适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构制造技术

本发明专利技术涉及适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，包括泄洪槽和挑流鼻坎，其特征是所述泄洪槽内设置有中隔墙，中隔墙将泄洪槽分隔成两个以上的流道，各流道的末端分别设置挑流鼻坎，全部挑流鼻坎组合形成平面差动式布置结构，各挑流鼻坎的起点位置不同，各挑流鼻坎的末端与河床之间的距离自上游至下游递增，相邻挑流鼻坎的末端与河床之间的距离差为10m

【技术实现步骤摘要】
适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构


[0001]本专利技术涉及水利水电工程，具体而言是适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构。

技术介绍

[0002]在水利水电工程中，弯道地形特别适宜于布置当地材料坝和溢洪道，譬如在弯道顶部布置当地材料坝，而在弯道内侧则布置溢洪道，这样可充分利用地形条件，合理布置水工建筑物，节省工程投资。但弯道地形布置的溢洪道出口通常与下游主河道形成较大的交角，水流往往难以顺利进入下游河槽，容易造成对河床和对岸岸坡的冲刷。如何减轻下泄水流对消能区岸坡及下游河床的冲刷，同时促使水流顺畅进入下游河道，需要对溢洪道出口流道结构布置和型式进行优化研究。
[0003]溢洪道泄槽下游常用的消能方式有面流消能、戽流消能、底流消能和挑流消能。其中，面流消能和戽流消能要求下游水位稳定，尾水较深，河床和两岸在一定范围内有较高抗冲能力的顺直河道，不适宜于弯道河流；底流消能泄洪雾化较小，有利于下游近坝区边坡的保护，但临底流速相对较大，易对消力池底板产生冲刷破坏，脉动压力问题也比较突出，且大大增加溢洪道开挖及混凝土工程量，不利于节省工程投资。
[0004]挑流消能通过在溢洪道末端设挑流鼻坎，利用挑流鼻坎将水流挑向空中，并使其扩散，掺入大量空气，然后落入下游河床水垫，形成旋滚从而实现消能，可以适应不同的尾水变幅和中、高水头，大、中、小流量的各类建筑物，在大中型水利水电工程中较为常见。但是，传统型式的挑流消能方案会在挑流鼻坎出口河槽形成挑流冲坑，当河床地质条件较差时，往往形成较深的冲坑，对下游河道造成冲刷，尤其是在弯道河流，当溢洪道轴线和河道具有加大夹角时，不利于河道对岸岸坡的稳定。尽管在实际工程中，可通过改变挑流鼻坎反弧半径、挑角等参数来优化对下游河道的冲刷，但对弯道河流的消能防冲和促进水流顺利进入下游河道的问题仍然难以解决。
[0005]针对现有技术的上述不足，本专利技术提出了适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构。采用本专利技术，既可以保证挑流鼻坎具有传统溢洪道更好的挑流消能效果，又可以促使弯道河流上的溢洪道下泄水流顺利进入下游河槽，从而避免对河道和岸坡的冲刷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，使之既可以保证消能效果，又可以促使溢洪道下泄水流顺利进入下游河槽，从而避免对岸坡的冲刷。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，包括泄洪槽和挑流鼻坎，其特征是所述泄洪槽内设置有中隔墙，中隔墙将泄洪槽分隔成两个以上的流道，各流道的末端分别设置挑流鼻坎，全部挑流鼻坎组合形成平面差动式布置结构，各挑流鼻坎的起点位置不同，各挑流鼻坎的末端与河床之间的距离自上游至下游递增，相邻挑流鼻坎的末端与河床之间的距离差为10m
‑
30m,挑流鼻坎左右两侧起挑位置的相切点不同，挑流鼻坎的起挑角度为25
°‑
35
°
，挑流鼻坎左右两侧的起挑角度相同或者不
同。
[0008]进一步地，所述挑流鼻坎左右两侧的起挑角度不同并且挑流水舌引向侧的起挑角度低于另一侧的起挑角度。
[0009]进一步地，所述中隔墙将泄洪槽分隔成三个流道。
[0010]进一步地，所述相邻挑流鼻坎的末端与河床之间的距离差为15m
‑
25m,。
[0011]进一步地，所述挑流鼻坎的起挑角度为28
°‑
31
°
。
[0012]本专利技术根据弯道河流地形条件，对溢洪道下泄水流进行分区，形成两个以上的流道，在各流道的末端设置起点位置不同的挑流鼻坎，挑流鼻坎为空间型扭鼻坎结构型式，挑流鼻坎左右两侧的起挑角度相同或者不同。因此，具有消能效果好、冲刷程度低、下泄水利进入河槽效果好的特点。
[0013]采用本专利技术，既可以保证挑流鼻坎具备传统溢洪道挑流消能的效果，又可以促使弯道河流上的溢洪道下泄水流顺利进入下游河槽，从而避免对岸坡的冲刷。
[0014]试验表明，采用本专利技术，溢洪道挑流消能的消能率可提高约22％，挑流鼻坎下游冲坑深度平均可减少约6.72m，水流进入下游河道无明显涌浪或回流发生，效果良好。
[0015]本专利技术作为一个整体，设计简洁，便于施工，可靠性好。特别适用于各种不同条件下弯道河流上的溢洪道宣泄流量的消能，也可以在其他类似水利水电工程中推广应用。
附图说明
[0016]图1为现有水工建筑物布置示意图；
[0017]图2为本专利技术的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术的挑流鼻坎顶平面投影图；
[0019]图4为图3中平行于泄槽轴线A
‑
A剖面图；
[0020]图5为本专利技术的挑流鼻坎结构示意图。
[0021]图中：1
‑
泄洪槽；2
‑
挑流鼻坎；3
‑
中隔墙；4
‑
流道；5
‑
泄槽直线段；6
‑
挑流鼻坎圆弧段；7
‑
挑坎圆弧平面起始线；8
‑
挑坎圆弧面与平面相切线。
具体实施方式
[0022]以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。
[0023]适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，包括泄洪槽1和挑流鼻坎2，所述泄洪槽1内设置有中隔墙3，中隔墙3将泄洪槽1分隔成两个以上的流道4，各流道4的末端分别设置挑流鼻坎2，全部挑流鼻坎2组合形成平面差动式布置结构，各挑流鼻坎2的起点位置不同，各挑流鼻坎2的末端与河床之间的距离自上游至下游递增，相邻挑流鼻坎2的末端与河床之间的距离差为10m
‑
30m,挑流鼻坎1左右两侧起挑位置的相切点不同，挑流鼻坎1的起挑角度为25
°‑
35
°
，挑流鼻坎1左右两侧的起挑角度相同或者不同。
[0024]优选的实施例是：在上述方案中，所述挑流鼻坎1左右两侧的起挑角度不同并且挑流水舌引向侧的起挑角度低于另一侧的起挑角度。
[0025]优选的实施例是：在上述方案中，所述中隔墙3将泄洪槽1分隔成三个流道4。
[0026]优选的实施例是：在上述方案中，所述相邻挑流鼻坎2的末端与河床之间的距离差
为15m
‑
25m,。
[0027]优选的实施例是：在上述方案中，所述挑流鼻坎1的起挑角度为28
°‑
31
°
。
[0028]本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，包括泄洪槽(1)和挑流鼻坎(2)，其特征在于：所述泄洪槽(1)内设置有中隔墙(3)，中隔墙(3)将泄洪槽(1)分隔成两个以上的流道(4)，各流道(4)的末端分别设置挑流鼻坎(2)，全部挑流鼻坎(2)组合形成平面差动式布置结构，各挑流鼻坎(2)的起点位置不同，各挑流鼻坎(2)的末端与河床之间的距离自上游至下游递增，相邻挑流鼻坎(2)的末端与河床之间的距离差为10m
‑
30m,挑流鼻坎(1)左右两侧起挑位置的相切点不同，挑流鼻坎(1)的起挑角度为25
°‑
35
°
，挑流鼻坎(1)左右两侧的起挑角度相同或者不同。2.根据权利要求1所述的适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，其特征在于：所述挑流鼻坎(1)左右两侧的起挑角度不同并且挑流水舌引向侧的起挑角度低于另一侧的起挑角度。3.根据权利要求1或2所述的适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结构，其特征在于：所述中隔墙(3)将泄洪槽(1)分隔成三个流道(4)。4.根据权利要求1或2所述的适宜于弯道河流溢洪道的挑流消能结...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨启贵，鄢双红，孔凡辉，万云辉，张超，高阳，杨晓红，吴超，刘明明，施豪，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：