[发明专利]一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，是一种水工系统，是一种用于输水工程中的水力调控系统。

背景技术

输水方式包括无压重力输水、有压重力输水、加压输水、重力和加压组合输水等，在一般情况下，当有足够的可利用输水地形高差时，宜优先选择有压重力输水方式。输水起末端的水力高度差为有压重力输水的可利用水头。在确定输水设计流量后，尽量利用可利用水头，尽可能的减小输水管管径，实现尽可能的少投资，产生最大效益。当然，输水管流速越大，运行时可能引起的水锤升压越高。为防止管道发生破坏性水锤事故，一般要求输水管流速不大于3m/s。因此，重力输水管经济管径就是由充分利用现有可利用水头输送设计流量而确定，即输水管径是在充分利用现有水头条件下，由最大流量决定的，也就是说，在设计流量工况下运行时无剩余能量。由于输水过程中，输水流量是变化的，目前普遍采用在管道末端或中间设置调节阀(既能消能又能控流的装置)。这样，就会出现如下情况：当低于设计流量运行时，水头损失减少，产生剩余能量，输水管下游管道压力增加较多。相应带来如下问题：管道压力增加，一是增加工程投资，二是不利于安全输水；要求调节阀调度控制程序严格，否则产生较大的水击压力，危及工程安全；对冰等杂物、异物的敏感性高，潜在风险大，运行管理复杂，管理费用高；需设置大直径蝶阀、超压泄压阀、异径管、分支管、弯管等附属设施和附件，用电负荷级别高，需设置安全可靠性高的机电设备，工程布置复杂，投资较高；特别是调节阀的关键部件需依赖国外，日后的维修、维护和更新受控于人，对工程运行和管理非常不利。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出了一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，所述的方法使用一种调节堰井的设施，本发明与调节阀相比，具有下述突出优点：针对不同流量，自动调节水头，运行控制简单方便；与采用调节阀时正好相反，设计流量时管道压力是最大，大大降低了管道压力，既节省投资，又有利于安全输水；技术原理简单，水力性能好，流态平稳；水力调控效果好，工程安全可靠性有保障；所需机电、机械设备很少，工程管理简便；工程设计简单，施工方便，工程维护工作量小，维护费用低。

本发明的目的是这样实现的：一种带有自动调节堰井的重力有压输水系统，所述的系统包括：设置在供水方的上游输水进水口和设置在用水方的下游输水出水口，其特征在于，所述的输水进水口与输水出水口之间通过管道连接至少一个调节堰井，所述的调节堰井包括：与上游管道连接的在调节堰井的进口胸墙底部的堰井进水口，所述的进口胸墙两侧分别连接堰井侧墙，与所述堰井侧墙连接的是调节堰井的出口胸墙，所述的出口胸墙的底部是与下游输水管道连接的堰井出水口；进口胸墙、出口胸墙、两侧堰井墙形成截面为矩形的调节堰井的竖井，所述竖井顶端的井口敞开或覆盖空气可以流动的覆盖物，溢流堰设置于进口胸墙和出口胸墙之间的竖井底部，横担在两侧墙之间，所述调节堰井的溢流堰截面为修圆的折线实用堰型，所述进口胸墙至溢流堰中心的距离不小于堰井进水口高度，所述溢流堰的高度为：最小运行流量时，堰井进水口淹没深度不小于1.0米，堰井出口淹没深度不小于1.5米，溢流堰顶至调节堰井的井口的高度大于或等于堰井进水口高度，所述溢流堰中心至出口胸墙之间的距离不小于最小运行流量时，溢流堰顶端水舌跌落距离加水跃长度，再加2.5倍的水跃长度。

本发明产生的有益效果是：(1)对于较长的重力有压输水工程，不同输水流量所需水头不同，具有调节堰井的输水系统可以自动调节水头，小于设计流量时，分段消耗富余水头，降低有压管涵内水压力，在最小运行流量时，又能保持管涵所必需的最小压力要求，水力控制既简单，又能保证工程安全可靠输水；

(2)根据地形地势变化布置调节堰井，可以减小管涵埋深，减小管涵内压，降低工程投资；

(3)设置多座调节堰井，有利于水力惯性控制，便于运行管理；

(4)输水系统停水时，水体仍保持在管涵内，使管涵保持有压状态，避免长距离有压输水系统再次启动前的小流量、长时间充水情况，大大提高了输水时效；

(5)长距离输水工程中，中途设有支管或分水口，或末端直接与其他工程相接时，调节堰井具有保压的作用；

(6)调节堰井具有检修闸的作用，可为工程全线检修、分段检修、错孔检修提供便利条件；

(7)具有调节堰井的输水系统首部、中间地段遇突发事故(如管道损坏事故)，调节堰井具有阻隔、节制作用，避免水量大量损失，可节省水资源；