CN104895198A

CN104895198A - 一种挡水装置

Info

Publication number: CN104895198A
Application number: CN201510161119.1A
Authority: CN
Inventors: 李宰赫; 崔范俊; 金必植
Original assignee: (strain) Yu Yi Research
Current assignee: (strain) Yu Yi Research
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: CN104895198B

Abstract

一种挡水装置，特征在于：包括布设在地面上的第1挡水区；一边与所述第1挡水区的一边连接、另一边能够在流经第1挡水区的水流的作用下自所述第1挡水区向上升起的第2挡水区；以及连接所述第1挡水区和第2挡水区、起到设定所述第1挡水区和第2挡水区之间产生的容纳空间边界的空间边界设定区。为防止流入所述容纳空间内的水从所述第1、第2挡水区的接合区流入第2空间，所述空间边界设定区与所述第1挡水区和所述第2挡水区之间使用高频介质加热粘合技术进行接合。本发明的挡水装置结构简捷、操作方便可靠、应用场所广泛，实用性强。

Description

一种挡水装置

技术领域

本发明涉及一种挡水装置，尤其涉及一种能够及时应对强降雨引发的突发情况的挡水装置。

背景技术

通常，像地铁、地下通道、地下商场以及建筑物的地下楼层等地下设施多位于地面以下数十米深的地下，建造这些地下设施的目的是为了节约日益狭小复杂的地上空间。

为方便使用者自由进出，距地面一定深度的前述地下设施通常都设有多个出入口。

前述地下设施出入口处通常都设有具备一定宽度且高度高出地面10-20m的地表台阶，出入口与地下设施间设有向下倾斜的台阶或扶梯，地表台阶顶部设有雨棚等遮蔽设施。

如上所述，为方便使用者，通常在地下设施出入口处设置高度较低的地表台阶，汛期长时间降水或短时强降雨导致地面大量积水，如果排水不及时，积水将越过地表台阶向下流入地下设施，妨碍使用者的正常进出，甚至导致地下设施因深度积水无法使用。

近年来，为防止因汛期长时间降水或短时强降雨所引发的进水事故，多在地下设施出入口处临时安装防汛挡水板来挡水。

换句话说，现有挡水装置，为防止客水倒灌，多在地下设施出入口处安装临时挡水板，必要时可将防汛挡水板安装在地下设施出入口两侧边墙间进行挡水。但是，现有挡水方式需要在地下设施出入口周边常备防汛挡水板，还需要安装额外的导向和固定装置来固定防汛挡水板，使用起来很不方便。

同时，现有防汛挡水板只能够充当地下设施出入口的拦水坝，无法满足小型水库、临时蓄水坝等的挡水需要，先进完善的挡水装置应当不但能安装在地下设施出入口充当拦水坝之外，还能兼顾小型水库、临时蓄水坝等的挡水需要。

因此，研发一种不但能够避免强降雨来临时客水倒灌地下设施、必要时还能充当临水拦水坝的挡水装置成为当务之急。

发明内容

本发明旨在提供一种挡水装置，这种挡水装置不但能够快速应对因强降雨所引发的突发情况，还能满足小型水库、临时挡水坝以及农业用水保障等不同挡水需求。

本发明的挡水装置是一种阻挡水从第1空间流入第2空间的装置，其特殊之处在于：包括布设在地面上的第1挡水区；一边与所述第1挡水区的一边接合、另一边能够在流经第1挡水区的水流的作用下自所述第1挡水区向上升起的第2挡水区；以及连接所述第1挡水区和第2挡水区，起到设定所述第1挡水区和第2挡水区之间形成的容纳空间边界的空间边界设定区。

为防止流入所述容纳空间内的水从所述第1、第2挡水区的接合区流入第2空间，所述空间边界设定区与所述第1挡水区和所述第2挡水区之间使用高频介质加热粘合技术进行接合。

所述空间边界设定区：包括分别与所述第1挡水区和所述第2挡水区相连接的第1空间边界设定区和第2空间边界设定区。所述第1空间设定区包括采用高频介质加热粘合技术与所述第1挡水区进行接合的第1基准结合区；当水流入所述第1挡水区和所述第2挡水区之间时，为提供充足的容纳空间，由所述第1基准接合区延伸而出、位置可变的第1容纳空间提供区；以及位置随所述第1容纳空间提供区的位置变化而变化的第1可变接合区。所述第2空间边界设定区包括采用高频介质加热粘合技术与所述第2挡水区进行接合的第2基准结合区；当水流入所述第1挡水区和所述第2挡水区之间时，为提供充足的上述容纳空间，由所述第2基准接合区延伸而出、位置可变的第2容纳空间提供区；以及位置随所述第1容纳空间提供区的位置变化而变化、采用高频介质加热粘合技术与所述第1可变接合区进行接合的第2可变接合区。

当所述第1容纳空间提供区与所述第2容纳空间提供区的位置发生变化形成所述容纳空间时，以所述第1容纳空间提供区和所述第2容纳空间提供区为参照，挡水装置的第1可变接合区和所述第2可变接合区跟所述第1基准接合区与所述第2基准接合区中的至少一处位于不同方向。

当所述第1容纳空间提供区和第2容纳空间提供区的位置发生变化形成所述容纳空间时，以所述第1容纳空间提供区和所述第2容纳空间提供区为参照，所述第1可变接合区和第2可变接合区处于同一方向、所述第1基准接合区和所述第2基准接合区处于不同方向。

当水自所述容纳空间中流出、所述容纳空间逐渐消失时，所述第1基准接合区与所述第2基准接合区可以自动叠合，所述第1容纳空间提供区与所述第2容纳空间提供区可以自动叠合。

所述空间边界设定区的个数为多数个且能够自动折向同一方向。

在所述第1容纳空间提供区上开贯通口形成偏流防止区，以方便流入所述容纳空间内的水在不同容纳空间内自由流动从而避免出现偏流现象。

发明的有益效果

1.本发明提供的挡水装置能够简单迅速的避免强降雨引发的地下设施客水倒灌。

2.本发明提供的挡水装置安装前无需额外准备工作，仅靠水流作用即可以自然展开，在水压的作用下可以布设在任何地形充当稳固的临时挡水坝。

3.本发明提供的挡水装置还能同时满足小型水库、临时蓄水坝、农业用水保障等不同需要。

4.本发明提供的挡水装置还可以在水利施工过程中充当临时挡水帷幕，保障施工现场安全。

5.本发明提供的挡水装置还可充当儿童嬉水池、水上游乐场的临时拦水设施。

附图说明

图1：是阐述本发明的挡水装置如何实现其挡水功能的示意图。

图2：是描述当水从本发明的挡水装置的容纳空间中流出时空间边界设定区折叠过程的示意图。

图3～图5：是阐述本发明的挡水装置的运行原理的示意图。

图6：是阐述没有偏流防止区的挡水装置容易出现的问题的示意图。

图7：是本发明的带油污吸附区的挡水装置的示意图。

图8：是阐述本发明的挡水装置的浮力区另一种实施例的示意图。

图9：是阐述当水流入本发明挡水装置的容纳空间内时，所述水对所述挡水装置施加的水平压力和垂直压力的略图。

图10：是检验本发明的挡水装置是否会在水流的作用下发生位移的实验方法的略图。

图11：是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为15cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

图12：是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为35cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

图13：是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为50cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

图14：是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为100cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

具体实施方式

以下结合附图及一较佳实施例对本发明的技术方案作进一步说明，应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明，任何理解本发明精神的本领域技术人员在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。

同时，下文中将使用相同的编号对各实施例的附图中出现的同一精神范围内的功能相同的构成要素进行标号并加以说明。

图1是阐述本发明的挡水装置如何实现其挡水功能的示意图。图2是描述当水从本发明的挡水装置的容纳空间中流出时空间边界设定区叠合过程的示意图。

参照图1和图2可以看出，本发明的挡水装置100是一种防止水由第1空间S1流入第2空间S2的构造物，能够避免强降雨造成的地下设施客水倒灌。

所述挡水装置100包括第1挡水区110、第2挡水区120和空间边界设定区130。为适应不同的使用环境，所述第1挡水区110和所述第2挡水区120的长度可以是多种规格。挡水时，为防止挡水装置100在水流的作用下发生位移，所述第1挡水区110和所述第2挡水区120的长度必须满足后文中阐述的临界条件。

所述临界条件，将参照图9～图14在后文中进行阐述。

所述第1挡水区110可布设于各种不同的地面；所述第2挡水区120的一边与所述第1挡水区110的一边接合，另一边能够在从所述第1空间S1流入的水的作用下自所述第1挡水区110向上升起。

所述空间边界设定区130连接所述第1挡水区110和所述第2挡水区120、起到设定所述第1挡水区110和所述第2挡水区120之间形成的容纳空间S10边界的作用。

所述第1挡水区110、所述第2挡水区120和所述空间边界设定区130采用不透水材料生产，具体来说，是使用热可塑性塑料的一种、通常被称为“聚氯乙烯树脂(PolyvinylChloride)”的PVC进行涂层的涤纶(Polyester)材料进行制造。

例如，可以将超强度特种涤纶丝浸染特种PVC糊树脂后制成具备优异的尺寸稳固性和耐久性的PVC涂层夹网布(SOL Tarpaulin)，使用所述PVC涂层夹网布制造所述第1挡水区110、所述第2挡水区120和所述空间边界设定区130。

采用上述不透水材料制造的第1挡水区110即便布设在不规则地面上也可以最大程度止漏，因此，可广泛适用于沥青地面、混凝土地面、未硬化地面、草地、泥地以及江底、湖底、河底等不同环境。

所述第1挡水区110的宽度应大于所述第2挡水区120的宽度；充分考虑挡水装置100使用场所的水流速度和流入容纳空间S10里面的水的重量可以计算出第1挡水区110与地面之间的固定力，所述第1挡水区110的宽度可以自由进行变更；在发挥挡水功能的过程中，为防止挡水装置100在水流的作用下发生位移，所述第1挡水区110必须满足后文中阐述的临界条件。

所述临界条件，将参照图9～图14在后文中进行阐述。

所述第2挡水区120包括固定边和自由边，所述固定边对应所述第2挡水区120上面与所述第1挡水区110的一边相接合的一边，所述自由边则对应所述第2挡水区120的另一边。

换句话说，所述第2挡水区120的一边是与所述第1挡水区110的一边相接合的部分，所述第2挡水区120的另一边是能够在从所述第1空间110流入所述容纳空间S10的水的作用下自所述第1挡水区110向上升起的部分。

当所述第1挡水区110的一边与所述第2挡水区120的一边接合在一起时，所述第1挡水区110与所述第2挡水区120成为一个整体。但所述第1挡水区110与所述第2挡水区120的接合方式并不局限于此，也可以将单片材质折叠后形成这一结构。

所述第1挡水区110的另一边安装有使用锌等材料制成的、具备一定重量的位移防止区150，位移防止区150可以防止所述第1挡水区110在使用环境中水流的作用下发生位移。

但是，所述位移防止区150并非必备要素，本发明示出了一种使用维可牢魔术贴等额外构成要素固定所述第1挡水区110的挡水装置。如果使用额外的构成要素固定本发明的挡水装置，所述位移防止区150可以省略。

为形成所述容纳空间S10，所述空间边界设定区130为多数个，其作用是当水从第1空间S1流入容纳空间S10内时限定所述第2挡水区120的伸展边界。

为防止流入所述容纳空间S10内的水从所述第1挡水区110和第2挡水区120的接合区流入第2空间S2，所述空间边界设定区130与所述第1挡水区110、所述第2挡水区120之间分别采用高频介质加热粘合技术进行接合。

所述空间边界设定区130又可以分成分别与所述第1挡水区110和所述第2挡水区120接合的第1空间边界设定区134和第2空间边界设定区138。

所述第1空间边界设定区134，包括采用高频介质加热粘合技术与所述第1挡水区110接合的第1基准接合区131；当水流入所述第1挡水区110和所述第2挡水区120之间时，为提供充足的容纳空间，由所述第1基准接合区131延伸而出、位置可变的第1容纳空间提供区132；以及位置随所述第1容纳空间提供区132的位置变化而变化的第1可变接合区133。

所述第2空间边界设定区138，包括采用高频介质加热粘合技术与所述第2挡水区120进行接合的第2基准结合区135；当水流入所述第1挡水区110和所述第2挡水区120之间时，为提供充足的上述容纳空间S10由所述第2基准接合区135延伸而出、位置可变的第2容纳空间提供区136；以及位置随所述第2容纳空间提供区136的位置变化而变化、采用高频介质加热粘合技术与所述第1可变接合区133进行接合的第2可变接合区137。

以下对使用高频介质加热粘合技术接合第1可变接合区133和第2可变接合区137的粘合过程进行简要说明，第1挡水区110和第1基准接合区131、第2挡水区120和第2基准接合区之间的接合也适用同样的粘合过程，因此将不再一一赘述。

将第1可变接合区133和第2可变接合区137的待接合区叠放平整后放入高频熔接机的电极和加热板之间，利用高频振动加热材料分子直至达到材料的熔点，从而实现第1可变接合区133和第2可变接合区137的紧密接合。

接合时，最佳熔接时间为3-10秒，熔接时间不足3秒，熔接部位接合强度过低，熔接时间超过10秒，接合部位会出现破损或糊连在加热板上。

也可以使用上述高频介质加热粘合技术将所述第1挡水区110的一边与所述第2挡水区120的一边熔接在一起，所述第1挡水区110与所述第2挡水区120成为一个整体。

本发明的挡水装置的第1挡水区110和第1基准接合区131、第1可变接合区133和第2可变接合区137、第2挡水区120和第2基准接合区135同样可以利用上述高频介质加热粘合技术进行接合。采用这种接合方式，可以从源头上杜绝本发明的挡水装置在挡水过程中出现非正常漏水情况。

现有挡水装置，其各构成要素之间多采用缝合的方法进行接合，流入容纳空间的水会从所述第1挡水区110与所述第2挡水区120的接合部分，透过缝合时缝线等留下的细小孔隙流向第2空间S2,降低了挡水装置的挡水效果。

在本发明中，使用高频介质加热粘合技术熔接挡水装置的各个需要接合的部分，从源头上杜绝了接合部分出现细微缝隙的可能，有效避免了挡水装置的非正常漏水。

当所述第1容纳空间提供区132和第2容纳空间提供区136的位置发生变化形成所述容纳空间S10时，以所述第1容纳空间提供区和所述第2容纳空间提供区为参照，所述第1可变接合区133和第2可变接合区137跟所述第1基准接合区131和所述第2基准接合区135中的至少一处位于不同方向。

如图2a所示，当所述第1容纳空间提供区132和第2容纳空间提供区136的位置发生变化形成所述容纳空间S10时，以所述第1容纳空间提供区和所述第2容纳空间提供区为参照，所述第1可变接合区133和第2可变接合区137位于一个方向、所述第1基准接合区131和所述第2基准接合区135位于不同方向。

为了将本发明的挡水装置打卷保管以提高挡水装置的保管便利性和便携性，本发明将所述空间边界设定区130设计成可以自动折向某一方向的构造以使其更加平整。这样，在将本发明的挡水装置打卷保管时，可以有效减少挡水装置打卷时的体积。

具体折叠过程如图2b所示，当水流出所述容纳空间S10、所述容纳空间S10逐渐减小直至消失时，所述第1基准接合区131和所述第2基准接合区135自动叠合，所述第1容纳空间提供区132和所述第2容纳空间提供区136自动叠合。

最终，当水流出所述容纳空间S10、所述容纳空间S10逐渐减小直至消失时，多数个空间边界设定区130自动折向同一方向，挡水装置逐渐回复原平整状态，可以很容易的将挡水装置打成体积较小的卷保管。

为了将水从所述容纳空间S10内排出，在本发明挡水装置的第2挡水区120上面将容纳空间S10与第2空间S2之间局部打通形成排水区144，所述排水区144通过可着脱式水帽141的开闭来控制所述容纳空间S10是否与外界贯通。

所述可着脱式水帽采用轻质铝合金制成，最大程度上减少了水帽自身重量对第2挡水区120自第1挡水区110向上升起过程带来的影响。

拧下可着脱式水帽，将所述排水区144与外界打通进行排水，可以减少容纳空间S10内部满水状态下拆除挡水装置时因所述水的水位和水压给拆除带来的不便。本发明的挡水装置安装在河道内充当临时拦水坝时，所述可着脱式水帽还可以充当控制排水与否的阀门。

换句话说，本发明的挡水装置，不但可以用作临时挡水坝以避免地下设施遭强降雨带来的客水倒灌，还可以安装在河道内充当挡水帷幕进行临时拦水。安装在河道内充当挡水帷幕时，所述排水区144可以充当取水通道与取水管连接。

所述第2挡水区120上还包括当水从第1空间S1流入所述容纳空间S10时，帮助第2挡水区120在水的作用下向上升起的采用海绵等轻质材料制成的浮力区160。

所述浮力区160既可以设置在所述第2挡水区120最先向上升起的另一边的边缘部分，但，浮力区144的设置位置并不局限于此，浮力区144也可以均匀分布在第2挡水区120全部内部区域。

图3～图5是阐述本发明的挡水装置运行原理的示意图。图6是阐述缺少偏流防止区的挡水装置容易出现的问题的示意图。

首先，如图3所示，当汛期长期降雨或短时强降雨时，在存在客水倒灌风险的地下设施出入口处安装本发明的挡水装置100。

此时，可以使用维可牢魔术贴等额外的构成要素将所述第1挡水区110固定在地面上。

然后，如图4所示，流向地下设施的水W流入第1挡水区110和第2挡水区120之间，随着水不断流入，无需其它任何额外操作，所述第2挡水区120自然伸展开来。

在安装在所述第1挡水区110另一边上的位移防止区150和流入所述容纳空间S10内部的水的自重的双重作用下，所述第1挡水区110可以稳固的固定在某一位置上。

最终，如图5所示，水不断流入本发明的挡水装置100的容纳空间S10内直至容纳空间边界达到空间边界设定区130最大许可范围，由此，可以实现阻断水继续流入地下设施的目的。

此处，当流入本发明的挡水装置的某一特定容纳空间S10的水量比其它容纳空间S10的水量多时，多出来的水可以通过偏流防止区142流入水量较少的容纳空间S10内，由此，可以避免因多数个容纳空间S10内水量不均所导致的偏流现象。

能够起到防偏流通道作用的上述偏流防止区142，是在所述第1容纳空间提供区132上开贯通口以方便流入所述多数个容纳空间S10内的水在不同容纳空间S10内自由流动。

作为比较例，如图6所示，如果缺少本发明示出的偏流防止区142，当流入某一特定容纳空间A1的水量(W)大于其它容纳空间A2时，第2挡水区220某一部分的立起高度会出现变化。

因此，虽然流入容纳空间A1、A2的水量仍在许可范围内，但第2挡水区220的特定位置处会出现溢流现象，最终导致挡水装置200丧失原设计功能。

但是，在本发明中，第1容纳空间提供区132上设有偏流防止区142，流入容纳空间S10内的水会自然而然的从水量较多的容纳空间S10流入水量相对较少的容纳空间S10内，因此，即便流入多数个容纳空间S10内的水量各不相同，也可以最大程度上保持第2挡水区120的立起高度一致，从而实现最佳的挡水效果。

图7是阐述本发明带油污吸附区的挡水装置的示意图。

如图7所示，本发明的挡水装置还包括安装在第2挡水区120的一面上的可拆卸的油污吸附区170，所述可拆卸的油污吸附区170的作用是吸附从容纳空间S10溢流出的水流中的污染物质。

短时强降雨时，流向地下设施的水中通常都含有油污、化学物质等污染物，当所述水能够被容纳空间S10完全拦阻时，所述油污、化学物质等污染物无法流入地下设施。

但是，当流入容纳空间S10内的水量超出挡水装置100的挡水范围时，会有部分雨水越过第2挡水区120溢流，此时，油污、化学物质等污染物也随之溢流。

本发明的挡水装置100由于在第2挡水区120的一面上设置了能够吸附所述污染物质的油污吸附区170，能够最大程度降低所述污染物质扩散造成的损失，从源头上杜绝进水后伴随的2次污染。

所述油污吸附区170可以使用聚氨酯等广为人知的材料制成，大小可以由本领域技术人员根据实际需要比对所述第2挡水区120的面积来决定。

图8是阐述本发明的挡水装置浮力区的另一种实施例的示意图。

如图8所示，本发明的挡水装置300包括由第2挡水区320的一边向另一边延伸、沿第2挡水区320的长度方向相互分隔开来的浮力区390。

所述浮力区390由海绵等轻质材料制成，平整的分布在所述第2挡水区320的全部内部区域内；缝制时，使用缝线将所述浮力区390分成均匀的几部分，以便能够更好地将本发明的挡水装置300打卷保管，提高挡水装置300的便携性。

因此，当水流向本发明的挡水装置300的容纳空间S10时，在水和浮力区390的双重作用下，所述第2挡水区320可以更容易的向上升起。

图9是阐述当水流入本发明的挡水装置的容纳空间内时，所述水对所述挡水装置施加的水平压力和垂直压力的略图。

当水流入容纳空间S10时，本发明的挡水装置400能够阻断水由第1空间S1继续流向第2空间S2。在此过程中，本发明的挡水装置400必须最大程度上保持原位不变，绝不可以在水流的作用下发生位移。

随着水逐渐流入容纳空间，如果挡水装置在水流的作用下出现位置变化，挡水装置将丧失原设计功能。本发明的挡水装置在制造过程中满足了众多条件，有效解决了这一问题。

具体来说，随着水逐渐流入容纳空间S10内，挡水装置400会否出现位移现象取决于所述水对第1挡水区410施加的垂直压力(Pw)和所述水对第2挡水区施加的水平压力(P)之间的关系。一般情况下，当所述垂直压力(Pw)是所述水平压力(P)的3倍以上时，挡水装置400将保持原位不变，不会出现位移。

上述结论是综合考虑沥青地面、混凝土地面、水泥地面、大理石地面、未硬化地面、草地、泥地、江底、河底等本发明挡水装置适用的几乎全部环境，通过大量实验得出的结果。

上述本发明挡水装置400可能的使用环境，虽然其地面的摩擦系数各不相同，但经过反复实验得出的结果表明：当所述垂直压力(Pw)是所述水平压力(P)的3倍以上时，无论地面的摩擦系数多少，所述挡水装置400在任何使用环境中都不会出现位移现象。

以下将就当水流入挡水装置400的容纳空间S10时，水对第1挡水区410施加的垂直压力(Pw)和所述水对第2挡水区420施加的水平压力(P)的计算方法进行详细阐述。

如图9所示，假定整个挡水装置400和流入挡水装置400的水处于流体静力学上的压力状态下，使用水力学上常用的【公式1】～【公式4】可以算出挡水装置400单位宽度(1m)水平方向所受的力(P)和单位宽度(1m)垂直方向上所受的力(Pw)。

在这里，单位宽度(1m)水平方向所受的力(P)和单位宽度(1m)垂直方向上所受的力(Pw)都以单位宽度为计算标准，分别等同于水平压力(P)和垂直压力(Pw)。

【公式1】

P＝P_S+P_V

在这里，P是单位宽度(1m)水平方向所受的力，Ps是静水压产生的水平分力，Pv是流速产生的水平分力。

【公式2】

P_S＝γ*h_G*A

【公式3】

P_v＝(v²/2g)*γ*h

在这里，v是水流速度(m/s)，γ是水的单位重量(kg/m³)，hG是图形的重心(m)，A是静水压产生的水平分力的作用面积(m²)，g是重力加速度(m/s²)，h是第2挡水区420的另一边到所述第1挡水区410的垂直距离(m)。

【公式4】

P_w＝γ*(b_A*W_A*h_A)+γ*{(b_B*W_B*h_B)/2}

在这里，P_w是单位宽度(1m)垂直方向受的力，b是第1挡水区410的一边到另一边的直线距离(m)，W是单位宽度(m)。

同时，下标A和下标B分别对应图9所示挡水装置400的A部分和B部分。

利用所述【公式1】～【公式4】可以计算出当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，所述水对第1挡水区410施加的垂直压力Pw和所述水对第2挡水区420施加的水平压力P。正如前面所阐述的那样，当所述垂直压力Pw是所述水平压力P的3倍以上时，挡水装置400将保持原位不变，不会出现位移。

在这里，之所以将水流入挡水装置400容纳空间内的流速v假设为1m/s，是因为当洪水发生时河流的流速多为1m/s，很少超过1m/s。

所述水平压力P和所述垂直压力Pw之间的关系可以用比例来表示。当水以1m/s的流速流入容纳空间S10内，垂直压力Pw与水平压力P之间的比例处于如【公式5】所示的范围时，挡水装置400才不会出现位移。

【公式5】

垂直压力(P_W)/水平压力(P)≥3

如果能够满足如上条件，挡水装置400就不会在流入容纳空间S10的水流作用下发生位移，充分发挥挡水功能。下文中，将【垂直压力(P_w)/水平压力(P)】的值定义为安全系数(Safety Factor)。

最终，只有当安全系数大于3时，所述挡水装置400才不会在流入容纳空间S10的水流作用下发生位移，能够平稳发挥挡水任务。所述挡水装置400必须满足使安全系数≥3的临界条件。

为了计算出怎样才能使挡水装置400的安全系数大于3，发明人进行了各种实验，下面将对实验的结果进行详细阐述。

图10是检验本发明的挡水装置是否会在水流的作用下发生位移的实验方法的略图。

参照图10，为计算出安全系数大于3需满足的条件，首先在保持第2挡水区420的另一边到第1挡水区410之间的直线距离(h)以及第1挡水区410和第2挡水区420之间形成的夹角(θ)不变的状态下，逐步增加所述第1挡水区410一边到另一边的直线距离(b)并计算出安全系数。

安全系数计算完成后，保持第2挡水区420的另一边到第1挡水区410之间的直线距离(h)不变，改变第1挡水区410和第2挡水区420之间形成的夹角(θ)，改变夹角后，逐渐增加所述第1挡水区410一边到另一边的直线距离(b)并计算出安全系数。

不同夹角(θ)的安全系数计算完成后，改变第2挡水区420的另一边到第1挡水区410之间的直线距离(h)，再重复如上的实验过程。

下文中，将{所述第1挡水区410一边到另一边的直线距离(b)/第2挡水区420的另一边到第1挡水区410之间的直线距离(h)}定义为纵横比。

图11示出的是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为15cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

参照图11可以看出，当水以1m/s的流速流入容纳空间S10，满足安全系数≥3的纵横比会随着第1挡水区410与第2挡水区420之间夹角的变化而变化。

下面【表1】～【表10】是图11的实验数据，实验数据的得出源自前文中参照图9进行说明的【公式1】～【公式5】。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

【表6】

【表7】

【表8】

【表9】

【表10】

参照【表1】～【表10】以及图11可以得出：当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，安全系数与纵横比大致成一定比例。

随着纵横比的增加，垂直压力(Pw)随之不断加大，所述垂直压力(Pw)的加大又相应带动了安全系数的增加。

从实验中可以看出：当安全系数大于3时，第1挡水区410和第2挡水区420之间形成的夹角(θ)随着纵横比的变化而变化。

当安全系数大于3且纵横比在3～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为20～50度。

并且，伴随纵横比的逐渐增加，满足安全系数大于3条件的第1挡水区410和第2挡水区420之间的夹角(θ)也随之增大。

图12示出的是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为35cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

参照图12可以看出，当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，满足安全系数大于3的纵横比会随着第1挡水区410与第2挡水区420之间夹角的变化而变化。

下面【表11】～【表20】是图12的实验数据，实验数据的得出来源于前文中参照图9进行说明的【公式1】～【公式5】。

【表11】

【表12】

【表13】

【表14】

【表15】

【表16】

【表17】

【表18】

【表19】

【表20】

参照【表11】～【表20】以及图12可以得出：当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，当安全系数大于3且纵横比在3～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为25-50度。

当安全系数大于3且纵横比在4～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为15-50度。

图13示出的是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为50cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

参照图13可以看出，当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，满足安全系数大于3的纵横比会随着第1挡水区410与第2挡水区420之间夹角的变化而变化。

下面【表21】～【表30】是图13的实验数据，实验数据的得出来源于前文中参照图9进行说明的【公式1】～【公式5】。

【表21】

【表22】

【表23】

【表24】

【表25】

【表26】

【表27】

【表28】

【表29】

【表30】

参照【表21】～【表30】以及图13可以得出：当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，当安全系数大于3且纵横比在3～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为20～50度。

当安全系数大于3且纵横比在4～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为15～50度。

图14示出的是当本发明的挡水装置第2挡水区的另一边到第1挡水区的垂直距离(h)为100cm时，阐述第1挡水区和第2挡水区之间形成的夹角与安全系数之间关系的图表。

参照图14可以看出，当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，满足安全系数大于3的纵横比会随着第1挡水区410与第2挡水区420之间夹角的变化而变化。

下面【表31】～【表40】是图14的实验数据，实验数据的得出来源于前文中参照图9进行说明的【公式1】～【公式5】。

【表31】

【表32】

【表33】

【表34】

【表35】

【表36】

【表37】

【表38】

【表39】

【表40】

参照【表31】～【表40】以及图14可以得出：当水以1m/s的流速流入容纳空间S10时，当安全系数大于3且纵横比在3～10之间时，第1挡水区410和第2挡水区420之间的最佳夹角为20～50度。

以上，结合本发明的较佳实施例对本发明的构造和特征进行了详细说明，但本发明的表现方式并不局限于此，遵循本发明的精神，本领域的技术人员依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。综上所述，上述变更和变形均属于后附的权利要求书的范围之内，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在前文中，只列出了本发明挡水装置的某些适用场所，比如强降雨时存在客水倒灌风险的地下设施以及需要临时拦水的河道，但是本发明挡水装置的适用范围并不局限于此，本发明挡水装置还可以广泛应用于小型水库、农业用水保障以及水上游乐园等的拦水。

Claims

1.一种挡水装置，是一种防止水由第1空间流入第2空间的构造物，其特征在于：

包括布设在地面上的第1挡水区；一边与所述第1挡水区的一边接合、另一边能够在流经第1挡水区的水流作用下自所述第1挡水区向上升起的第2挡水区；以及连接所述第1挡水区和第2挡水区，起到设定所述第1挡水区和第2挡水区之间形成的容纳空间边界的空间边界设定区。

2.如权利要求1所述的一种挡水装置，其特征在于：

所述第1挡水区与所述第2挡水区是采用单片材质折叠形成，或者由两片独立材质接合而成；

当所述第1挡水区与所述第2挡水区是由两片独立材质接合而成时，为防止流入所述容纳空间内的水从所述第1、第2挡水区的接合区流入第2空间，所述空间边界设定区与所述第1挡水区和所述第2挡水区之间使用高频介质加热粘合技术进行接合。

3.如权利要求1所述的一种挡水装置，其特征在于：

所述空间边界设定区的个数为多数个且能够自动向同一方向叠合；所述空间边界设定区包括分别与所述第1挡水区和所述第2挡水区相连接的第1空间边界设定区和第2空间边界设定区；

所述第1空间设定区包括采用高频介质加热粘合技术与所述第1挡水区进行接合的第1基准结合区；当水流入所述第1挡水区和所述第2挡水区之间时，为提供充足的容纳空间，由所述第1基准接合区延伸而出、位置可变的第1容纳空间提供区；以及位置随所述第1容纳空间提供区的位置变化而变化的第1可变接合区；

所述第2空间边界设定区包括采用高频介质加热粘合技术与所述第2挡水区进行接合的第2基准结合区；当水流入所述第1挡水区和所述第2挡水区之间时，为提供充足的上述容纳空间由所述第2基准接合区延伸而出、位置可变的第2容纳空间提供区；以及位置随所述第1容纳空间提供区的位置变化而变化、采用高频介质加热粘合技术与所述第1可变接合区进行接合的第2可变接合区。

4.如权利要求3所述的一种挡水装置，其特征在于：

当所述第1容纳空间提供区与所述第2容纳空间提供区的位置发生变化形成所述容纳空间时，以所述第1容纳空间提供区和所述第2容纳空间提供区为基准，挡水装置的第1可变接合区和所述第2可变接合区跟所述第1基准接合区与所述第2基准接合区中的至少一处位于不同方向；

5.如权利要求3所述的一种挡水装置，其特征在于：

6.如权利要求3所述的一种挡水装置，其特征在于：

7.如权利要求2或3所述的一种挡水装置，其特征在于：

所述第1挡水区的一边安装有具备一定重量、用以防止所述第1挡水区在使用环境中水流的作用下发生位移的位移防止区。

8.如权利要求2或3所述的一种挡水装置，其特征在于：

为了将水从所述容纳空间内排出，所述第2挡水区上面将容纳空间与第2空间之间局部打通形成排水区，所述排水区通过可着脱式水帽的开闭来控制所述容纳空间是否与外界贯通。

9.如权利要求2或3所述的一种挡水装置，其特征在于：

所述第2挡水区上设有用于帮助第2挡水区在水的作用下向上升起的采用轻质材料制成的浮力区。

10.如权利要求2或3所述的一种挡水装置，其特征在于：

挡水装置会否出现位移现象取决于所述水对第1挡水区施加的垂直压力和所述水对第2挡水区施加的水平压力之间的关系；所述垂直压力是所述水平压力的3倍以上。