一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，包括位于水庫進水口上游側的擋墻墻體，所述擋墻墻體垂直布置在擋墻基礎，在擋墻墻體兩側分別設置有垂向開孔鋼管，在垂向開孔鋼管內設置有若干水溫在線觀測探頭，所述垂向開孔鋼管通過鋼管固定支架分別安裝在擋墻墻體的上游面和下游面上。本實用新型系統對水庫前置擋墻增溫效果觀測進行了有效覆蓋，確保了水庫及下游水溫變化規律整體觀測與研究成果的系統性、代表性、可靠性；對有效觀測水庫前置擋墻增溫效果，提高我國水庫水溫變化規律觀測技術水平及成果質量，對改進、優化后續水利水電工程前置擋墻分層取水措施的設計、建設及運行調度工作具有重要意義。
【專利說明】
一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于水利水電工程水文觀測技術領域，具體是涉及一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置。
【背景技術】
[0002]水利水電工程等攔河水工建筑物成庫后改變了水庫庫區的水文情勢與水體環境，水庫既調蓄水量又儲存熱量，可能會導致水庫庫區水體水溫出現垂向分層現象，若不考慮分層取水措施取用水庫表層高溫區水體，則水庫下泄流量大部分來自庫區深水低溫區水體，而水庫低溫水下泄會對下游河道水生態系統產生長期、深遠的影響。
[0003]目前，我國水利水電工程通常是采用在其進水口前設置前置擋墻方式取用水庫表層水體發電或引流，以減緩原水庫進水口下泄低溫水對下游河道水生態系統影響的方法已逐漸推廣，但關于水利水電工程前置擋墻增溫效應系統觀測工作尚處于空白階段，前置擋墻增溫效應系統觀測工作技術方法與要求缺乏相關導則或規范的有效統一，致使水庫及下游整體水溫變化規律觀測與研究成果質量普遍存在系統性、代表性、可靠性不強等問題，對改進、優化后續水利水電工程前置擋墻分層取水措施的設計、建設及運行調度等工作的參考意義不大，對提高我國河流水溫變化規律數學模型研究、經驗公式改進及其計算軟件開發等工作，并推動行業科技進步的借鑒意義不大。因此，如何開展水庫前置擋墻增溫效應庫區及下游水溫對比觀測工作，研究水庫前置擋墻增溫效應的影響機理，并為相關環境影響系統研究作好技術支撐，是目前水利水電工程水文觀測技術領域亟待解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供了一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置。以提高水庫及下游水溫變化規律觀測與研究工作技術水平及成果質量，克服現有技術所存在的不足。
[0005]本實用新型是通過如下技術方案予以實現的。
[0006]—種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，包括位于水庫進水口上游側的擋墻墻體，所述擋墻墻體垂直布置在擋墻基礎，在擋墻墻體兩側分別設置有垂向開孔鋼管，在垂向開孔鋼管內設置有若干水溫在線觀測探頭。
[0007]所述垂向開孔鋼管通過鋼管固定支架分別安裝在擋墻墻體的上游面和下游面上。
[0008]所述鋼管固定支架在擋墻墻體上的布置間距為3?5米。
[0009]所述水溫在線觀測探頭采用水溫在線觀測探頭。
[0010]所述水溫在線觀測探頭為低損耗水溫傳感器。
[0011 ]所述低損耗水溫傳感器的水溫測量分辨率在0.0re以上，精度在0.1 °C以上，溫度測量范圍為-5?35°C。
[0012]所述水溫在線觀測探頭采用電池作為電源。
[0013]所述水溫在線觀測探頭采用0.2毫米壁厚的不銹鋼外殼封裝。
[0014]所述水溫在線觀測探頭在前置擋墻墻體上的布設間距為2米至6米。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]與現有技術相比，本實用新型系統考慮了水庫進水口前置擋墻工程布置情況，對水庫前置擋墻增溫效果觀測進行了有效覆蓋，確保了水庫及下游水溫變化規律整體觀測與研究成果的系統性、代表性、可靠性。對有效觀測水庫前置擋墻增溫效果，提高我國水庫水溫變化規律觀測工作技術水平及成果質量，對改進、優化后續水利水電工程前置擋墻分層取水措施的設計、建設及運行調度等工作，提高我國河流水溫變化規律數學模型研究、經驗公式改進及其計算軟件開發等工作，并推動行業科技進步具有重要意義，經濟、社會、環境效益顯著。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型結構不意圖。
[0018]圖中:1-進水口，2-擋墻墻體，3-擋墻基礎，4-鋼管固定支架，5-垂向開孔鋼管，6_水溫在線觀測探頭。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖進一步描述本實用新型的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0020]如圖1所示，本實用新型所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，包括位于水庫進水口 I上游側的擋墻墻體2，所述擋墻墻體2垂直布置在擋墻基礎3，在擋墻墻體2兩側分別設置有垂向開孔鋼管5，在垂向開孔鋼管5內設置有若干水溫在線觀測探頭6。在實際施工中，所述垂向開孔鋼管5安裝在前置擋墻墻體2的上游面和下游面上，用于固定安裝水溫在線觀測探頭6，其長度根據前置擋墻墻體2的高度確定，垂向開孔鋼管5的管徑以滿足水溫在線觀測探頭6鏈安裝為宜，鋼管開孔型式、孔徑大小根據觀測水深綜合確定，以確保垂向開孔鋼管不受前置擋墻附近深水水壓變形為宜。
[0021]所述垂向開孔鋼管5通過鋼管固定支架4分別安裝在擋墻墻體2的上游面和下游面上。鋼管固定支架4是用于固定垂向開孔鋼管5的固定鋼結構，鋼管固定支架4在擋墻墻體2上的布置間距為3?5米，其中靠進水口 I一側流場復雜區的鋼管固定支架4布設較密，前置擋墻墻體2上的鋼管固定支架4具體布設間距以對滿足前置擋墻墻體2兩側水溫連續在線6對比觀測系統整體安全穩定為宜。
[0022]所述水溫在線觀測探頭6安裝在前置的擋墻墻體2兩側的垂向開孔鋼管5內部，并固定在鋼管固定支架4上;所述水溫在線觀測探頭6水溫在線觀測探頭采用具有一定壽命的水溫在線觀測探頭，具體為電池使用壽命在三年及以上且具備數據遠程在線傳輸功能的低損耗水溫傳感器。其中，水溫傳感器的水溫測量分辨率在ο.0re以上，精度在0.1°C以上，溫度測量范圍為-5?35°C，工作深度范圍可達200米。采用電池作為電源，水溫數據記錄頻次可在I天至10天區間任意設置，運行損耗較低，使用壽命在三年及以上。水溫在線觀測探頭采用0.2毫米壁厚的不銹鋼外殼封裝，蓄熱量極小，靈敏性高，具有防水、抗沖擊碰撞、抗強壓、抗腐蝕、抗老化等特性。
[0023]所述水溫在線觀測探頭6在前置擋墻墻體2上的布設間距為2米至6米;其中前置擋墻墻體2上不同水庫運行水位時，進水口 I垂向上邊界對應高程變化區間內的水溫在線觀測探6布設較密，間距一般為2米至4米。水溫在線觀測探頭在6前置擋墻墻體2上的具體布設間距以對水庫前置擋墻分層取水增溫效果評估進行有效覆蓋為宜。
[0024]如圖1所示，在實際觀測應用中，本實用新型所述的觀測系統安裝組數及具體布置，應根據水庫進水口 I前置擋墻墻體2的工程總體布置及觀測儀器安全運行方面綜合考慮，可安裝一組或多組，其中至少應在水庫進水口 I中心線外對應的前置擋墻墻體2兩側墻體上安裝一組，其余各組根據進水口前流場分布予以綜合考慮，具體安裝組數根據觀測工作精度要求確定，以對水庫前置擋墻增溫效應觀測進行有效覆蓋為宜。所述水庫前置擋墻增溫效應觀測是指根據觀測周期內水庫不同水位運行情況，對前置擋墻兩側進行分層取水增溫效果全過程的同步連續系統觀測，一般應至少在每日08:00觀測一次，并進行前置擋墻兩側同高程觀測儀器水溫測值的同步對比分析計算，得出觀測周期內前置擋墻增溫效果幅度值，再由觀測周期內全時段、各高程的增溫效果幅度值累積統計后得到前置擋墻分層取水整體增溫效應觀測研究成果的方法，反映的是觀測周期內全過程的前置擋墻兩側增溫效果幅度值相對趨勢變化情況。
[0025]下面結合北盤江董箐水電站實施實例對本實用新型方案作進一步詳細說明如下:
[0026](I)前置擋墻工程概況
[0027]董箐水電站為北盤江干流水電梯級開發最后一級，下游為紅水河龍灘水電站，為II等大(2)型工程，開發任務主要以發電為主、航運次之，兼顧灌溉和供水等綜合效益。董箐水電站水庫正常蓄水位490.0m，死水位483.0m，發電極限水位475.0m，裝機容量880MW(4 X220MW)，保證出力172MW，多年平均電量30.26億1^.h。董箐水電站引水發電系統布置在河床右岸，采用一洞一機單元供水方式，由塔式進水口、引水隧洞、壓力鋼管、壩后右岸地面廠房組成。
[0028]董箐水電站塔式進水口塔身底板高程455.0m，塔頂高程494.5m，塔高39.5m，進水口前沿寬度89.2m，順水流方向長38.15m。董箐水庫水溫結構為過渡型，其塔式進水口底板距離正常蓄水位有35.0m高差，如圖1所示，若不考慮分層取水，則發電下泄流量大部分來自進水口 I前455.0m?470.0m高程內的深水低溫區，會對下游河道水生態系統產生一定不利影響。按照環境保護部要求，為減輕董箐水電站發電下泄低溫水不利影響，同時考慮董箐水庫為日調節，庫水位變幅相對頻繁，確定在其發電進水口前13.0m設置了型扶臂式鋼筋混凝土擋墻以取用水庫表層水發電。
[0029]董箐水電站進水口型扶臂式鋼筋混凝土前置擋墻墻體2距進水口I前13.0m，擋墻墻體2兩側與進水口邊墩相接;擋墻墻體2高15.0m，墻厚3.0m，扶臂間距5.0m，臂厚2.0m;擋墻墻體2頂部高程470.0m，擋墻墻體2底部為3.0m厚鋼筋混凝土基礎作為擋墻基礎3。
[0030](2)前置擋墻兩側水溫連續在線觀測系統布置情況
[0031]董箐水電站前置擋墻兩側水溫連續在線觀測系統布設一組，設置在水庫進水口I中心線外對應的前置擋墻墻體2兩側墻體上。
[0032]前置擋墻墻體3上游面垂向開孔鋼管5長為14m，管徑為20cm，開孔型式為梅花孔，孔徑3cm，各孔為梅花形錯開布置，布置在高程456m?470m之間，從鋼管頂端至末端按照間距3.25m等距設置四個鋼管固定支架4，最頂部鋼管支架4與最底部支架4的間距為13m。
[0033]如圖1所示，前置擋墻墻體2下游面垂向開孔鋼管5的長度15m，管徑20cm，開孔型式為梅花孔，孔徑為3cm，各孔為梅花形錯開布置，布置在高程455m?470m之間，從垂向開孔鋼管5頂端至末端按照間距2.80m等距設置六個鋼管固定支架，4，最頂部鋼管支架與最底部支架4間距為14m。
[0034]分別在前置擋墻墻體2上游面和下游面垂向開孔鋼管6上每間隔2m布置一組水溫在線觀測探頭6，每組水溫在線觀測探頭6為2個(一用一備)，所述水溫在線觀測探頭6采用水溫在線觀測探頭，即在前置擋墻墻體3上游面和下游面垂向開孔鋼管5的高程為470m、468m、466m、464m、462m、460m、458m、456m處各布設一組水溫在線觀測探頭6，另外，還在擋墻墻體3下游面垂向鋼管5底端單獨設置一組2水溫在線觀測探頭6，即圖1中高程455m處，共計17組34個水溫在線觀測探頭。
[0035]水溫在線觀測探頭6水溫測量分辨率為0.0rC，精度為0.TC，范圍為-40?100°C，工作深度范圍為O?200m。采用電池作為電源，設置成每日08:00記錄一次水溫觀測數據，此模式下電池壽命可達5年。采用不銹鋼外殼封裝，僅有0.2mm的壁厚，具有很小的蓄熱量，采用導熱性高的密封膠，保證了傳感器的高靈敏性，極小的溫度延遲，具有抗沖擊碰撞、抗強壓、抗腐蝕、抗老化等特性。水溫在線觀測探頭采集的水溫數據通過中國移動GPRS數據通信平臺接收至指定計算機予以儲存。
[0036](3)前置擋墻增溫效應墻體兩側水溫對比觀測工作開展情況
[0037]董箐水電站在2012年3月啟動了前置擋墻增溫效應墻體兩側水溫對比觀測工作，計劃開展為期5個水文年觀測，以滿足工程竣工環境保護驗收與環境影響后評價工作要求。
[0038]董箐水電站前置擋墻增溫效應墻體兩側水溫觀測儀器計數頻率、周期一致，均為每日觀測一次，即每日08:00觀測記錄一次，并進行前置擋墻兩側同高程觀測儀器水溫測值的同步對比分析計算，得出觀測周期內前置擋墻增溫效果幅度值，再由觀測周期內全時段、各高程的增溫效果幅度值累積統計后得到觀測周期內全過程的前置擋墻兩側增溫效果幅度值相對趨勢變化情況。
【主權項】
1.一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:包括位于水庫進水口(I)上游側的擋墻墻體(2)，所述擋墻墻體(2)垂直布置在擋墻基礎(3)，在擋墻墻體(2)兩側分別設置有垂向開孔鋼管(5)，在垂向開孔鋼管(5)內設置有若干水溫在線觀測探頭(6)。2.根據權利要求1所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述垂向開孔鋼管(5)通過鋼管固定支架(4)分別安裝在擋墻墻體(2)的上游面和下游面上。3.根據權利要求2所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述鋼管固定支架(4)在擋墻墻體(2)上的布置間距為3?5米。4.根據權利要求1所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述水溫在線觀測探頭(6)采用水溫在線觀測探頭。5.根據權利要求4所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述水溫在線觀測探頭為低損耗水溫傳感器。6.根據權利要求5所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述低損耗水溫傳感器的水溫測量分辨率在0.01°C以上，精度在0.1°C以上，溫度測量范圍為-5 ?35°C。7.根據權利要求4所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述水溫在線觀測探頭采用電池作為電源。8.根據權利要求4所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述水溫在線觀測探頭采用0.2毫米壁厚的不銹鋼外殼封裝。9.根據權利要求1所述的一種水庫前置擋墻墻體兩側水溫對比觀測裝置，其特征在于:所述水溫在線觀測探頭(6)在前置擋墻墻體(2)上的布設間距為2米至6米。
【文檔編號】G01C13/00GK205538029SQ201620338318
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】常理, 楊杰, 魏浪, 陳國柱, 縱霄, 趙再興, 王志光, 楊桃萍, 張南波, 何天福
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司