[实用新型]一种水流拦挡装置

说明书

本实用新型公开了一种水流拦挡装置，包括固定于水库电厂取水口上游、且垂直于水流方向设置的隔水系统；所述隔水系统包括上部隔水单元和下部隔水单元；所述上部隔水单元底端与所述下部隔水单元顶端固定连接；所述上部隔水单元能随水位变化张开或松弛。本实用新型能根据荷载自动调整顶部过流高度和拦挡面积，能适应水位大幅变化。

技术领域

本实用新型涉及环境工程领域，特别是一种可水下施工，可用于已建电站，能减缓水电站对下游河道水温影响，改善电站下游河道温度条件的库区水流拦挡装置。

背景技术

在高坝大库，多存在水温分层现象，即高温水密度轻，位于上层；低温水密度重，位于下层。电站取水口高程较低，因此取用的多为低温水。

为缓解水库在春夏之交下泄低温水对大坝下游生态环境造成的不利影响，需在电厂取水口上游设置拦挡装置，挡住下层低温水，避免其进入电厂取水口，达到提升下泄水温的目的。

拦挡装置修建后，仅有表层较轻的高温水体从拦挡装置顶部翻过，进入电站进水口。因此拦挡装置正反两面的水体重量会形成差异，使拦挡装置承受的静水压力，可达上千帕。对于高坝大库，其库区水域宽广，水深可达上百米，断面面积大。相应的，用于拦挡低温水的装置主体面积多为几万甚至上百万平方米，受力面积巨大，因此拦挡装置主体承受的荷载可达几千吨甚至上万吨。

高坝大库水位变动频繁，变幅可达50m。为取用表层高温水，拦挡装置的形态也需随水位的变动而变动，以确保在任何水位均可取用表层高温水，改善电站下泄水温。

现有能承受如此大压力的拦挡装置，如大坝等，不仅不能随水位改变形态，时刻取用表层高温水；施工时还必须在施工区将水体排空后修建，施工周期漫长。对于已建水库，降低水库水位不仅会严重影响其发电经济效益，还会产生塌方、滑坡等严重次生灾害，修建代价巨大。因此现在拦挡装置无法满足电站下泄水温改善的需求。

在拦挡装置设计时，拦挡装置顶部过流高度是一个重要的设计参数，该参数是指拦挡装置顶部到水面的距离。这个区域的水体位于水表，没有被拦挡装置拦挡，可翻过拦挡装置进入电站取水口。顶部过流高度越小，拦挡装置就越能取用到靠近表层的，温度更高的水体。但是顶部过流高度越小，拦挡装置的拦挡面积就越大，拦挡装置两侧水体的温差和密度差也越大，会使得拦挡装置的荷载越大。

夏季水库水位较高，库区水温分层现象也最为明显。相应地，拦挡装置拦挡面积大，上下游测温差也大，此时装置承受的荷载也远高于其他季节。根据数值模拟计算成果，设计参数（含顶部过流高度）相同时，夏季拦挡装置所受荷载为春季的2~8倍。

电站下泄低温水对下游河道的不利影响主要体现在冬季，此时鱼类产卵繁殖和农作物灌溉均需有一定的水温需求。在夏季，电站下泄水温较高，无需刻意提高下泄水温。若为了在春季提高水温改善效果，将拦挡装置的顶部过流高度设计得过小，将导致在夏季时，拦挡装置承受巨大的荷载。若是为了减小夏季时拦挡装置承受的荷载，增加拦挡装置的顶部过流高度，又会使拦挡装置在春季的水温改善效果欠佳。

目前行业内对拦挡式的下泄水温改善措施研究较少。目前行业内还没有可靠的，拦挡装置营运期整体下放技术，即在春季需要改善水温时，提升拦挡装置，减小顶部过流高度，增加拦挡装置拦挡面积，提高水温改善效果；在夏季荷载过大时下放拦挡装置，增加顶部过流高度，减小拦挡装置拦挡面积，减小荷载。

同时，现有的能水下施工的拦挡装置多结构较简单，规模较小，难以适应水位大幅变化、形态大幅变化、荷载大幅变化的复杂运行条件。

因此，针对上述问题业内尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能根据荷载自动调整顶部过流高度和拦挡面积，适应水位大幅变化的水流拦挡装置。