流放式水利用工程方案的製作方法

2023-06-08 04:13:46 2

流放式水利用工程方案的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種在相對平流狀態的水域通過直接流放水作用實現的一種水電水利工程實現方案及方法，在於一種具有直接利用水流的水電水利工程設施以及可以恢復常態原生態水流的設有直接快速機動閘門的河流過流道等，所述的水電水利工程設施其採用了柱式水輪機，所述的過流道和水電水利工程設施替代了水壩構築，兩者間可以獨立或不定態相互支持。其不僅在於可以減化水利工程的建設條件增加可予資源利用、甚至形成以非壟斷性資源利用，在於以可茲保證恢復原生態水流流放維持狀態方式，消解水利工程建設的負影響，支持流域原生態保持，其涉及水電、水利，開發資源與資源開發以及原生態保護。
【專利說明】流放式水利用工程方案
【技術領域】
[0001]本發明在於一種通過直接流放水作用實現的一種水電水利工程實現方案及方法，其不僅在於可以減化水利工程的建設條件增加可予資源利用、甚至以形成非壟斷性資源利用，也並且在於以可茲保證回復原生態水流流放維持狀態方式，消解水利工程建設的負影響，支持流域原生態保持，其涉及水電、水利，開發資源與資源開發以及原生態保護。
【背景技術】
[0002]原始的水利工程如攔河水電站，其一般以橫斷式水壩斷流蓄水為主，但如此做法通常在之其造成河流被截流的同時，也造成了河流的永久性被隔斷，堵而不疏的情況不斷發生，造成生態危機，甚而不斷造成河流延流水流狀態的改變及延流水情的連帶影響，也製造形成影響沿線及連帶區域的新狀況，甚至造成危及原生態及環境，連發造成環境保護的不協調因素，甚至形成狀況下愈損愈截蓄的惡行循環趨勢。[0003]由於一味追求截流，卻也不利對於茲於水體中腐生質排放及清水生物的生存，茲發生對於流體清潔概念的悖益，也發生造成截斷洄遊魚類的洄遊路線情況的無解。
[0004]但既使是採取所暨工程的放流狀態，對於依靠以與原生態維持下的流放水所能提供水力運作發電的水輪機的蓄力可行性及安全運作可控性問題，卻是本來原始的問題情況，卻未暨可靠的方案解決，也是因此所以的暨高程蓄水工程方法也所以造成了問題的依然連帶，而暨高程蓄水工程及設施方案方法的一套原始技術對於暨常流水位的放流方式卻更加不能適用。
[0005]另外，因涉及原技術狀態攔水工程需求基礎條件苛刻，其資源隨著社會生產生活的發展也發生必然的缺口，地域性資源配比失衡，抑制不同地方發展；也造成因過度依賴碳排放型發電等，更加造成環境汙染的發生機率。

【發明內容】

[0006]為了能有效解決水電工程方案的上述問題，本發明亦提供了一種以儘可能保證維持原生態水流流放狀態方式前提，維護整河流流域原生態平衡，更使不發生河流沿線由工程相互扼制而引發相互影響之不暨，而實現的一種流放式水電及水利實現工程方案及其具體設置方法，它使得在既能暨不改變河流生態的情況下，實現以對整和常態原生流放水作為方式，直接通過流放水作用實現水流利用發電，甚而還保留著魚類洄遊路線。
[0007]本發明的目的通過如下技術方案實現:在本發明解決方案中，工程由方案一與方案二組成，方案一:可以恢復常態原生態水流的可以常效用途的分別設有兩道快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)的過流道【8】和過流道【10】;和方案二:具有直接利用水流的水電水利工程設施等；兩套方案替代了水壩構築，兩套方案間可以獨立或不定態相互支持。一暨所謂流放式水利用工程。
[0008]對於方案二水電水利工程設施,其中水流依次經由前導的放水閘壩【2】、集流道【3】、集流口【5】，經由柱式水輪機【12】及其渦流道，直送下遊，其特徵在於原則上過程水流水平面將由上遊水流經對水輪機直接貫通流經作用來實現，水輪機不僅形成充當整個水流的過門，並且也因此將由水流推動水輪機轉動所形成對所來水的吞吐情況直接構成作為影響，而轉動的柱式水輪機【12】同時將提供著發電等動力。
[0009]所述的方案二水電水利工程設施中的過程水流經放水閘壩【2】、集流道【3】，出集流口【5】時水流速度將被集中放大，並形成為衝擊動能，從而推動柱式水輪機【12】葉片，使其轉動。
[0010]但由於儘管水的衝流、集流、及水輪與上遊水平面的相對落差，可以保證之與水輪足夠的衝力、排壓力及落差水壓力進行推動的同時，其中落差水壓力仍將形成主導流體排放的因素，從之也將由其可能形成的不斷趨高的落差也將形成以保證水輪運轉。
[0011]所述的流放式水利用工程其特徵是具有直接利用水流的水電水利工程設施以及可以常效恢復原生態水流、以能利疏水利樞紐作用的設有直接快速機動閘門的河流過流道等，所述的水電水利工程設施其採用了柱式水輪機，所述的過流道和水電水利工程設施替代了水壩構築，兩者間可以獨立或不定態相互支持。
[0012]所述的柱式水輪機【12】其特徵是它的帶有均布豎螺旋葉片的立圓柱狀形柱式水輪。
[0013]所述的集流口【5】為與柱式水輪螺旋葉片等高的窄長方形或類長方形。
[0014]由於集流口【5】與安裝的柱式水輪機【12】柱式水輪就對葉輪徑向位置的相互匹配，柱式水輪機【12】的柱式水輪將受到集流口【5】出來的高速水流自上而下的同時作用，也將形成較一般盤式水輪更為集合強勁的有效優勢推力，足以推動柱式水輪，並隨伴渦流道中的高速水流同轉。相對於渦流道出口的負壓，其渦流道保壓作用也起了一定作用，使葉輪受力多葉分擔。
[0015]其中由於柱式水輪也形成自上而下增大的水壓，而將水輪葉片以相對的降螺旋角對抵抗柱式水輪的重力作用有幫助，以動水壓幫託會使輪轉更輕便。
[0016]立圓柱狀柱式水輪的水輪葉片的如是構設對於徑向衝壓水流將相當有效，而且因為水流成相對平移狀態送放，且葉片相對豎立，不會如盤式水輪形成髒物掛留的情況，只要在入口前排除大型硬雜物不致造成卡機，柱式水輪因此可以清潔保持、暨少打理。而大型硬雜物則可以在利排雜物的前導放水閘壩【2】及截攔漂流物的斜擋牆【4】得以攔截排除。
[0017]立圓柱狀柱式水輪的水輪葉片另有一組橫圓筋片相對以分段分隔。
[0018]橫圓片筋不僅可以實現水輪豎螺旋葉片的加強，以及水輪分段組裝暨輕薄材料及徑大輕型及小部件化要求，更重要的是可以支持暨維繫衝流良好保壓，使讓立圓柱狀柱式水輪各分高度均可致能受力良好，從而形成水輪受水處從上至下均致能受力來構成周徑整和合力，從而帶動水輪。
[0019]橫圓片筋可以承當流體分持分解平移平流，使不跌落阻淤影響水輪轉動。
[0020]柱式水輪的具有風輪葉兜形態勢的水輪葉片。
[0021]另外，還將豎螺旋葉片做成風輪葉兜形，其既使對於流動平流水中也仍然能形成以正逆壓差形成的順行轉動的正轉作用力矩。
[0022]柱式水輪下軸承位於柱式水輪相對中內陷處。如此可以以上封罩排保氣又排氣方式保護使下軸承不進水並清理水輪下積留。
[0023] 由於該立圓柱狀柱式水輪的構設至少還可以保持有其上遊水與下遊水的連續平流關係情況，之有其轉速(徑速)與即水流速相當情況，可以不使魚類回遊水路分斷，也具有相對生態保護的有利構成意義。
[0024]此時該型水輪的直徑也與水流推動力能力有一定關係。
[0025]但在考慮水域可行水落差允許範圍內，此時增大的水落差H與柱式水輪本身高度的增大二者將同樣有效。
[0026]如圖2，H是暨水輪上下遊的水落差；L為柱式水輪本身高度。
[0027]然而柱式水輪的如此線面受力狀態，會將水輪的受力集中於周徑，同樣將提升水輪的受力狀況。也由於立柱式水輪的線面受力的足夠集合力，比較原來暨點面受力的優化，要求水落差也可以相對減小，其可以在足夠的流量下狀況得到充分的滿足，而且將因直接排放流而形成為臨時性蓄水，其蓄水與排放形成平衡關係，所致上遊蓄水水平面不致太高地趨衡，且須要經常性回復低水平面，這對於水利建築的需求強度校核以暨小規模化為宜，水利建設的水平面變易亟水利建築方案安全性也將要求得到提升。
[0028]也由於本發明方案只要求水輪直接上下遊水落差，並且因為是放流，可以採取得是直接取從下流層集激衝流的方式，免去了要求現有技術取上層水及於建築內部導流落水的方式，其建築結構將循天然簡化，所致放流同樣不致造成滯淤，水流的原生態狀態得以保持。水利工程將不會因如以往工程技術過於集中致淤對工程自身及流域造成貽患連帶。
[0029]在本發明中，方案一的過流道(過流道【8】或過流道【10])同樣也將用於保證其上遊水落差的高度，暨高落差的水流將分別通過快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)控制通過過流道排向下遊；或者通過方案二中水輪入口前的溢流道【13】排到過流道【10】中，也再通過過流道二閘【15】控制排向下遊。
[0030]方案一的過流道(過流道【8】和過流道【10】)同樣可以實現用於船舶過閘或排洪、排汙。也由於如多溢常流水從溢流道【13】入到過流道【10】，過流道也因可常保有水，其也對船舶過閘提水有益處。
[0031]其中的快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)對於實現直接臨強水流及淤物排放有利，參CN200910307878.9 (採用雙虧輪轉動機構的流體閘或閥)。 [0032]而如方案二中具有沿河流方向延伸向量構築的前導的放水閘壩【2】與如方案一中快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)配合，也將形成CN201010271803.2 (非固化橫斷式的水利工程建築)的效果。其須求形成如自穩定的斷流壩築(放水閘壩【2】)及水利設施【I】，以及利導排放淤物及漂流物的方式結構，其對於淨化進入至柱式水輪機【12】水輪的水流有利。
[0033]另外，在水流進入集流道【3】茲於集流口【5】相應衝擊回水處的道底處，開一個加深溝，該深溝【19】與過流道【10】近底部之間以暗溝相通，暗溝並且可由閘門關斷，其在必要時可以通過該暗溝放水排除形成於集流道【3】的沉積物。
[0034]水利設施【I】則由系列柱式轉輪閘組成。柱式轉輪閘的豎孔結構與立柱式水輪具有同時保持厚層水流流傳的作用，也可以實現關閘立柱式水輪關閘停水或控制水量作用。柱式轉輪閘[類比偏心式的CN03149376 (周向楔形密封旋塞式閥門)]，以其進出水口形成直接排放的閘門型而更加開放和實現輕力封閉。
[0035]如方案二中前導的放水閘壩【2】及水利設施【I】與如方案一中快速機動閘門(t匕如一閘【14】、二閘【15】等)也將可以形成水流在保證方案一及方案二實現的相互保障調節機制。
[0036]更有如方案一中快速機動閘門一分別前閘門(一閘【14】)與後閘門(二閘【15】)，茲有對於暨分別水流的綜合調控作用構成。
[0037]另外，只要條件允許(比如水頭及落差足夠)，方案二也可以設置復級水輪，例如如圖2所示的上級水輪【18】、下級水輪【19】；等等。
[0038]它們將大大優化提高作為河流水利樞紐及水流的利用與保持。
[0039]在本發明方案中，為了能更好地保障關鍵水輪機組的運行和維護，方案二為水輪機組隨設了如下措施:
[0040]( I)截攔漂流物的斜擋牆【4】[0041]所述的斜擋牆【4】，其由順流斜向橫亙於水輪機組入水口以上部分的斜擋牆【4】形成，在這裡它不僅對致向水輪機組流道的高溢水流攔擋形成水落差H，而且對可能的漂流物進行二道攔截，所攔截的漂流物將隨水勢沿斜擋牆【4】順勢衝向與其根處開向過流道【10】的溢流道【13】，排入過流道【10】，再通過其常開二閘【15】排向下遊。
[0042]( 2)控制水輪機組入水口水勢的關合扇閘【6】
[0043]所述的關合扇閘【6】，其由一對人字形門閘組成，安裝於集流口【5】，隨著對該雙門閘的分別控制，可以控制形成更加衝向水輪的相對高流速的激流，以及找對形成更好推力的激流之對水輪的位向。
[0044](3)關閉水輪機組進出口的水口閘
[0045]所述的水口閘，分別位於水流進出水輪機組的出入口處，同樣分別由一對人字形門閘組成，其可以關斷水輪機組的進出水，且能保證水輪機組的維修維護需要。進出水口閘可由關合扇閘【6】兼用。
[0046]另外，在本發明方案中，為實現洄流魚類過閘，制定了三套保證方案:
[0047]一是採用放流式驅動的柱式水輪機【12],保留過程柱式水輪機【12】的貫連溝通水流，常態形成魚類的過輪洄流路線。
[0048]二是將溢流道【13】連同相連過流道單側一起形成以形成通過二閘【15】及過流道【10】、溢流道【13】的貫連溝通水流的階梯坡魚道【11】，為小型洄流魚類過閘提供方便。
[0049]三是將過流道(過流道【8】或過流道【10】)兩道閘門定時或機動打開恢復全流生態水流。也是由於本流放式水利工程提現之其水落差可以是即時性的，也是當由之過流道(過流道【8】和過流道【10】)前閘門(一閘【14】)重新關閉時，水落差將很快自然形成，其具有機動即時性可恢復水利發電的特點，可以實現恢復全流生態水流與恢復水利發電兼顧進行，包括支持魚期開放通流。
[0050]較之現有技術而言，本發明方案仍然可之對於相對平流狀態的水域中進行，卻是一方面利用平面漏鬥形壩牆迎集來水直接在該形漏鬥口形成集激衝流(參見集流道【3】)；另一方面也是利用相對集約受阻漲高的水勢，而仍然採取到對於水落差勢能的利用，但它卻是利用所形成的水落差中的下局部落差差位水壓的排壓，使得本身相對處於所形成上遊直接水落差下位的該形漏鬥口(集流口【5】)更加形成排壓，更加形成集激衝流。在水流在如上雙重集激作用下，形成衝出集流口的壓排激流，其將直接衝擊和對水輪葉片形成推力，帶動水輪機發電。
[0051]本發明方案具有放大集受力產生更大轉動力矩的柱式水輪。[0052]但由於在該以直接集激衝流推動水輪工作之作為方式中，更加採取了立柱式水輪以及與立柱式水輪螺旋葉片等高的窄長方形或類長方形集流口，所形成對水輪作用衝流由一般技術的集中點面式變成了整豎立柱式水輪都在同時受力作用的更大加和力的集中線面式受力情況，使整工作水輪機集合受力矩隨立柱式水輪高度增加而更加增大化，即時的水輪機形成功率也呈將增大化趨勢。
[0053]本發明方案儘管採用的是放流方式，但仍具有主動爭取形成水落差的利用優勢。
[0054]在這其中，如前述以可形成水輪機上遊相對水落差保持因素的方法形成中，包括其集流口【5】相對主導集激流作用的配合形成，所因而形成為柱形水輪機更大效益的線面型集周徑力矩力的優勢，使得該型方式水利利用的可行性變得更加充分。
[0055]本發明方案採用了以溢流方式雙重攔截漂流物，以及以溢流方式控制形成衡定的水落差水平面，相對穩定水輪工作狀態的特殊方式。
[0056]而斜導的放水閘壩【2】以及二道斜擋牆【4】對於漂流物的截攔作用等，對於淨化水輪機水流及保持利導漂流物的排放使不淤積，也起到了積極作用。其擋水支持形成水落差的同時，也使之方案本身也仍然可以通過溢流道【13】形成排放水流的能力，形成水輪上遊衡定的水平面，支持水情控制。
[0057]本發明方案由於採用的是放流方式，以及其柱式水輪的利用優勢，貫水域生物生態可以得到保護。
[0058]這其中，由於採用了足夠高度的立柱式水輪作為水輪機組主件，可以實現展集提升對於本來弱勢但大流量水流的利用，並且由於其增高度的水輪可以支持與不騰空的浸水部分，實現保持其上下遊溝通的流體部分h，將形成可保留於過魚的洄遊渠道，支持貫水域生物生態保護。而其因所採取的直接流放水方式與保留一定致下遊溝通的平流水流相應的保持方式，將消解生物隨以水流通過時的撞擊與傷害情況的發生。而柱式水輪有著與水流同速、以及水流經由水輪上橫圓片筋分隔形成為魚類容易通過的平移水流、包括因該型水輪葉片分隔較稀所形成的必要空間保留，甚至因為水輪機的流動出水狀況為魚類喜好，魚類通過柱式水輪的洄遊過程將變得相當自然。
[0059]另外，由於之有形成以階坡度的溢流道【13】、【11】以及常開型後閘門(二閘【15】)的經常性保持以溢流流動水的狀態維持，之所形成的洄遊生物過閘道，是形成以支持貫水域生物生態保護的重要措施。
[0060]由實現洄流魚類過閘的三套保證方案，更是將使生態保護髮揮的相當充分，從而改變了現有水利工程片面專情以水勢利用，而忽視原生態水情及洄遊魚類保護的矛盾出現情況。
[0061]本發明方案具有既能實現水利樞紐功能，又能實現清淤和可恢復原生態流的過流道。
[0062]而由其已然形成以多暨利用的方案一過流道(過流道【8】、過流道【10】)，其本身所對於整個樞紐的貢獻率也變得明顯，在其因可自身直接實現成就過水、過船、排汙的同時，它不僅本身已然形成攔截控制作為水利的調控手段，它甚至因而可以實現全部甚至直接開放，可以兼顧恢復原生態流需要時，支持原生態和洩洪。
[0063]而方案的蓄洪能力也將由方案中可以保持的水落差程度來決定。但由於本發明方案可以形成相同條件流域沿線暨多化建設，其攔洪蓄水(包括抬高水位)能力相對的以均化分布發展，並且將形成均衡、暨多、集分化發展的水能利用及發電供電格局，並且可以形成暨生態無礙化生產。而其本身卻使得各流域沿線不會因此造成制約以及發生互相或連帶影響的情況，特別是對於其下遊。
[0064]而相應抬聞河流水位可以將提聞通航及通航噸位的能力。
[0065]本發明體系方案的提出也使得對於江河流域以生態平衡維持基礎上的全面互利型水利規劃建設要求趨向合理化。
[0066]本發明方案使得在實現水利功能的同時，河流暨水利與原生態之間的可遵循維持性轉換以及使與轉換的隨機性、連續性、及時性、完整性程度得以實現成為可能。所以它是生態保護型水利建設方式，也是暨河流生態環境保護情況下，茲可提高水利發電效益的普適方式方法，這其中以立柱形水輪機及其暨工程放流運作作用方式起到了工程水利及生態均得以常態保持的重要整和作用，也是水利及河流整流域水生態茲能常態保持的保障因素，提供為一種水利及生態保護均得到提升雙贏的整合工程建設方式。
[0067]如上方法不僅可以不必要造成過份的截流影響生態，而是包括其雙方案主體一過流道及立柱式水輪的設計等，都儘可能地在保護原始水流狀態下實現的一種水利控制及水力發電的可行性及優化措施，其原則上不需要致化蓄水，而是通過優化儘可能可以有效地直接利用平流性的水流發電，索性其工程建築及其設施更為簡捷；而且只要暨小化的造化水落差條件許可，也是可以在一般相對的水流環境狀態下實施，也少暨造成流域連帶負影響及壟斷，可以使可利用資源豐富化，甚至使河流資源連延保持，擺脫現有水利發展的條件要求高且有限資源地理環境的制約條件，以及避免因需要造大蓄水使大片地區淹沒或造成河流斷流，影響整個流域生態的局面；所致更由於其要求造成生態影響程度小，將形成具有適應普遍化資源條件需求狀態的能力，而且其所構設及操作本身可以形成對於具有暨於就原生態的回覆力，可以形成更加或完全適應生態保護的需求。而且因為要求可以使工程建築簡單化、小型化，並且建設本身將形成設施建築茲可完全暨於流向向量延伸的局面，建築穩定性將可以大大改觀，其建築的強度要求將得以大大減化，工程的安全性及與流域安全保障和對流域減化要求也將根本形成。其設施及與生態相適應能力狀態可以得以改善，生態相適應程度要求也將可以得到充分發揮，也是於暨原生態主導型建築、生態友好型建設和可以形成暨資源保障型的經濟支持成份，形成保持生態保護與經濟建設的統籌兼顧。
[0068]較之現有技術而言，本發明方案具有以下幾個優特點:
[0069]1、採用的柱式水輪機及其配合其長形集流口方式結構，其所形成產生以從上至下延伸形成於集中周徑的線面作用集和力的方式方法，或者以水落差及隨放大水輪高度而不斷能提供增大的水輪轉動動力矩的方式，較之現行的高蓄水流點面作用方式，不僅降低了蓄水規模，卻也大大提升了作用效力及水力利用效率，也使該流放型水利利用成為可能。
[0070]2、柱式水輪機與流放型水利利用方式，其也使得通過時得以保持連續的平流水流，是常態性非隔斷維持保持平流水流溝通的方式，保持著魚類的洄遊路線，使魚類過程時通過所以保持的水保狀態得以保護。
[0071]3、由於流放型水利利用方式對於截流要求不明顯，而是形成相對過流狀態，包括對於過流道須要本身也趨於明顯，本發明方案本身所形成的可控性過流道可以兼顧截流、控水落差H、船閘控水、以及隨機性排放淤積及漂流物的狀態情況，所致要求過流道與河流保持吃水相對的一致和可能，以至暨狀態的整合，其水情狀態可以隨放流相應自動保持。其所以機動閘門(參CN200910307878.9)也可以實現狀態下的正常運作，減化複雜控制；而其過流道一般要求可以實現單級簡化，既便於控制，同時也可以便於過船，實現工程設施的方便化、集約化、多功能化，既可以集中操作進行集中管理，也可以實現同時兼顧。
[0072]4、以過流道為主要方式等實現直接多方面控水任務，在富餘水量安排情況下也使得流放型水利利用方式在控制利用水流方面也變得方便，而且仍然可以實現控制的隨機與及時。
[0073]5、流放式水利工程方案可以保持暨水量的連續保持利用的狀況，可以形成連續多級或連續多處的水利設施布局，它可以提升水利的量化效益，而且也可以不暨形成互致影響。
[0074]6、一般認為由於傳統水壩基本上採用的是一字橫斷式，其工程既有走勢及水勢的不穩定因素；而其過船閘等又採用的是縱一字形，又造成橫斷壩部分的淤積很大。而本發明所有方案中的方案一(過流道)和方案二 (水電水利工程設施等)採用的是一致並列的縱向延伸，其工程穩定性及穩固性將可以得到很好的保證，且利導排放不致淤，並且因常態化放流暨減化和消解了淤積的造成，一般工程及原生態水流的水情狀況大致無異，甚至略加改善，工程之與生態水流的幹預情況得到消解，工程安全性和生態安全性均得到保障，工程基礎建設將更趨簡化。
[0075]7、也由於本發明方案整體工程一般可以不米用如傳統水壩一字橫亙的建築方式，而是成為可茲獨立的穩定建築結構，其與河流岸體的擠抗力被排除，因此它可以相對減化對工程建築內應力的要求，其建築結構方式與一般普通建築結構及強度方式可以相通，工程建設亦將更趨簡化。而所可能造成的建築茲小相對位差，也仍然可由其本來分別的機動閘門進行整合。其對於減災害有利。
[0076]8、本發明方案整體工程一般無需造成斷流，不暨於造大蓄水，卻可以以大水量利導流量集中排溢方式產生，可保留暨於河流更大的平流保留空間，提供以充分的過流及通航需要、甚至排洪，其通航能力可以更大保持，其所以的運行也更加便捷；且由於它可以不暨於造大蓄水，也減化了蓄容漫域程度。
[0077]9、本方案以可以通過開放閘的機動調控能力，實現所述過流道的調控功能。
[0078]10、本發明方案因為可以通過機動或以周期性開放過流道等措施實現全部恢復原生態流水功能，利導河流的排放與維持溝通，對於流域原生態保護及無限工程生命周期起關鍵作用。並且由於工程的相對抬高水位，也方面使工程流域的通航能力得以提高或成為可能。
[0079]11、也由於本發明方案工程是以維持放流的方式進行，工程也將儘可能排除考慮其上遊方(現技術方案稱為庫區)的可能淤積或及集中排放惡態狀況的發生，因此不再以與必要的修復回復期以及必須的因庫區混攪或不暨流放物排放及清理造成情況得連帶必要的工程抗作期，工程管理將因工程益化仍行趨於暨日常調節而趨於正常，甚至不再受影響，使水利工程本身不會成為危患源。
[0080]12、是具有暨原生態保持基礎方面形成的資源保護及維持河流生態，非致造影響及所互惠型的建設方案。因為本發明工程方案是及時性致水落差而即時性進入水利運營狀態，不致放大造成間斷蓄水的惡劣影響，其利導水系連續通暢不以嚴重間斷預設造成影響，將不會引起使整流域暨因上下遊的關系所致關鍵性限制或連鎖影響。它甚至可以維持河流水利的再重複利用，而且也不影響水質。
[0081]13、本發明工程方案是可一體化的工程，是一種茲可集水利及全部發展運作功能於一身的全能型獨立工程。它使得工程可以地點性更強，而能實現的功能卻更多、更優化、更全面，擺脫現有水利工程建設在本體水利工程建設與其連帶影響之所不暨的被動局面；也使工程建設本身更暨少介兼顧全局、更穩定、更清潔、更久保持、更實現簡約結構小成本大作用地發展。所之卻也可以實現壩體承載及工程結構要求的減化，可以實現保證安全前提，可以以茲少負影響的建設優勢，須投入少，可以充分有效地利用放流優勢，實現不影響生態保護的水利和普及。
[0082]等等。
[0083]本發明工程方案的部分設施構築壩形及其功益[如:前導的放水閘壩【2】及其水利設施【I】、過流道及其快速機動閘(一閘【14】、二閘【15】)]亦參考CN201010271803.2 ；
[0084]本發明工程方案的部分流放構築壩形及其功益[如:漏鬥形的集流道【3】]亦參考 CN201110023760.0 ；
[0085]本發明工程方案的部分閘門設施及其功益[如:快速機動閘(一閘【14】、二閘
[15])]亦參考 CN200910307878.9 ；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0086]圖1是本發明一種實施例的水輪機處的工程截面E-E示意圖。
[0087]圖2是本發明該實施例的平面示意圖。
[0088]圖3是本發明該實施例的工程截面F-F示意圖。
[0089]圖4是放大的快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)的局部放大圖。
[0090]標號說明:1放水閘壩中的水利設施，2放水閘壩【2】，3集流道【3】，4截攔漂流物的斜擋牆【4】，5集流口【5】，6關合扇閘【6】，7湧流道【7】，8過流道【8】，9方案二下遊出口，10過流道【10】，11階梯坡魚道【11】，12柱式水輪機【12】，13溢流道【13】，14過流道快速機動閘門一閘【14】、15過流道快速機動閘門二閘【15】，16過流道快速機動閘門折合省力拉牽鉸鏈結構【16】，17過流道快速機動閘門雙保鉸鏈結構【17】，18為設於溢流道【4】的閘門【18】，19為集流道【3】清排沉積物用的加深溝【19】。
【具體實施方式】
[0091]下面結合說明書附圖和實施例對本
【發明內容】
進行具體說明:
[0092] 圖1、圖2是本發明的一種實施例:它的前方採用的是由一種非橫斷式的水利工程建築(參看CN201010271803.2)攔水方式，本實例採用了對稱的兩套該型建築，並由其開放閘延伸出本發明方案一雙閘過流道，由其水利設施延伸出本發明方案二以直接流放式水流的水電水利工程設施等，其中的《非橫斷式水力工程建築》(CN201110023760.0)式的水利設施形成為本發明方案二的水閘壩【2】、集流道【3】、集流口【2】以及水利設施(水輪機)的作用方式，所形成的本發明方案二的水閘壩【2】將集中對柱式水輪機【12】進行供水，其流放水將再次通過集流道【3】倒八形圍壩集中，在其集流口【2】形成激流，衝擊柱式水輪機【12】葉輪，並隨入水輪機及渦流道，從出水口放出，其中水輪機組進出水口處都設有水口閘(關合扇閘【6】)；從出水口放出的水經過湧流道【7】同樣再次匯集進入第二個柱式水輪機組，最後由第二個柱式水輪機出水口放出，進入下遊。從而本發明方案二形成具有隨放流連續的兩組柱式水輪機組發電的局面。
[0093]也由於本實施例方案二在方案一的兩道過流道(過流道【8】、過流道【10】)圍牆之間形成，通過之過流道圍牆縱向長度得以延伸，方案二與兩道過流道(過流道【8】、過流道【10】)圍牆同樣形成以穩定工程走勢及結構，另外其對稱相接的兩條前導水閘壩【2】也形成船形結構，也成為了利於過排水構形，如中心島般也保持與方案二工程的穩定。
[0094]而方案一雙閘過流道，在本例中以形成由快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)控制的過流道【10】，一閘【14】實現以前方攔水，與方案二中的集流道【3】的漏鬥形圍壩、斜擋牆【4】、溢流道【13】一起形成之對集流口【2】的水落差H，支持形成對集流口【14】形成的激流的壓力，同樣作用於柱式水輪機【12】。
[0095]閘門【18】設於溢流道【4】上，當過流道【10】用於過船打開二閘【15】時，閘門【18】將行改變方式，避免因衝浪通過溢流道【4】從過流道【10】回水。
[0096]過流道(過流道【8】、過流道【10】)因其快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)可以在放流中形成立體的浮體結構，所致其閘門伸長度可以較大，而關合作用力也不會很大，所以的過流道也可以更寬，將過行更大的船舶。而由於同樣的全部放流是本發明方案所允許的，工程安全性保障也仍然可以維持，本型伸長閘門也仍然適用。
[0097]快速機動閘門(一閘【14】、二閘【15】)也將因閘門的立體化結構及雙保鉸鏈結構【17】與折合省力拉牽鉸鏈結構【16】等的採用(如圖3)，其實施可行性將因而提高。
[0098]該型放流水利工程建設方案既可以具有保留以往各型水利工程建設方案優點的一面，利用到了激流及水落差，更利用了放流式的柱式水輪機保持住了不間斷平流，使避免了本來須求截流設計存在的諸多生態弊端，也使截流可以向低落差少蓄水發展，並且提供了一套暨減少資源霸佔、暨各方有利的水利建設方案，並且較為簡捷易行，投入減少，也並沒有造成新的技術難點與安全隱患，並且它使工程的安全可靠性及其功能穩定性與可靠性大大增強。比如由於本發明方案的工程建築的安全穩定性得到了較為充分的保障，本實施例方案中的各種迎水牆也直接採用了立牆及填充結構方式，結構簡捷優化。
[0099]也由於柱式水輪採用的是茲長連續又格據化加強的葉片輪，其葉片輪將更加輕型，甚至為輕型 材料製造而成(甚至可形成相對浮體，浮體對本浸水型水輪有利)，其受水力將更加輕便，便於實施。
[0100]而關鍵地，它的低水位要求及可全及時性放流本身，使得水電在更多流域、在減負影響統一原生態情況下的普及成為可能，可便於在水流動性較大的上遊地區與水量充沛的下遊地區分別實施，也使得更大區域可以實現自給或普及；其水輪在各種水位都能適合，其簡捷性與適應性使對它的利用將更為廣泛；該型水輪也可以適用於潮汐。
【權利要求】
1.一種流放式水利用工程，其特徵在於:具有直接利用水流的水電水利工程設施以及可以常效恢復原生態水流、以能利疏水利樞紐作用的設有直接快速機動閘門的河流過流道等，所述的水電水利工程設施其採用了柱式水輪機，所述的過流道和水電水利工程設施替代了水壩構築，兩者間可以獨立或不定態相互支持。
2.根據權利要求1所述的柱式水輪機【12】，其特徵是它的實現放流方式、又具有放大集受力產生更大轉動力矩的帶有均布豎螺旋葉片的立圓柱狀形柱式水輪。
3.根據權利要求1所述的直接利用水流的水電水利工程設施，其特徵在於:在對於相對平流狀態的水域中，一方面利用平面漏鬥形壩牆迎集來水直接在該形漏鬥口形成集激衝流；另一方面利用所相對集約受阻漲高的水勢，使得本身相對處於所形成上遊直接水落差下位的該形漏鬥口(集流口【5】)更加形成排壓，更加形成集激衝流；在如上雙重集激作用下，形成衝出集流口的壓排激流，其將直接衝擊和對水輪葉片形成推力，帶動水輪機發電的所以特徵方式方法。
4.根據權利要求3所述的集流口【5】，其特徵在於:為與柱式水輪螺旋葉片等高的窄長方形或類長方形。
5.根據權利要求2所述的柱式水輪機【12】的立螺旋葉片，其特徵在於:水輪葉片以相對的降螺旋角。
6.根據權利要求2所述的柱式水輪機【12】立圓柱狀柱式水輪，其特徵在於:水輪葉片以一組橫圓筋片分段分隔。
7.根據權利要求2所述的柱式水輪機【12】立圓柱狀柱式水輪，其特徵在於:將柱式水輪的水輪葉片做成具有風輪葉兜形態勢。
8.根據權利要求2所述的柱式水輪機【12】立圓柱狀柱式水輪，其特徵在於:將柱式水輪下軸承位於柱式水輪相對中內陷處，以上封罩排保氣又排氣方式保護使下軸承不進水並清理水輪下積留的方法。
9.根據權利要求3所述的相對集約作用於集流口【5】的水勢，其特徵在於:採用了以溢流方式雙重攔截漂流物，以及以溢流方式控制形成衡定的水落差水平面，相對穩定水輪工作狀態的特殊方式。
【文檔編號】E02B9/00GK103911976SQ201410097388
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】高文標 申請人:高文標