CN102900054A - 一种河岸式溢洪道 - Google Patents

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张跃民
苏岩
张向前
张永红
王兆辉
韩立
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Abstract

本发明公开了一种河岸式溢洪道，包括控制段、泄槽和消力池，将控制段的闸墩向下游方向延长在泄槽中形成中墩，在中墩末端设置能使水流形成收缩射流的宽尾墩，所述宽尾墩使溢洪道下泄水流形成纵向拉开的片状射流，在空中分散、掺气后进入消力池形成三元水跃消能。所述宽尾墩为“X”型或“Y”型。本发明通过在溢洪道中设置“X”型或“Y”型宽尾墩，既能充分消能，减小泄洪雾化；又能缩短消力池长度，减小工程量及工程投资；且下游水面平稳，冲刷轻微。减轻了对生态环境和枢纽区边坡的破坏和影响、降低了施工难度、获得了良好的社会效益和经济效益。

Description

一种河岸式溢洪道
技术领域
本发明涉及一种水利水电工程中的溢洪道，即在河岸式溢洪道中设置“X”型或“Y”型宽尾墩而达到消能目的。
背景技术
水利水电工程中的溢洪道通常包括控制段、泄槽和消力池。溢洪道采用的消能工一般有两种：挑流消能和消力池消能。但是挑流消能因泄洪雾化及冲坑深对下游居民生产生活和边坡防护影响较大，而消力池消能却因消力池长度较长而造成开挖量大及开挖边坡高，施工难度及工程投资均较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种既能减小对下游的泄洪雾化及冲坑深的问题，又能满足缩短消力池长度的河岸式溢洪道。
本发明所采用的技术方案是：一种河岸式溢洪道，包括控制段、泄槽和消力池，将控制段的闸墩向下游方向延长在泄槽中形成中墩，在中墩末端设置能使水流形成收缩射流的宽尾墩，所述宽尾墩使溢洪道下泄水流形成纵向拉开的片状射流，在空中分散、掺气后进入消力池形成三元水跃消能。
所述宽尾墩为“X”型。
所述宽尾墩为“Y”型。
所述消力池的末端设置有消力池尾坎。
本发明的有益效果是：通过在溢洪道中设置“X”型或“Y”型宽尾墩，既能充分消能，减小泄洪雾化；又能缩短消力池长度，减小工程量及工程投资；且下游水面平稳，冲刷轻微。减轻了对生态环境和枢纽区边坡的破坏和影响、降低了施工难度、获得了良好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明溢洪道的平面示意图。
图2为本发明溢洪道剖面示意图。
图3为图2中A-A剖面“X”型宽尾墩剖面图。
图4为图2中A-A剖面“Y”型宽尾墩剖面图。图中：
1——溢洪道；
2——控制段；
3——闸墩；
4——宽尾墩；
5——泄槽；
6——消力池；
7——消力池尾坎；
8——中墩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1、2所示，本发明的河岸式溢洪道，包括控制段2、泄槽5和消力池6，将控制段2的闸墩3向下游方向延长在泄槽5中形成中墩8，在中墩8末端设置能使水流形成收缩射流的宽尾墩4，所述宽尾墩4使溢洪道下泄水流形成纵向拉开的片状射流，在空中分散、掺气后进入消力池6形成三元水跃消能。
如图3所示，所述宽尾墩4为“X”型。
如图4所示，所述宽尾墩4为“Y”型。
所述消力池6的末端设置有消力池尾坎7。
具体地说，本发明在河岸式溢洪道1控制段2后将闸墩3延长形成中墩8，中墩末端设“X”型或“Y”型宽尾墩4；使溢洪道下泄水流由通常的二元水流转变为窄而高纵向拉开的三元扩散水流，主流在空中；而由于中墩的分割，在相邻流道间的泄槽5上形成大面积无水区，为水舌下缘与过流面的接触冲击处从两侧创造良好的通气条件。流经宽尾墩纵向拉开的片状射流，在空中分散、掺气后进入消力池6形成三元水跃消能，大幅度提高了消能率，并较小对消力池底板的冲击压强，从而使消力池长度比常规消力池长度可缩短1/3～1/2。
下面结合具体实施例(“X”型宽尾墩)进行详细说明：
某水电站工程，大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高97m。采用岸边溢洪道和泄洪放空洞联合泄洪。溢洪道校核洪水下泄流量为6608m3/s；设计洪水下泄流量为5307m3/s；最大泄洪水头75.22m。采用常规的溢洪道泄洪，需要消力池长度130m，设计水位下消力池尾坎后水面落差达10m，下游河床冲刷深度达40m以上，同时消力池中水流流态紊乱，水面波动剧烈。若解决这些问题，就必须降低消力池底板高程或延长消力池长度进行二次消能。该电站受地形影响，消力池布置长度有限，边坡高陡且为软岩，开挖支护困难。降低底板高程，势必增大开挖工程量，以及高边坡开挖支护的难度。若采用挑流消能，泄洪雾化问题对下游居民生活和生态环境影响较大，而且对下游边坡和河床冲刷严重。
因此，采用本发明的河岸式溢洪道。如图1至图3所示，在溢洪道中设置“X”型宽尾墩，使溢洪道流经宽尾墩的水流可形成一个水垫层，减小消力池底板的冲击压强，同时小流量泄洪时不冲砸泄槽5，利用宽尾墩形成的收缩射流，使溢洪道中下泄水流由通常的二元水流转变为窄而高纵向拉开的三元扩散水流，主流在空中；而由于中墩的分割，在相邻流道间的过流面上形成大面积无水区，为水舌下缘与过流面的接触冲击处从两侧创造良好的通气条件。溢洪道流经宽尾墩的水流分为三部分：底流、窄缝竖向扩散挑流、顶部横向扩散挑流，水舌形态良好。溢洪道流经宽尾墩纵横向扩散水流的落点在消力池内适中，消力池长度缩短为70m，消力池尾坎7高度降低2m，设计水位下消力池尾坎后水面落差为3.2m，下游河道冲刷深度5.8m。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种河岸式溢洪道，包括控制段、泄槽和消力池，其特征在于：将控制段（2）的闸墩（3）向下游方向延长在泄槽（5）中形成中墩（8），在中墩（8）末端设置能使水流形成收缩射流的宽尾墩（4），所述宽尾墩（4）使溢洪道下泄水流形成纵向拉开的片状射流，在空中分散、掺气后进入消力池（6）形成三元水跃消能。
2.根据权利要求1所述的河岸式溢洪道，其特征在于：所述宽尾墩（4）为“X”型。
3.根据权利要求1所述的河岸式溢洪道，其特征在于：所述宽尾墩（4）为“Y”型。
4.根据权利要求1所述的河岸式溢洪道，其特征在于：所述消力池（6）的末端设置有消力池尾坎（7）。
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