一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置

摘要

本发明公开了一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，包括带有操作间的主塔，主塔通过主塔压力圆管将主塔塔体内的水送出，还包括一个正对库区的一侧敞开大部分的副塔，副塔通过副塔压力圆管将副塔内的水送出，副塔内设置有叠梁门，该叠梁门由上叠梁门和下叠梁门组成，叠梁门通过副塔塔体上方设置的卷扬机启闭而升降，其中，上叠梁门固定在副塔的顶壁上，下叠梁门固定在副塔的底壁上，上叠梁门和下叠梁门之间的空间作为副塔的主动取水口，上叠梁门与卷扬机之间通过第一钢丝绳相连接，上叠梁门与下叠梁门通过叠梁门间的第二钢丝绳相连接。本其操作灵活、结构简单，在规避水库表面藻类及水生生物有一定的成效。

说明书

技术领域

本发明属于水库分层取水技术领域，具体涉及一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，主要作用于规避藻类进入水库取水塔主塔中。 

背景技术

水是生命之源，饮水质量直接关系到千家万户的健康，饮水质量的高低从一个侧面反映了一个国家或地区经济和社会发展水平。向市民提供高标注饮水，对预防疾病，提高人们的健康水平和生活质量有着重要意义。随城市发展迅速，需水量增大，水资源短缺问题日益严重。在过去的50多年中，我国兴建了大批水库蓄水工程，因此大型湖库水源逐渐成为城市重要的饮用水水源。 

按水温分布的特性，水库可分为成层型与混合型两大类。成层型水库沿水深方向具有较大的水温梯度，库水上下层很难混合，入流出流造成的层状流动部分与其他停滞部分是彼此分开的。底层水温一年之内变化很小。由于建坝后大中型水库水深加大，垂向温度分布呈三个层次：上层温度较高称为变温层；下层温度较低称为同温层；中间的过渡段称为跃温层。冬季表面水温不高，没有显著的温跃层；夏季水面温度较高，温跃层就比较显著。由于水库各层之间密度有所差异，根据异重流理论，库中水流成层分布，沿着水深，垂向运动受到压抑，而水平运动得以加强。泄流一开始，所有层次的水都流向坝前。如果一旦形成一种稳定的泄流状态，就会在出口高程附近形成垂向上严格的泄流层，一层密度几乎不变的水质就排向下游。因此，如果从不同的高程泄水，水质差别很大。 

春夏季太阳辐射增强，多数湖库表层藻类大量繁殖，表层藻类限制了氧的传递；湖库底层溶解氧常年较低，沉积底质在低溶解氧影响下释放营养盐、铁和锰，是底层污染物浓度较高；在纵深向上湖库水质分层，湖库在不同深度上藻细胞含量、有机质、重金属、pH、溶解氧、浊度等水质参数也明显不同。综上可知，由于湖库温度分层，储蓄水的物理、化学和生物发生变化，最终引起水库水质的分层。 

分层取水在美国和日本采用较多。大多数是利用取水塔，塔壁上沿不同的高度开有取水口，利用机械为动力开启闸门，这种方式能取得水温和水质满足要求的水。但是，夏季是藻类突发较为频繁的季节，夏季的固定取水口具有较为固定的泄水层厚度，难以主动规避含藻类原水，大量的藻类被带入取水塔，就会增加水厂处理的难度和水处理的费用。在这种情况下，水塔对获取优质原水表现出局限性，突出了水塔取水对水质的选择性不足。这就表明取水口不能应对随时可能变化的水位引起的藻类被带入水塔，从而需要新的技术和设备对选择性取水塔进行再改造优化。 

春夏季太阳辐射增强，近年国内多数湖库表层范围内大量繁殖藻类，表层一定范围内藻类水生生物含量大增。当前情况下，为了取用优质的水源水，如何强化取水塔的选择性，如何规避含藻原水，如何控制选取含藻程度更低的原水，是本领域技术人员所关注的课题之一。 

根据申请人所进行的资料检索，还未发现对主动规避含藻类原水及一种主动诱导水库取水口取水界限进行深入研究的文献报道。 

发明内容

针对上述取水时，存在的不能主动规避含藻表层水的缺陷，本发明的目的在于，提供一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，达到规避藻类的目的。该装置操作灵活、结构简单，在规避水库表面藻类及水生生物有一定的成效，较为灵活地解决了由于夏季藻类增多导致取水水质差的问题，改善 了取水水质。 

为实现上述技术任务，本发明采取如下技术方案予以实现： 

一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，包括带有操作间的主塔，主塔通过主塔压力圆管将主塔塔体内的水送出，其特征在于，还包括一个正对库区的一侧敞开大部分的副塔，副塔通过副塔压力圆管将副塔内的水送出，副塔内设置有叠梁门，该叠梁门由上叠梁门和下叠梁门组成，叠梁门通过副塔塔体上方设置的卷扬机启闭而升降，其中，上叠梁门固定在副塔的顶壁上，下叠梁门固定在副塔的底壁上，上叠梁门和下叠梁门之间的空间作为副塔的主动取水口，上叠梁门与卷扬机之间通过第一钢丝绳相连接，上叠梁门与下叠梁门通过叠梁门间的第二钢丝绳相连接。 

本发明的与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，随着吊在上叠梁门的钢丝绳的升降，主动取水口在一定范围内随之升降。用Fluent软件对本装置进行模拟，结果分析可得：副塔主动取水口的位置可以直接影响主塔取水口的取水范围。副塔主动取水口位于主塔取水口之上时，上层含藻水体主要从副塔流出，避免藻类进入主塔。适用于表层藻类含量过大，根据水位的不同及藻类存在表层水体的深度不同，可以通过升降副塔取水口，选取到优质原水。 

与现有技术相比，具有以下技术优点： 

1）规避藻类较强 

根据即时监测数据，对副塔取水口的位置进行准确定位，进而副塔将含藻原水取出，保证了进入主塔的原水中藻类保持低含量状态。降低了水厂处理藻类费用，具有一定的经济价值。 

2）结构简单 

该装置结构将取水塔与叠梁门，副塔内部结构有上、下截梁门组成，叠梁门之间形成了可移动的取水口。移动取水口的驱动力来自操作间里的卷扬 机。 

3）操作便捷 

根据现场的水位及相关水质数据，只需开启卷扬机，便可以到达规避藻类的操作。 

附图说明

图1是与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置剖面示意图； 

图2是与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置正面示意图； 

图3是与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置两种工况示意图，其中，图3（a）为副塔取水口上限位置，图3（b）为副塔取水口下限位置； 

图4是副塔内叠梁门与叠梁门门槽结构示意图； 

图5是副塔上、下叠梁门示意图，其中，图5（a）为上叠梁门，图5（b）为下叠梁门； 

图中的标记分别表示：1a、主塔表层取水口，1b、主塔中层取水口，1c、主塔底层取水口，2、主塔，3a、主塔压力圆管，3b、副塔压力圆管，4、操作间，5、副塔主动取水口，6、副塔，6a、副塔塔壁，7、叠梁门，7a、上叠梁门，7b、下叠梁门，8、卷扬机，9、第一钢丝绳，10、叠梁门门槽，11、第二钢丝绳。 

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。 

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置结构，包括带有操作间4的主塔2，主塔2通过主塔压力圆管3a将主塔2内的水送出，还包括一个正对库区的一侧敞开大部分的副塔6，副塔6通过副塔压力圆管3b将副塔6内的水送出，副塔6内设置有叠梁门7，该叠梁门7由上叠梁门7a和下叠梁门7b组成，叠梁门7通过副塔塔体6上方设置的卷扬机8启闭而升降，其中，上叠梁门7a固定在副塔6的顶壁上，下叠梁门 7b固定在副塔6的底壁上，上叠梁门7a和下叠梁门7b之间的空间作为副塔6的主动取水口5，上叠梁门7a与卷扬机8之间通过第一钢丝绳9相连接，上叠梁门7a与下叠梁门7b通过叠梁门间的第二钢丝绳11相连接。 

本实施例中，副塔6内部两侧有放置叠梁门7的叠梁门门槽10。第一钢丝绳9和第二钢丝绳11选择2m的钢丝绳。 

本实施例的与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，其工作原理参照图2和图3所示，图3展示的是该装置运行过程中的两个极端工况。本实施例现以这两种工况为例，扼要介绍该装置的工作原理。 

该装置试用于距离西安市约80公里的黑河金盆水库中，除在个别特殊情况下，开启主塔2的表层取水口1a外，大多数情况下开启中层取水口1b。 

当水位稍微高于主塔表层取水口1a，主塔2开启主塔中层取水口1b时，副塔6的主动取水口5的运行位置如图3(a)所示，开启卷扬机8，卷扬机8通过第一钢丝绳9提升上叠梁门7a处于副塔6的顶部。这样，含藻库水流进副塔6，进而由副塔压力圆管3b流出去。 

当水位稍微低于主塔2的表层取水口1a，主塔2开启主塔中层取水口1b时，副塔6的主动取水口5的运行位置如图3(b)所示，开启卷扬机8，卷扬机8通过第一钢丝绳9下降上叠梁门7a处于副塔6底部。这样，含藻库水流进副塔6，进而由副塔压力圆管3b流出去。 

本实施例的与水库取水塔主塔结合规避藻类的装置，其操作步骤简单便捷，具体如下：首先，确定副塔主动取水口5的位置。根据现场观察即时检测的水位与藻类存在深度，结合Fluent软件模拟结果得到的双孔口出流的规律，确定出副塔取水口应停留的位置。然后，通过开启卷扬机8，将上叠梁门7（a）、下叠梁门7（b）合适的升降，最终使主动取水口5到达所需停留的位置。