[发明专利]坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置及方法

权利要求书

1.一种坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述调控装置安装在水坝（2）下游河道岸边带主槽位置，包括架构装置、高度调节装置、充排装置、摆动装置和中控装置，其中，

所述的架构装置为整个调控装置提供整体架构和支撑平台，包括桩体、浮床（6）和摆动板（7）；所述桩体对称布置在河床（3）主槽中轴线的两边，包括埋入河床的地桩管（8）和在地桩管（8）内可上下活动的地桩（9）；所述浮床（6）可拆卸地嵌套在所述地桩（9）上；所述摆动板（7）嵌套在所述地桩（9）上，水平安置于浮床（6）下方及高度调节装置的上方，并通过摆动装置控制变换不同倾斜角度用于制造水位脉冲；

所述的高度调节装置包括多组可调节高度的水袋（14），布置于摆动板（7）下方，底部锚固于河床（3）上，分别沿河道横向和纵向布置两排和多排，每个水袋（14）面向河岸一侧设有水袋导水口（15）和水袋侧翼（16），所述水袋侧翼（16）为卧立圆柱体，可充水膨胀，用于增强调控装置两侧近岸带壅水高度变化；

所述的充排装置用于对高度调节装置进行充水与排水，包括离心泵（17）、控制管网（18）、球形钢丝滤网（19）、干流管道（20）和支流管道（21）；所述离心泵（17）安置在浮床（6）上表面，通过若干电动阀与控制管网（18）连通以控制充排水流向；所述控制管网（18）与干流管道（20）连接，所述球形钢丝滤网（19）与控制管网（18）连通，用于过滤充水的杂质；所述支流管道（21）位于干流管道（20）的两侧，支流管道（21）深入水下与各水袋导水口（15）连通，支流管道（21）上依次设有电动阀b（26）和分体式智能电磁流量计（27），以用于定量控制不同水袋（14）的充排水量；

所述的摆动装置包括一组可逆电机（28）、一组绕线柱（29）和一组尼龙绳（30）；所述可逆电机（28）沿浮床（6）横向中轴线固定于浮床（6）上表面的两侧；所述绕线柱（29）与可逆电机（28）轴端固定连接；所述尼龙绳（30）一端缠绕在绕线柱（29）上，另一端与摆动板（7）相固定；

所述的中控装置为整个调控装置的操控平台，布置于浮床（6）中心附近，包括控制柜（31），用于控制上述的架构装置、高度调节装置、充排装置和摆动装置。

2.根据权利要求1所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述浮床（6）在纵向边中点安装有定滑轮（10），在沿纵向中轴线间隔开设多个方形检修槽（11）。

3.根据权利要求1或2所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述摆动板（7）的上表面两纵边的中点处安装有拉环（12），摆动板（7）的上表面的四个顶点分别设有投入式液位计（13）；摆动板（7）通过定滑轮（10）及拉环（12）与摆动装置连接。

4.根据权利要求1所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述的球形钢丝滤网（19）通过法兰与控制管网（18）连通。

5.根据权利要求1所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述干流管道（20）通过三通与控制管网（18）连通，并通过四通向两侧延伸出支流管道（21）。

6.根据权利要求1所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述支流管道（21）通过卡口接头与各水袋导水口（15）密封连通。

7.根据权利要求1所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述的中控装置的控制柜（31）为防水处理结构，内部安装有电动阀控制器、可逆电机控制器、离心泵开关、分体式智能电磁流量计（27）的表头和投入式液位计（13）的表头，其中，所述可逆电机控制器包括单片机、光电耦合器和可控硅。

8.根据权利要求7所述的坝下河道近岸带枯水期生态需水调控装置，其特征在于，所述单片机存储了“顺时针转动”和“停转”程序、周期性循环的“顺时针转动5s-逆时针转动5s-停转10s”和“停转10s-顺时针转动5s-逆时针转动5s”四种程序。

9.利用权利要求1-8所述的调控装置调控坝下河道近岸带枯水期生态需水的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（一）枯水期开始前：根据水坝（2）上游水库（1）的兴利库容实际限定，以及水文机构发布的枯水期径流预报值，按照枯水期内等流量大坝泄水方式初步确定水库（1）在枯水期内的平均下泄流量；同时对坝下河道近岸带的植被生态价值和经济价值进行赋权综合比较，明确调控装置邻近区域生态需水供给的优先顺序；

（二）枯水期开始时：上游水库（1）按既定的枯水期平均下泄流量下泄，充排装置控制河道内水体在控制管网（18）中沿充水流向（32）流动并充入高度调节装置水袋（14）内，高度调节装置充水膨胀顶托摆动板（7）沿地桩（9）上移，水袋侧翼（16）也充水膨胀；此时，装置邻近上游河道开始发生壅水，两侧水位也开始升高，当摆动板（7）上移至下述目标位置时充排装置充水停止：

a.若调控装置邻近上游近岸带最优先供水，摆动板（7）水平且贴近水面；

b.若调控装置右侧近岸带最优先供水，摆动板（7）倾向上游且倾向右岸；

c.若调控装置左侧近岸带最优先供水，摆动板（7）倾向上游且倾向左岸；

d.若调控装置所有邻近岸边带同等重要，摆动板（7）倾向上游；

（三）枯水期内：水库（1）保持下泄流量不变，高度调节装置保持充水膨胀状态不变，若水库（1）下泄流量发生改变，通过微调高度调节装置对邻近近岸带实施生态需水微调；若近岸带需要脉冲水位变化以促进动植物发育，则控制摆动装置，使摆动板（7）进行左侧升高—左侧降低—右侧升高—右侧降低的周期性左右摆动，制造人工水位脉冲；在此过程中，调控装置周围河道水位（5）一直保持较高水平；

（四）枯水期结束时：终止摆动板（7）摆动，充排装置控制高度调节装置内水体在控制管网（18）中沿排水流向（33）流出排入河道，高度调节装置排水收缩导致摆动板（7）沿地桩（9）下移，调控装置周围河道水位（5）逐渐降低；当高度调节装置内水体排空时充排装置排水停止，继而将支流管道（21）与水袋导水口（15）断开连通，从摆动板（7）上解除尼龙绳（30），并拆下设在摆动板（7）上的投入式液位计（13），地桩（9）向地桩管（8）内收缩，浮床（6）可被移走。