CN100557141C - 用于河道闸坝和溢洪道的导流设施 - Google Patents

用于河道闸坝和溢洪道的导流设施 Download PDF

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Abstract

一种用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，包括两段制作成一体的台体，其中，第一段台体的内侧面为圆锥面、外侧面为圆柱面、上顶面和下底面为平面，第二段台体内侧面为扭面、外侧面为与第一段台体的圆柱面相切的平面、上顶面和下底面为平面。安装时，第二段台体的渐变扭面尾部与河道闸坝或溢洪道进口处边孔的边墙相切连接。此种导流设施有效解决了河道闸坝前和溢洪道进口前水流侧向收缩问题。为了进一步改善水流流态，可增设立式导墙，立式导墙的一端与第二段台体的渐变扭面尾部相接，另一端与河道闸坝或溢洪道进口处边孔的边墙相接。对不少工程，可以将第一段台体延伸到岸边与河岸相接，围出的土地还可以利用。

Description

用于河道闸坝和溢洪道的导流设施
技术领域
本发明属于水利水电工程中使用的导流设施，特别涉及一种应用在河道闸坝和溢洪道进口前的导流设施。
背景技术
在水利水电工程的泄洪闸孔设计布置中，由于枢纽所在河流断面相对较宽，而泄水闸孔往往布置在河道中心，只占了河流断面的一部分，其余部分则为坝体，在这种布置情况下，边孔过流时水流侧向收缩往往很厉害，水流流态不好，会明显降低该闸孔的泄流能力，还影响泥沙的输运，造成坝前泥沙淤积量增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型导流设施，以解决河道闸坝前和溢洪道进口前水流侧向收缩过大的问题，同时改善闸前和溢洪道进口前的水流流态及减少泥沙的淤积量。
本发明所述用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，包括两段制作成一体的台体，其中，第一段台体的内侧面(与水接触面)为圆锥面、外侧面为与所述圆锥面同轴线的圆柱面、上顶面和下底面为平面，第二段台体内侧面(与水接触面)为扭面、外侧面为与第一段台体的圆柱面相切的平面、上顶面和下底面为平面。安装时，第二段台体的渐变扭面尾部与河道闸坝或溢洪道进口处边孔的边墙相切连接。对不少工程，可以将第一段台体延伸到岸边与河岸相接。
导流设施第一段台体的圆锥面坡角α根据其制作材料确定，当第一段台体用土石料制作时，α为30～60°，当第一段台体用混凝土制作时，α为60～85°；导流设施第一段台体的高h、圆锥面底边半径R3、圆锥面顶边半径R2，圆柱面半径R1、下底面宽L1、上顶面宽L2根据具体的工程确定，但要满足圆锥面坡角α的上述要求。
导流设施第二段台体的扭面底边长度L3为闸前或溢洪道进口前水的深度的2～3倍；导流设施第二段台体的高h、上顶面宽L2与第一段台体相同。
为了进一步改善水流流态，可增设立式导墙，立式导墙的一端与第二段台体的渐变扭面尾部相接，另一端与河道闸坝或溢洪道进口处边孔的边墙相接。立式导墙的形状一般为长方体，其长度根据具体的工程确定。
本发明具有以下有益效果：
1、设置了本发明所述的导流设施，可改善河道闸坝边孔或溢洪道边孔的过流流态，边孔的水流不会再出现明显的侧向收缩，侧收缩系数ε明显减小，从而增大闸孔的泄流能力，明显降低坝前的水位。
2、设置了本发明所述的导流设施，可改变进闸的水流方向，使其与坝轴线接近垂直，从而改善水流流态，使闸孔或溢洪道的泄洪能力大为增强。
3、设置了本发明所述的导流设施，闸前淤积的泥沙会大量启动，被水流带到下游，这样对枢纽的拉沙非常有用，可减少闸前的泥沙淤积量。
4、对不少工程，可以将第二段台体延伸到岸边与河岸相接，这样不仅能取消该导流设施后的坝体，节约工程投资，而且能围出一块土地加以利用。
附图说明
图1是本发明所述用于河道闸坝和溢洪道的导流设施的一种形状构造图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明所述用于河道闸坝和溢洪道的导流设施的又一种形状构造图；
图5是图4的侧视图；
图6是图4的俯视图；
图7是图1或图4的A-A剖面放大图；
图8是图1或图4的B-B剖面放大图；
图9是本发明所述导流设施用于河道闸坝的一种安装布局图；
图10是本发明所述导流设施用于溢洪道的一种安装布局图。
图中，1-第一段台体、2-第二段台体、3-立式导墙、4-闸墩、5-边孔、6-边墙、7-坝轴线、8-溢洪道、9-土石坝坝体。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的导流设施，其形状、构造如图1、图2、图3、图7、图8所示，由两段制作成一体的台体构成。其中，第一段台体1的内侧面为圆锥面、外侧面为与所述圆锥面同轴线的圆柱面、上顶面和下底面为平面；第二段台体2内侧面为扭面、外侧面为与第一段台体的圆柱面相切的平面、上顶面和下底面为平面。本实施例中的导流设施用于河道枢纽工程，安装方式如图9所示，第二段台体2的渐变扭面尾部与河道闸坝边孔5的边墙6相切连接，第一段台体1延伸到岸边与河岸相接，围出一块可利用的土地。
本实施例所述导流设施用土石料制作，根据该具体工程，各相关尺寸如下：
1、第一段台体
圆锥面底边半径R3＝40m，圆锥面顶边半径R2＝30m，圆柱面半径R1＝29m，台体高h＝10m，台体上顶面宽L2＝1m，台体下底面宽L1＝11m，圆锥面坡角α＝45°。
2、第二段台体
扭面底边长度L3＝20m(为闸前水的深度的2倍)，台体高h＝10m，台体上顶面宽L2＝1m。
模型试验表明，本实施例所述导流设施有效的解决了河道闸坝边孔(右闸孔)的侧收缩现象，提高了闸孔的过流能力，使闸前水位降低了0.4m，从而降低了坝顶高程，节省了工程投资，而且还有利于泥沙的输送。
实施例2
本实施例中的导流设施用于溢洪道，溢洪道布置一般根据当地地形与地质情况确定，本实施例中的溢洪道靠右岸岸边，由于该处地质条件良好，岸边陡峭，所以靠右岸岸边边孔不需要布置导流设施，溢洪道的左边墙需要布置导流设施。
本实施例中的导流设施，其形状、构造如图4、图5、图6、图7、图8所示，由两段制作成一体的台体和立式导墙3构成。其中，第一段台体1的内侧面为圆锥面、外侧面为与所述圆锥面同轴线的圆柱面、上顶面和下底面为平面；第二段台体2内侧面为扭面、外侧面为与第一段台体的圆柱面相切的平面、上顶面和下底面为平面；立式导墙3的形状为长方体，其与第二段台体2尾部相接。
本实施例中导流设施的安装方式如图10所示，立式导墙3与溢洪道的边孔5的边墙6连接。
本实施例所述导流设施用混凝土制作，根据该具体工程，各相关尺寸如下：
1、第一段台体
圆锥面底边半径R3＝44m，圆锥面顶边半径R2＝42.5m，圆柱面半径R1＝42m，台体高h＝7m，台体上顶面宽L2＝0.5m，台体下底面宽L1＝2m，圆锥面坡角α＝77.9°。
2、第二段台体
扭面底边长度L3＝21m(为溢洪道进口前水的深度的3倍)，台体高h＝7m，台体上顶面宽L2＝0.5m。
3、立式导墙
长L4＝10m，高h＝7m，宽L2＝0.5m。
模型试验表明，本实施例所述导流设施有效的解决了溢洪道边孔(左闸孔)的侧收缩现象，提高了闸孔的过流能力，使坝前水位降低了0.5m，从而降低了坝顶高程，节省了工程投资，而且还有利于泥沙的输送。

Claims (6)

1、一种用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于包括两段制作成一体的台体，其中，第一段台体(1)的内侧面为圆锥面、外侧面为与所述圆锥面同轴线的圆柱面、上顶面和下底面为平面，第二段台体(2)内侧面为扭面、外侧面为与第一段台体的圆柱面相切的平面、上顶面和下底面为平面，第二段台体的渐变扭面尾部与河道闸坝或溢洪道进口处边孔的边墙相切连接。
2、根据权利要求1所述的用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于还包括与第二段台体(2)尾部相接的立式导墙(3)。
3、根据权利要求2所述的用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于立式导墙(3)的形状为长方体。
4、根据权利要求1或2或3所述的用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于第二段台体(2)的扭面底边长度L3为闸前或溢洪道进口前水的深度的2～3倍。
5、根据权利要求1或2或3所述的用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于第一段台体(1)的圆锥面坡角α根据其制作材料确定，当第一段台体(1)用土石料制作时，α为30～60°，当第一段台体(1)用混凝土制作时，α为60～85°。
6、根据权利要求4所述的用于河道闸坝和溢洪道的导流设施，其特征在于第一段台体(1)的圆锥面坡角α根据其制作材料确定，当第一段台体(1)用土石料制作时，α为30～60°，当第一段台体(1)用混凝土制作时，α为60～85°。
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