)的水库执行小(1)型水库大坝安全鉴定的有关规定。
二、县(市、区)水行政主管部门负责组织辖区内小(2)型水库大坝安全鉴定工作,并审定大坝安全鉴定意见,市(州)直管的小⑵型水库大坝安全鉴定由市(州)水行政主管部门负责组织和审定。
三、小(2)型水库大坝安全评价应由具有水利水电勘测设计丙级及以上资质的单位承担。
四、大坝安全状况分三类,分类标准如下:一类坝:实际抗御洪水标准达到《防洪标准》(GB50201-94)规定,大坝工作状态正常,工程无重大质量问题,能按设计正常运行的大坝。
二类坝:实际抗御洪水标准达不到《防洪标准》(GB50201-94)规定,大坝工作状态基本正常,在一定控制运用条件下能安全运行的大坝。
三类坝:实际抗御洪水标准低于《防洪标准》(GB50201-94)规定,或者工程存在较严重安全隐患,不能按设计正常运行的大坝。
五、鉴定组织程序及工作内容(一)鉴定组织单位委托符合资质要求的大坝安全评价单位,对大坝安全状况进行分析评价,并提出大坝安全评价报告,起草大坝安全鉴定报告书。
1.安全评价报告应包含工程概况、工程质量评价意见、防洪复核、大坝稳定计算、结构安全、渗流安全评价等内容。
小型水库放水洞的流量计算小型水库放水洞的流量计算小型水库和山鸿大塘的放水歌备, 一般探用队管与涵管联精,在队管上开一列放水洞,用木塞或盖板盖住,用水时,逐极打开盖板放水,。
目前西南各省大量推魔修筑山鹤大塘及刁袱康,我室正抬合工作,对放水殷备的放水洞及队管消力池分别逃行水力献敷,放水洞通效的流量与洞口的尺寸、型式及水流情况(孔流,管嘴流或管流)有关。
副j算时应先根据灌川面债、灌水时图确定水库放水的平均流量,然后根据水洞型式决定放水洞水流情况,以针算洞口尺寸、因为水库所蓄的水是逐极放岀,而出水涵管又在水康的最低位置,为了保靛让七较均匀地放水,对赞较高山塘、水库希望放水洞呈孔口流或管嘴流,且在整个涵队管屮呈明渠流而不要呈管流。
因当成管流时,贝9(1)作用水头为涵管出口端的自由水面与蓄水库水面的水位差,在水库满水与将近放室时,水位变化甚大,致使流量变化范圈亦大(可能有相差几倍至十余倍的)难以撞制。
(2)灌溉渠道及渠道建筑物如渡糟、俩管等均须按最大流量投舒,造价增大、但是,我们住念列水库水而而积通常很大,水位下降的速度很慢,这时水体质点土的喂一性力产生的影响很小。
左很短的时问心内,水位降低己h。
于是,在间隔dh内,可i人为界深是不变的,流动是恒定的,从而可用流量公式(4)。
第1页共5页一Q小型水库通常用卧管放水,它的优点是:结构简单、方也 1 一方便,并可放温度较高的表层水等等。
但是,其流量计算却存在一些问题。
例如:当同时开启两孔或三孔时,卧管流量通常用下面的式子计算:Q二件co 了万(了万+了厉)(1)Q二四斌万(侧万十、/乏万+识丽(劣)式中:卜一一流量系数,。
一一孔口断面面积;H—两孔之间的垂直距离。
用(1)式或(2)式算出的结果仅仅是两个孔口(或三个孔口)刚开启的那一瞬间的流量。
随着水库水位的降低,'下明在孔口上的水头减小,因而通过孔口的流量不断在变化。
显然,用刚开启时的最大流量作为卧管孔口的设计流量是不恰当的。
关于水利工程中进水口施工技术的思考【摘要】水利工程建设是关乎国家发展的大事,是为消除水害和开发利用水资源而修建的工程。
水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水利建筑物,以实现其目标。
本文将详细介绍水利工程进水口模板施工技术。
【关键词】水利工程;进水口;模板施工技术引言近年来,随着我国社会经济水平的不断发展,带动了水利事业的蓬勃发展,越来越多的水利工程被建设起来,为我国国民经济的发展和人民生活水平的提高起到了十分重要的促进和推动作用。
近些年来,随着社会科技的不断进步,水利工程的施工技术也在不断的更新和发展当中。
本文通过对水利工程进水口模板施工技术分析和研究,以期提高水利工程的施工质量和水平,确保水利工程的质量安全和使用性能,使水利工程更好的服务于我国的国民经济和社会发展建设。
1 水利工程的施工特点水利工程与其它工程项目一样,都有着自身的特点,只有对其进行深人详细地了解,才能选择最为合理的施工方式,更好地组织施工。
(1)需要对工程所在地的水流进行控制水利工程大多在河流、湖泊等处进行施工,为了避免流水对施工的影响,必须要采取各种措施对水流进行控制,以保护建筑实体在正式投人使用前不会受到水流的冲刷。
(2)要应对气候的变化由于水利工程大多属于露天施工,因此强风、暴雨、酷暑等均会对工程质量造成影响,所以必须要采取相应措施来应对气候的变化。
(3)对于工程质量要求极高水利工程的投资大、工期长,并且由于工程质量直接关系到下游地区人民群众的生命财产安全,因此国家对于各类水利工程的质量都有着非常严格的要求。
(4)涉及面广水利工程的建设不仅需要涉及到非常多的部门和单位,还要兼顾生产生活用水、交通运输、发电和防洪等不同使用功能的要求,因此施工具有极高的复杂性。
2 进水口模板施工技术2.1模板制作、安装及拆除综合考虑常态混凝土坍落度、混凝土铺料厚度和浇筑上升速度,气温和混凝土初凝时间,振捣机械性能等因素的影响。
浅析小型病险水库放水涵洞封堵措施摘要:随着小型病险水库除险加固工作的开展,工程中的各种问题随之而来。
由于这些病险水库大多为上世纪50至80年代所建,运行时间比较长,存在的问题也比较多,有些水库的放水涵洞已无法再运行,而又没有重新修建的条件,这就需要对这些放水涵洞进行封堵。
本文以蔚县芦子涧水库为例,对放水涵洞封堵方案进行比选。
关键词: 放水洞封堵1工程概况芦子涧水库位于张家口市蔚县南岭庄乡芦子涧村东北黑龙湾沟内,是一座以防洪为主、兼有灌溉的小(2)型水库。
控制流域面积14km2,原设计总库容161万m3。
水库保护着下游2800余人及3600亩耕地。
工程等别为Ⅴ等,建筑物级别为5级。
该水库于1958年3月动工建设,1959年7月基本建成并蓄水,建成运用时属小(1)型水库,经1997年2月普查复核,降为小(2)型水库运用。
本次除险加固设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为200年一遇。
2原封堵设计基本情况2.1封堵设计芦子涧水库放水洞埋设于坝下,为浆砌石涵卧管型式,洞长90m,过水断面为0.5m×0.8m(宽×高),底坡坡降为1/90。
目前放水洞进口卧管已淤堵,洞身破坏,出口洞内有渗水,出口渠道杂草丛生,不能正常运行。
原封堵设计方案为:新建扬水站以满足灌溉要求。
首先从淤积高程向下开挖5m,坡比为1:1,将原放水洞进口拆除,再用粘土进行回填,逐层压实。
水库蓄水时开启潜水泵用于下游灌溉,水库空库运行时,将潜水泵放置在管理房中,以防损坏。
2.2封堵设计存在的问题工程开工后,施工单位提出封堵方案难以施工的原因:①水库放水后,将影响一年灌溉,灌区干部群众难以接受无水灌溉的现实;②水库运行50多年,经实测洞口淤积已达15m左右,洞前清淤十分困难,围堰无法施工,而且工期将延长。
3设计优化方案比选3.1封堵方案比选因为小型水库的放水洞大多是大坝下的预埋管道,因此经常因为放水洞的一些问题,而导致水库无法安全运行。
一种水库输水涵斜卧管的制作方法本实用新型涉及水利工程的技术领域,尤其是涉及一种水库输水涵斜卧管。
背景技术:卧管式进水口指斜置于土石坝上游坡或水库岸坡、能在库水位变动范围内引取表层水的管式取水设施,用卧管控制流量的水库放水涵管进口。
卧管式进水口是在水库岸坡上,或在上游坝坡上,沿坡由高而低铺设砌石、混凝土或钢筋混凝土卧管,卧管的最顶端应高于最高库水的水位,坡度宜为1:2-1:3,在卧管上每隔一定距离设置一个孔口,由盖盖住。
用水的时候由上而下逐级开放,水由卧管进入底部消力池后,由涵管泄出库外。
现有的如专利公告号为cn2130845y的中国专利公开的塘库关放水器,它由一个可以和塘库拦水堤坝内侧卧管上的锥形放水孔相配的套,一个用于防止鱼类或异物进入所述放水孔的滤网,一个和所述套相配的盖构成,所述的盖是一个包有橡胶的锥形实芯塞。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:非操作人员的无关人员也可将放水器打开,不利于水库坝塘的安全。
技术实现要素:针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的之一是提供一种水库输水涵斜卧管,设置了密闭结构和用于启动密闭结构的开启结构,其具有防止无关人员开启启闭装置,保护水库坝塘的安全的效果。
本实用新型的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:一种水库输水涵斜卧管,包括管体,所述管体倾斜设置在大坝地基上,管体的一端开设有通气孔,且管体的通气孔所在一端高出最高蓄水位,管体的另一端开设有排水口,排水口处设置有消力池和坝下涵管,排水口与消力池连通,所述消力池与坝下涵管连通,所述管体侧壁均匀开设有若干放水孔,放水孔处设置有启闭装置,启闭装置与管体固定连接,所述启闭装置包括本体,所述本体开设有入水口和出水口,入水口与出水口连通,入水口处设置有顶盖,顶盖与本体铰接,所述本体上设置有用于对出水口进行密封的密闭结构和用于开启密封结构的开启结构,所述开启结构和密闭结构可拆卸连接。
通过采用上述技术方案,通过开启结构可将密闭结构打开,进行放水作业,逐级开启启闭装置,水库表层的水可经由放水孔进入管体内,经消力池消能后由坝下涵管送至下游,水库表层的水温度较高,利于农作物生产,且开启结构可取下带走,防止无关人员开启启闭装置,保护水库坝塘的安全。
水库卧管涵管进水口现状分析及改造型式研究牛利敏; 高大水; 严晶【期刊名称】《《山西建筑》》【年(卷),期】2019(045)014【总页数】3页(P164-166)【关键词】水库进水口; 改造型式; 斜拉闸门; 塔式进水口【作者】牛利敏; 高大水; 严晶【作者单位】长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉 430010【正文语种】中文【中图分类】TV6631 概述我国现在已拥有各类水库大坝9.8万余座,是世界上拥有水库大坝最多的国家,水库卧管涵管等放水设施大多修建于二十世纪五六十年代,进水口设施存在结构简陋、漏水严重、淤积堵塞等问题[1,2]。
虽然规定了水库的除险加固工作每5年~10年进行一次,但大坝、溢洪道等显著影响大水库安全的建筑物往往是水库除险加固的重点,而直接影响水库供水或灌溉效益的放水设施却由于资金和技术的限制,在除险加固过程中着重于通过加固或改建确保其放水功能,却忽略了现有水库卧管涵管进水口普遍存在着运行管理不便、检查维修困难、存在安全隐患等诸多问题[3,4]。
本文旨在通过分析现有水库卧管涵管进水口型式现状分析及运行过程中存在的问题,研究进水口改造型式,消除水库放水设施运行管理中的安全隐患、提升放水设施的安全性能、提高水库运行管理信息化水平。
2 进水口现状分析针对水库卧管涵管进水口存在的问题,国内外各地均作了一定研究,提出了一些水库卧管涵管进水口改造技术。
根据进水口的布置及运行方式,现有进水口型式可归纳为四大类,即阀式进水口、斜拉门式进水口、塔式进水口和浮动式进水口。
本节主要介绍这四种进水口的典型布置型式,并对实际工程运用过程中的优缺点进行分析。
2.1 阀式进水口二十世纪五六十年代建设的水库卧管进水口多采用木塞、混凝土塞或泥包封堵,这种均属于阀式进水口,这种进水口在运行和管理中存在较多弊病:1)人为操作随意性大,非管理人员安全意识不足,私自取水现象时有发生,曾多次发生因水库放水而引发的悲剧;2)管理不便,工作人员需要经常下水操作,劳动强度大,安全系数低,无法实现自动控制的需求。
小型水库输水设施设计方案探讨摘要:小型水库在运行的过程当中,输水的设施根据不同程度的用水要求,可以使用不同的输水类型, 取水的方式主要有深层取水、多层取水和表层取水; 取水之后后的输水类型有隧洞和坝下涵管;隧洞通常情况下采用钢筋混凝土衬砌;坝下涵管可以用钢管涵、现浇混凝土涵管、预制涵管和条石箱涵。
在设计的时候怎样优化能够达到运行时管理方便和安全经济的目的,本文对此进行了研究分析。
关键词:小型水库;输水;坝下涵管;钢管涵1平江县小型水库输水设施概况在湖南省平江县的33座小(Ⅰ)型、178座小(Ⅱ)型水库输水设施主要是采用涵卧管输水,少数取水口采用启闭塔,极少数采用其它取水方式,如碧源堰水库、鹅食盘水库采用出口闸阀控制钢管取水。
小型水库输水设施主要包括进口取水设施、过水涵洞及之间连接池(消力井)。
取水设施有分级卧管式、斜拉闸门式、塔式等;输水有坝下涵管、隧洞。
图1为小型水库输水设施主要构造。
小型水库大都是在20世纪60、70年代修建的土石坝,受当时资金、技术限制,输水设施采用条石箱涵或瓦涵和浆砌条石卧管,运行过程中大都存在漏水现象,威胁大坝安全运行。
除险加固后少数开挖了隧洞,重建了卧管。
大部份是对卧管进行修补,运行不久就脱落裂缝,渗漏仍旧严重。
原涵管老化后易冲刷断陷,造成大坝沉洞、滑坡、穿孔或哑管等险情,又不易更换。
现有小型水库运行中,出现频率较高的坝下涵管堵塞(哑管)险情对水库大坝威胁严重,在汛期不能控制汛前水位来安全渡汛;在灌溉时期不能放水抗旱发挥水库效益。
出现此险情常在坝顶上采用虹吸管,运行管理复杂繁锁,效益较低,并且险情未被解除。
分析“哑管”原因,涵管尺寸较小,质量差,有的涵管存在弯道,加上水流速度经过消力井后减小,水流中夹带物易沉降淤积堵塞涵管,再就是涵管本身条石老化,断裂堵塞涵管。
2除险加固设计近些年国家加重扶持小型病险水库加固除险,为彻底解决此险情,我们对所有除险加固水库输水设施进行了优化设计。
浅谈山区小型水利引水渠道的施工技术党晓博发布时间:2021-06-23T17:08:49.740Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:党晓博[导读] 摘要:由于我国农业经济的快速发展,特别是党的十九大以来,党中央开始重视水利工程的建设。
陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院陕西咸阳 712000摘要:由于我国农业经济的快速发展,特别是党的十九大以来,党中央开始重视水利工程的建设。
因此,我们必须注意要点建设灌溉运河,运河在建设的过程中,我们必须结合当地的地形、地貌,以适应当地条件和根据实际情况制定合理的计划,与此同时,要注意保护附近的生态环境,保证运河的施工质量,严格遵循相关的设计步骤和方案,处理好施工过程中的每一个细节,加强经验积累,只有这样,才能保证水渠的高效、优质和农田的有效灌溉。
关键词:山区小型水利;引水渠道;施工技术;分析1 山区渠道施工的特点从地理环境上研究山区河道建设的特点我国山区面积很大,且地质特征存在较大差异,河道建设的质量直接影响到水利工程的成本投入,灌溉效果和人民日常用水情况。
由于地势丘陵,坡度大,灌溉渠多,河道长且人口位置分散,因此,在水利工程的建设中主要以小规模工程为主,在其自身的特点下,河道建设存在以下问题:首先,河道建设的复杂性。
因为为了充分实现供水建设、水源需要结合地形,以便它可以覆盖四面八方,和复杂地形山区本身的通道的设计变得更加困难,例如,有必要结合坡面设计一条迂回曲折的河道,也有必要修建一条高海拔引水渠道,实现跨谷补水。
这直接增加了工程的复杂性,增加了设计的成本,但是设计者也需要投入更多的精力在山区引水渠道设计中进行实地考察和渠道设计。
其次是渠道本身失稳,因为山体滑坡泥石流概率较大,容易造成渠道供水中断,所以这也需要投入较多的维护费用。
随着渠道所在区域降水的变化,渠道自身周围土体的压力也会周期性变化,这种变化对渠道内部混凝土的影响较大,从而降低渠道使用寿命。
进水口技术要求(1)要有足够的进水能力。
在任何工作水位下,进水口都应保证按照负荷要求引进所需的流量。
因此,在枢纽总体布置时,必须合理安排进水口的位置和高程;选用足够的过水断面尺寸;防止产生吸气漩涡;一般按水电站的最大引用流量Qmax设计。
(2)水质要符合要求。
不允许有害泥沙进入引水道和水轮机,因此进水口要设置拦污,拦沙、沉沙、防冰及冲沙、排冰设施。
(3)水头损失要小。
进水口的位置应合理,外形轮廓应平顺,使水流通畅地进入引水道;断面尺寸应足够,以使水流速度控制在允许范围内,尽可能减小水头损失。
(4)可控制流量。
进水口需设置闸门,为进水和引水系统的检修创造条件,并进行紧急事故关闭,截断水流,避免事故扩大。
对无压引水式水电站,引用流量的大小也可由进口闸门控制。
(5)满足对水工建筑物的一般要求。
进水口结构要有足够的强度、刚度和稳定性,并且结构简单,施工方便,造型美观,便于运行、检修和维护等。
对于无压进水口的基本要求无压进水口一般用于无压引水式水电站,也见于低坝水库的有压引水式水电站,无压进水口的设计原理与有压进水口相同,但因水库较小,防沙、防污及防冰间题突出,设计中要格外注意以下几点。
(1)、枢纽布置:布置设有无压进水口的水力枢纽时,要合理安排拦河闸、坝的位里,尽盆维持河流原有的形态及泥沙运动规律。
洪水期要使上游冲下的泥沙(特别是推移质)全部下泄,防止泥沙堆积,同时最好能在进水口前形成一股水流,以便将漂浮物冲至下游。
(2)、进水口位置:无压进水口上游无大水库,因而河中流速较大(尤其是洪水期),泥沙、污物等可顺流而下直抵进水口前。
平面上的回流作用常使漂浮物堆积于凸岸,剖面上的环流作用则将底层泥沙带向凸岸,而使上层清水流向凹岸。
因此,进水口应布置在河流弯曲段凹岸,以避免漂浮物、防止泥沙淤积以及便于引进清水。
(3)、拦污设施:进水口一般均设拦污栅或浮排以拦截漂浮物。
当树枝、草根等污物较多时,常设粗、细两道拦污栅,当河中漂木较多时,可设胸墙拦阻漂木。
浅谈小型水库输水涵斜卧管进水口设施技术关键词:小型水库;输水涵;进水口;设施
全国小型水库星罗棋布,面广量大,几乎遍布全国每一个乡镇,在防洪、灌溉、供水等方面,与大中型水库相辅相成,发挥了巨大的社会、经济和生态效益。
随着农村城镇化的迅速发展,小型水库的服务功能也发生了显著变化,特别对提高水库安全水平和取水量提出了更高要求。
小型水库输水涵采用最多、最原始的一种结构形式是:通过沿库岸布置的斜卧管取水,经消能设施后通过穿坝输水涵往灌区供水。
斜卧管进水口主要采用木塞、混凝土塞、泥包封堵。
这种设施极不规范,也因此暴露出三方面的主要问题:①缺乏有效的管理设施;②用水不能有效控制;③管理困难,用水安全无法保证。
在省科技厅、水利厅配套资金的支持下,笔者研究了一套适合小型水库输水涵斜卧管进水口改革的设施,并于2009 年获得国家知识产权局授予的实用新型专利,对当前全国小型水库除险加固工程的实施,提供了一项有效的技术支撑。
一、水库输水涵斜卧管进水口设施
1.技术方案
在小型水库输水涵斜卧管原进水口安装一套设施,设施由底座、拦鱼栅、盖板、防盗装置和开启工具组成。
底座通过膨胀螺栓固定在原斜卧管梯级表面,圆形进水口。
底座下压拦鱼栅,上设盖板,盖板上设置防盗装置,配备便携启闭工具启闭盖板,达到能够规范
用水管理、保障用水安全的目的。
进水口设施布置示意图见图1。
图1 输水涵斜卧管进水口设施安装示意图
2.结构形式
(1)主要设计参数
斜卧管进水口设施的主要设计技术参数如下:
①最大工作水头:h=25 m;②开启要求:方便、简单;③维护要求:维护要求低,能防止无关人员随意开启;④放水深度:不超过0.75 m;⑤放水方式:人工。
(2)设计方案
根据上述设计参数,介绍研究设计的2 种不同材质的斜卧管进水口设施方案。
①方案一(中试产品)为铰链开启式,设施的底座和盖板及拦鱼栅材质采用球墨铸铁制造,外形为圆盘形(图2)。
强度高,开启时采用特殊的内六角螺栓防盗,外形美观,开启方便,耐久性好,造价偏高。
该方案设计的内孔直径为200 mm,拦鱼栅与底座同时铸造,防盗设施巧妙地被盖隐蔽,开锁、闭锁灵活,启闭上盖方便。
图2 球墨铸铁件
②方案二(中试产品)也为铰链开启式,制造材料为目前最新型的聚合物基复合材料,外形为圆盘形。
作为一种新材料的应用尝试,这种结构外形美观,重量轻,维护方便,造价低廉。
设施开启时采用特殊的内六角螺栓防盗,避免无关人员开启设施。
该方案设计的内孔直径为200 mm,拦鱼栅与底座同时压铸,防盗设施巧妙地
被盖隐蔽,开锁、闭锁灵活,启闭上盖方便(图3)。
材料选用以线路板回收非金属粉、玻璃纤维等为主要原材料,且内辅钢筋材料,经140 ℃高温、300 余t压力,在特制的模具中模压而成的高温高压模压型聚合物基复合材料产品。
3.设施产品
(1)球墨铸铁材质件
球墨铸铁材制的进水口设施由铸态球墨铸铁组成,具有高强度、高延伸、高耐腐蚀性能:其强度高于#45 优质碳素钢,是混凝土、树脂、钢纤维等材料的10~30 倍;耐腐蚀性能是普通铸铁和钢材的3~5倍;耐磨性是普通铸铁和钢材的2倍,是混凝土、树脂、钢纤维等材料的10~30 倍。
其化学、物理性能稳定,不受日照、温度、湿度等环境变化因素影响。
盖与座的结合及盖板防盗锁的双层防盗技术,使设施的使用更安全。
球墨铸铁件输水涵斜卧管进口设施见图2 。
(2)聚合物基复合材料件
聚合物基复合材料的进水口设施由高强度聚合物基复合材料组成,具有高强度、耐腐蚀、美观等性能,是传统铸铁和钢纤维产品的替代品。
盖与座的结合及盖板防盗锁的双层防盗技术,使设施的使用更安全。
聚合物基复合材料输水涵斜卧管进口设施见图3 。
图3 聚合物基复合材料件
4.启闭程序
该设施安装于斜卧输水管管口,出流形式为无压孔流。
某级卧管放水时,首先开启防盗锁,然后使用工具开启孔口盖,水流经设施预先制作的拦鱼栅,顺流流经斜卧输水管、消力箱进入穿坝涵管。
当该级卧管的工作水深小于本级孔口高程时,打开下一级卧管放水设施,重复本级开启程序。
无输水要求时,首先使用工具关闭孔口盖,关闭防盗锁。
每级卧管关闭时,重复该步骤。
二、示范实例与应用展望
输水涵斜卧管进水口设施成功应用于广东省广州市萝岗区所属的2个小型水库。
通过2 个示范工程,验证新型小型水库输水涵斜卧管进水口不同材质的设施在不同地区小水库上的适应性。
本设施关注农村供水与用水安全,可以改善农村生态环境,增设小型水库输水涵进水口设施后,输水可以得到有效的控制,防盗功能可以保证用水专人管理,使管理更规范。
设施具有止水功能,可以保证节约用水。
小型水库输水涵进水口设施具有拦鱼功能,可保证库内养殖业的经济利益,规范的设备使水环境得到改善。
成果可推广至全国,具有良好的应用前景,适宜在全国的已建小型水库输水涵斜卧管进口安装,并在新建的小型水库、淤地坝结构中推广应用,也可供其他行业金属管道进人孔、检修孔设计参考。
参考文献:
[1] 耿桂先.水库表层取水设施的布置[j].云南水力发电,1999(3).
[2] 肖功伟.中、小型水库取水设施改造[j].中国农村水利水电,2001(9).
[3] 肖功伟,等.山江水库取水卧管改造[j].湖南水利水电,2001(1).
[4] 孟范璞.山南水库卧管取水设施改造初探[j].山西水利,2006(5).。