一种挑流鼻坎制造技术

一种挑流鼻坎，包括依次连接的第一泄槽、第一级反弧段，所述第一级反弧段的下游通过第二泄槽与第二级反弧段连接，所述第二级反弧段的高程低于第一级反弧段。本实用新型专利技术通过在第一级反弧段下游增设第二泄槽与第二级反弧段，使得在第一级反弧段中的起挑流量不足时，下泄水流可经第二泄槽与第二级反弧段流入下游河道，从而可避免下泄水流对第一级反弧段的基础进行冲刷或淘刷，消除安全隐患。消除安全隐患。消除安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种挑流鼻坎


[0001]本技术属于水利水电工程中的消能工
，特别涉及一种用于挑流消能工的挑流鼻坎。

技术介绍

[0002]挑流消能是指在泄水建筑物末端设挑流鼻坎，利用挑流鼻坎将高速下泄水流挑向远离建筑物基础的下游河道中，使下泄水流与河道水流平顺衔接。在设计挑流鼻坎时，为了使挑流水舌的入水点最大限度地远离建筑物基础，避免基础被冲刷或淘刷破坏，同时又要保证下游冲坑深度最小，如图1所示，鼻坎的挑角θ1一般设在15
°
～30
°
之间，挑流鼻坎通过反弧段与泄槽平顺连接。由于反弧段内存留有水体，下泄水流需具有足够的动量(或流量)才能将反弧段内的水体完全推出，形成挑流流态，而挑流流态的最小流量称为起挑流量。
[0003]对于常规的挑流鼻坎，下泄水流主要表现为三种流态特征：1、如图2所示，在闸门开启或关闭过程中，由于泄槽流量小，流速低，反弧段内的水体不能被挑起，下泄水流沿着挑流鼻坎末端呈现为贴壁流动状态，水流直接冲击和淘刷挑流鼻坎的基础；2、如图3所示，闸门小开度运行时，下泄流量仍小于起挑流量，挑流鼻坎下游呈薄壁堰流流态，下泄水流无法输送至远离挑流鼻坎基础的区域，鼻坎的基础仍然存在被淘刷的风险；3、如图1所示，闸门大开度或全开运行时，下泄流量达到或大于起挑流量，下泄水流充分起挑，形成挑流流态，挑流水舌的入水点远离挑流鼻坎基础，避免了鼻坎基础被冲刷或淘刷的风险。而在工程实际运行中，挑流鼻坎末端的贴壁流态和薄壁堰流流态是不可避免的，长周期、高频率的运行会对挑流鼻坎的基础产生安全隐患，危及工程安全。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是：解决下泄水流对挑流鼻坎基础进行冲刷或淘刷的问题，提供一种保护挑流鼻坎基础的挑流鼻坎。
[0005]本技术采用的技术方案是：一种挑流鼻坎，包括依次连接的第一泄槽、第一级反弧段，所述第一级反弧段的下游通过第二泄槽与第二级反弧段连接，所述第二级反弧段的高程低于第一级反弧段。
[0006]上述方案中，通过在第一级反弧段下游增设第二泄槽与第二级反弧段，使得在第一级反弧段中的起挑流量不足时，下泄水流可经第二泄槽与第二级反弧段流入下游河道，从而可避免下泄水流对第一级反弧段的基础进行冲刷或淘刷。
[0007]优选的，所述第二泄槽从高到低依次由平台段、上反弧段、斜坡段和下反弧段组成。
[0008]通过上述设置，使得下泄水流可以较平稳地导入下游河道。
[0009]优选的，所述斜坡段的坡度为1∶0.7～1∶1.2，使得下泄水流可进过较长的坡段消能后进入下游河道。
[0010]优选的，所述斜坡段为平面斜坡或台阶式斜坡。
[0011]优选的，所述第二级反弧段的挑角θ2为-10
°
～10
°
，从而降低下泄水流对第二级反弧段基础的冲刷或淘刷危害。
[0012]优选的，所述第二级反弧段的下游还设有护坦，用于保护第二级反弧段的基础。
[0013]优选的，所述第二泄槽的两侧、第二级反弧段的两侧均设有第二边导墙，确保下泄水流按预定路径导入下游河道。
[0014]本技术的有益效果是：本专利技术在常规挑流鼻坎的基础上，通过增加第二泄槽、第二级反弧段，显著降低了起挑流量不足时的下泄水流对鼻坎基础的冲刷或淘刷危害，从而避免和消除了安全隐患；实现了挑流消能建筑物全流量区间的自由调度，减小了工程对下游社会生活、经济生产的影响，实现了工程、社会效益的最大化。
附图说明
[0015]图1为现有挑流鼻坎的挑射水流流态和冲刷图；
[0016]图2为现有挑流鼻坎的贴壁下泄水流流态和冲刷图；
[0017]图3为现有挑流鼻坎的薄壁堰流流态和冲刷图；
[0018]图4为本专利技术挑流鼻坎的剖面图；
[0019]图5为图4的俯视图；
[0020]图6为本专利技术挑流鼻坎的贴壁下泄水流流态图；
[0021]图7为本专利技术挑流鼻坎的薄壁堰流流态和冲刷图；
[0022]图8为本专利技术挑流鼻坎的挑射水流流态和冲刷图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0024]如图4～5所示，一种挑流鼻坎，包括第一级反弧段1、第一泄槽11、第一边导墙12、第二级反弧段2、第二泄槽21及护坦7。第一级反弧段1与第一泄槽11平顺连接，第一边导墙12设置于第一泄槽11和第一级反弧段1的两侧；第二级反弧段2通过第二泄槽21与第一级反弧段1连接，护坦7位于第二级反弧段2的下游侧与下游河床4连接；根据实际工程需要，还可以在在第二泄槽21和第二级反弧段2的两侧设置第二边导墙22，确保下泄水流按预定路径导入下游河道。
[0025]本实施例中，第二泄槽21从高到低依次由平台段、上反弧段、斜坡段和下反弧段组成，斜坡段可设置为光滑斜坡或台阶式斜坡，坡度i为1∶0.7～1∶1.2。第二级反弧段的挑角θ2设置为-10
°
～10
°
。
[0026]如图6所示，在闸门开启或关闭过程中，泄槽流量小，流速低，下泄水流3沿着第一级反弧段1末端的垂直壁面贴壁流动，并经过第二泄槽21及第二级反弧段2被导入下游河道，此时下游河床4不会受到冲刷；如图7所示，闸门小开度运行时，中小流量泄洪时，下泄水流3经第一级反弧段1输送至第二泄槽21的斜坡段上，然后经过第二级反弧段2被送入下游河道，下游河床4上形成小的冲刷坑5；如图8所示，闸门大开度或全开，大流量泄洪时，下泄水流3经过第一级反弧段1充分起挑，水舌越过第二级反弧段2直接进入下游河道，下游河床4上形成较大的冲刷坑5，在冲刷坑5旁边形成冲刷堆积区6。
[0027]在前两种水流流态条件下，由于第二级反弧段2的挑角θ2、第二级反弧段2末端与
河道水面的高差均小于常规的挑流鼻坎，因而水舌的入水角远小于常规挑流水舌的入水角，且由于下泄水流3远离第一级反弧段1的基础区域，下泄水流3对建筑物基础的冲刷或淘刷危害显著降低，从而避免和消除了安全隐患。
[0028]本实施例中，第一级反弧段1、第二级反弧段2体型均可设置为等宽鼻坎、扭曲鼻坎、斜切鼻坎、扩散式鼻坎或窄缝式鼻坎的形态。
[0029]在某一具体的工程实施例中，第一级反弧段1的圆弧半径为80m，挑角θ1为27.816度，出口采用斜鼻坎形式，出口宽约117m；第一级反弧段1的末端与第二泄槽21的溢流面顶的高度差为6.48m；第二泄槽21的溢流面由长度为1m的平台段、半径为10.00m的上反弧段、坡度i为1∶0.9及长度为15.60m的平面斜坡段、半径为8.00m的下反弧段组成；第二级反弧段2长度为3.16m，挑角θ2为0
°
；第二泄槽21的溢流面宽度约160.00m；第二级反弧段的末端与护坦的高度差为3.00m，护坦长度为10.00m。
[0030]水工模型试验测试表明，工程实施例中的挑流鼻坎能将第一级反弧段的小于起挑流量的下泄水流平顺导向下游天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挑流鼻坎，包括依次连接的第一泄槽(11)、第一级反弧段(1)，其特征在于，所述第一级反弧段(1)的下游通过第二泄槽(21)与第二级反弧段(2)连接，所述第二级反弧段(2)的高程低于第一级反弧段(1)。2.如权利要求1所述的一种挑流鼻坎，其特征在于，所述第二泄槽(21)从高到低依次由平台段、上反弧段、斜坡段和下反弧段组成。3.如权利要求2所述的一种挑流鼻坎，其特征在于，所述斜坡段的坡度(i)为1∶0.7～1∶1.2。4.如权利要求2所述的一种挑流鼻...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾少岳，张苾萃，苗宝广，戴晓兵，孟亚运，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：