CN106013008A - 用于山区河道导流明渠的消能结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消能结构，尤其是公开了一种用于山区河道导流明渠的消能结构，属于水利水电工程建筑物设计筑造技术领域。提供一种能有效的消除大坡降、高流速导流水能量的用于山区河道导流明渠的消能结构。所述的消能结构包括旋滚消力池和消能组件，所述的旋滚消力池沿所述导流明渠流向布置在上游侧的该导流明渠出口的末端，所述的消能组件布置在所述的旋滚消力池中。

Description

用于山区河道导流明渠的消能结构

技术领域

本发明涉及一种消能结构，尤其是涉及一种用于山区河道导流明渠的消能结构，属于水利水电工程建筑物设计筑造技术领域。

背景技术

在水利水电工程建设中，导流明渠属于临时性泄水建筑物，通过导流明渠下泄上游来水，为基坑干地施工创造条件，为降低成本，常常将导流明渠与永久建筑物部分结合，通过后期改建，成为永久建筑物的一部分。导流明渠常用于河床一侧有较宽台地或岸边较为开阔的平缓地形条件，据此布置的导流明渠一般不受地形限制，明渠底宽较宽，过流断面较大，其出口水流的流速较低，只需对下游岸坡做常规防护处理，而不需要考虑设置特殊的消能和防冲刷设施。但是，随着水电工程的发展，越来越多的工程建于河道坡降越来越大的山区河道中，且受地形地质条件所限，常常无法采用隧洞、涵洞等导流方式，只能采用导流明渠过流，此时，受工程地形地质条件的影响，导流明渠也不可能采用很大的过流断面来分散明渠出口的水流能量，且由于导流明渠坡度较大，明渠出口水流流速也会相应变大，若按常规考虑和设计而不采取特殊的消能防冲措施，则会对下游河道和岸坡造成严重的冲刷，危及下游岸坡及导流明渠边墙的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效的消除大坡降、高流速导流水能量的用于山区河道导流明渠的消能结构。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于山区河道导流明渠的消能结构，所述的消能结构包括旋滚消力池和消能组件，所述的旋滚消力池沿所述导流明渠流向布置在该导流明渠出口末端，所述的消能组件布置在所述的旋滚消力池中。

本发明的有益效果是：本申请通过在导流明渠出口的末端布置一个沿该导流明渠流向的旋滚消力池，并在该旋滚消力池内设置消能组件。这样，当由于坡降较大、流速较高，从而使携带能量较大的下泄水流流到所述的旋滚消力池中后，在该旋滚消力池内在所述消能组件的协助下产生剧烈的旋转翻滚，以消去携带在下泄水流中的大部分能量，然后再导入下游河道，这样，下泄到下游河道中的下泄水流经旋滚消力池消去大部分的能量后，其流速便会明显的减缓，达到减小水流对下游河道和岸坡造成的严重冲刷，起到保护下游岸坡及导流明渠边墙稳定的作用。

进一步的是，所述的旋滚消力池为沿所述导流明渠流向布置在该导流明渠出口末端的消力凹坑，所述消力凹坑的宽度与所述导流明渠的底板的宽度相适应，所述消力凹坑的长度与其宽度之比在3～5间。

上述方案的优选方式是，在所述消力凹坑的前端还设置有缓冲连接面，所述消力凹坑前端的底板通过所述的缓冲连接面与所述导流明渠的相邻底板连接。

进一步的是，在所述消力凹坑的后端也设置有所述的缓冲连接面，所述消力凹坑后端的底板通过所述的缓冲连接面与所述导流明渠的相邻底板连接。

进一步的是，所述的消能组件为沿所述导流明渠流向均布置在所述旋滚消力池的底板上的多排消力墩。

上述方案的优选方式是，每一排所述的消力墩均由多个沿所述旋滚消力池底板宽度方向均布置的消力小墩构成。

进一步的是，每一个所述的消力小墩均为混凝土浇筑结构。

上述方案的优选方式是，混凝土浇筑结构的所述消力小墩与所述旋滚消力池的底板一体成型。

进一步的是，所述的消能组件还包括沿所述导流明渠流向均布置在所述旋滚消力池的底板上的多排消力墩和沿宽度方向设置在所述缓冲连接面下端的多个趾墩。

进一步的是，所述旋滚消力池位于所述导流明渠底板以上的部分的横截面的形状与所述导流明渠两侧墙在其横截面内的形状相适应。

附图说明

图1为本发明用于山区河道导流明渠的消能结构的平面布置图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图。

图中标记为：旋滚消力池1、消能组件2、导流明渠3、缓冲连接面4、消力墩5、消力小墩6、侧墙7、趾墩8。

具体实施方式

如图1、图2以及图3所示是本发明提供的一种能有效的消除大坡降、高流速导流水能量的用于山区河道导流明渠的消能结构。所述的消能结构包括旋滚消力池1和消能组件2，所述的旋滚消力池1沿所述导流明渠3流向布置在该导流明渠3出口的末端，所述的消能组件2布置在所述的旋滚消力池1中。本申请通过在导流明渠3出口的末端布置沿该导流明渠3流向的旋滚消力池1，并在该旋滚消力池1内设置消能组件2。这样，当由于坡降较大、流速较高，从而使携带能量较大的下泄水流流到所述的旋滚消力池1内后，在该旋滚消力池1内在所述消能组件2的协助下产生剧烈的旋转翻滚，以消去携带在下泄水流中的大部分能量，然后再导入下游河道，这样，下泄到下游河道中的下泄水流经旋滚消力池1消去大部分的能量后，其流速便会明显的减缓，达到减小水流对下游河道和岸坡造成的严重冲刷，起到保护下游岸坡及导流明渠边墙稳定的作用。

上述实施方式中，为了能尽量充分的消除下泄水流中携带的能量，本申请将所述的旋滚消力池1设置为沿所述导流明渠流向布置在该导流明渠3出口末端的消力凹坑的结构，并且使所述消力凹坑的宽度与所述导流明渠3的底板的宽度相适应，使所述消力凹坑的长度与其宽度之比在3～5之间，这样既方便所述消力凹坑的建造，同时消力凹坑足够的长度可以保证下泄水流充分的消能。与此同时，在所述消力凹坑的前端和后端分别设置缓冲连接面4，使所述消力凹坑前端的底板通过所述的缓冲连接面4与所述导流明渠3的底板连接，使所述消力凹坑后端的底板通过所述的缓冲连接面4与所述导流明渠3的底板连接。

进一步的，由于不管是导流明渠3还是消力凹坑都属于土建工程，所以都是采用的混凝土结构，这样，为了简化所述消能组件2的结构，方便建筑施工，同时又不降低本申请所述的旋滚消力池的消能效果，本申请将所述的消能组件2设置为沿所述导流明渠3流向均布置在所述旋滚消力池1的底板上的多排消力墩5的结构。此时，所述的消力墩5的优选形式为每一排所述的消力墩5均由多个沿所述旋滚消力池1底板宽度方向均布置的消力小墩6构成。这样，既能有效的形成旋转翻滚水流，又不会过度的阻挡水流在所述的旋滚消力池中沿下游方向继续流动，达到最大限度的协助制造消能旋转翻滚水流的目的。进一步的，为了达到最佳的消能效果，同时又避免携带高能量的下泄水流进入所述消力凹坑时过度的冲刷该消力凹坑的底部，在所述消力凹坑的前端的缓冲连接面4上还设置有趾墩8，设置该趾墩8的目的是对进入所述消力凹坑高速水流进行初步消能，减小高能量下泄水对消力凹坑底部，尤其是底部的前端部分的冲刷。

再结合所述的导流明渠3和消力凹坑均是混凝土结构的特点，本申请将每一个所述的消力小墩6、趾墩8也设置成混凝土浇筑结构，并且与所述旋滚消力池1的底板一体成型。而且，为了方便建造，将所述旋滚消力池1位于所述导流明渠3底板以上的部分的横截面的形状与所述导流明渠3两侧墙7在其横截面内的形状相适应。

Claims (10)

1.一种用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：所述的消能结构包括旋滚消力池(1)和消能组件(2)，所述的旋滚消力池(1)沿所述导流明渠(3)流向布置在该导流明渠(3)出口的末端，所述的消能组件(2)布置在所述的旋滚消力池(1)中。

2.根据权利要求1所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：所述的旋滚消力池(1)为沿所述导流明渠流向布置在该导流明渠(3)出口末端的消力凹坑，所述消力凹坑的宽度与所述导流明渠(3)的底板的宽度相适应，所述消力凹坑的长度与其宽度之比在3～4之间。

3.根据权利要求2所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：在所述消力凹坑的前端还设置有缓冲连接面(4)，所述消力凹坑前端的底板通过所述的缓冲连接面(4)与所述导流明渠(3)的相邻底板连接。

4.根据权利要求3所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：在所述消力凹坑的后端也设置有所述的缓冲连接面(4)，所述消力凹坑后端的底板通过所述的缓冲连接面(4)与所述导流明渠(3)的相邻底板连接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：所述的消能组件(2)为沿所述导流明渠(3)流向均布置在所述旋滚消力池(1)的底板上的多排消力墩(5)。

6.根据权利要求5所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：每一排所述的消力墩(5)均由多个沿所述旋滚消力池(1)底板宽度方向均布置的消力小墩(6)构成。

7.根据权利要求6所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：每一个所述的消力小墩(6)均为混凝土浇筑结构。

8.根据权利要求7所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：混凝土浇筑结构的所述消力小墩(6)与所述旋滚消力池(1)的底板一体成型。

9.根据权利要求3所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：所述的消能组件(2)还包括沿所述导流明渠(3)流向均布置在所述旋滚消力池(1)的底板上的多排消力墩(5)和沿宽度方向设置在所述缓冲连接面(4)下端的多个趾墩(8)。

10.根据权利要求1所述的用于山区河道导流明渠的消能结构，其特征在于：所述旋滚消力池(1)位于所述导流明渠(3)底板以上的部分的横截面的形状与所述导流明渠(3)两侧墙(7)在其横截面内的形状相适应。