CN106894399B - 一种调整泄洪水流分布的结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调整泄洪水流分布的结构及方法，结构包括水流横向分散结构和水流垂直方向分散结构，所述水流横向分散结构为设置在泄水槽末端底板位置的“舌形挑坎”，所述水流垂直方向分散结构为设置在泄水槽靠近岸边一侧凹侧墙上的“倒悬贴坎”。本发明结构简单，施工方便，成本较低，效果较好。方法为：通过舌形挑坎使出泄槽水流形成下层横向扩散水流层，通过倒悬贴坎使泄水槽中近岸边侧水体集中水流翻转形成上层扩散水流层，下层扩散水流层和上层扩散水流层在空中交叉碰撞，消除部分水流能量，此结构使泄洪集中水体实现了在空间上形成两层扩散水流层，减小下游河床单位面积的能量分布，减弱下游河床及岸坡的冲刷破坏程度。

Description

一种调整泄洪水流分布的结构及方法
技术领域
本发明涉及泄洪工程技术领域，特别是涉及一种调整泄洪水流分布的结构及方法。
背景技术
在排泄洪水时，为避免下泄水流携带的巨大能量对下游河道造成严重冲刷，影响边坡稳定或建筑物本身安全运行，工程上一般采取措施将泄洪过程中多余的能量尽可能多的消耗掉或者将能量尽可能分散开来。一般采用的方式为调整水舌入水位置，远离工程或岸坡，另一种方面是将水舌尽可能分散开来，扩大水舌进入下游河道的入水面积，尽量减小单位面积上的能量，从而减轻下游河道的冲刷程度，或者是将多余能量通过其他方式消耗掉。高速水流在改变水流方向时，由于离心力作用会造成凹岸一侧的水流集中，想做到水流尽量分散有一定难度。
现有的泄洪结构在凹岸侧集中水体扩散上效果不显著，消能效果差，不利于能量分散，对下游局部河床及岸边坡冲刷严重，危害建筑物安全及边坡稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种调整泄洪水流分布的结构及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使出泄水槽中的水流充分扩散，并使水流在进入河床前进行空中对撞消能，从而减弱下游河床及岸边坡被冲刷的程度，更利于边坡稳定和建筑物自身的安全。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种调整泄洪水流分布的结构，包括水流横向分散结构和水流垂直方向分散结构，所述水流横向分散结构设置在泄水槽末端的底板位置，所述水流垂直方向分散结构设置在泄水槽末端靠近岸边一侧的侧墙上。
优选地，所述水流横向分散结构位于伸出所述泄水槽的末端的底板位置。
优选地，所述水流横向分散结构为舌形挑坎。
优选地，所述泄水槽末端的侧墙为弧形侧墙，分别为凹侧墙、凸侧墙，凹、凸侧墙之间底板为扭曲底板，凹侧墙与底板交线高程高于凸侧墙与底板交线高程，使得凹侧墙、凸侧墙段的泄水槽底板存在横向坡度。
优选地，所述弧形侧墙中靠近岸边的凹侧墙与远离岸边的凸侧墙的转向方向相同，所述弧形侧墙转向方向均远离岸边方向。
优选地，所述水流垂直方向分散结构为倒悬贴坎。
优选地，所述倒悬贴坎设置在泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙的末端位置。
一种调整泄洪水流分布的方法，该方法为将出泄水槽的水舌在空间分布上调整为上、下两层，包括以下步骤：
a、通过设置在泄水槽末端的舌形挑坎使泄水槽中流过舌形挑坎的水流沿横向充分扩散，形成下层横向扩散水流层；
b、通过设置在泄水槽末端靠近岸边一侧的凹侧墙上的倒悬贴坎使泄水槽中凹岸侧较集中的水流改变水流方向，在高于a层水流位置形成上层扩散水流层，有效地调整水流分布、水流方向，使水流远离岸边，扩散充分；
c、步骤a中的下层横向扩散水流层和步骤b中的上层扩散水流层在空中交叉碰撞，消除部分水流能量，使泄水槽中的水流在水平向和垂直方面分散开来，并使水流远离岸边，减小下游河床的冲刷破坏程度及河岸的冲刷程度。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过设置对水流起横向分散作用的舌形挑坎和对水流起垂直方向分散作用的倒悬贴坎，使泄水槽中的水流充分扩散，并将水舌调整为上、下两层，实现了两层水舌的空中碰撞，消能效果明显，能够有效地减弱下游河床及岸边坡被冲刷的程度，利于岸坡及建筑物自身稳定。本发明的结构简单，施工方便，成本较低，效果较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的调整泄洪水流分布的结构的一种角度的示意图；
图2为本发明的调整泄洪水流分布的结构的另一种角度的示意图；
图3为本发明的调整泄洪水流分布的结构的立体示意图；
其中，1为倒悬贴坎，2为舌形挑坎，3为凹侧墙，4为凸侧墙，5扭曲底板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种调整泄洪水流分布的结构，其设置在泄水槽末端位置，包括水流横向分散结构和水流垂直方向分散结构。
所述水流横向分散结构为舌形挑坎2，设置在泄水槽末端的底板位置，伸出所述泄水槽的侧墙及底板末端。在泄水槽的底板上布置外伸式类似舌头形状的舌形挑坎2，不仅可以增大水舌的扩散范围，还能通过调节舌形挑坎的坡度来调节水舌向空中抛射角度，使水舌远离泄水槽等建筑物，避免危害建筑物自身安全。舌形挑坎2的设置，使得泄水槽中底面的水流形成充分扩散的下层水流层，下层水流层为横向分布。所述水流垂直方向分散结构设置在泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙3上，所述水流垂直方向分散结构为倒悬贴坎1，倒悬贴坎1设置在泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙3的末端位置。倒悬贴坎1结构的设置，使泄水槽中集中在泄槽凹侧的水流在垂直方向上翻转并充分扩散，形成充分扩散的上层分散水流层，并能改变水流方向，远离岸边，避免水流对边坡造成严重冲刷。下层水流层和上层水流层的水流的挑射流速不同，挑射角度不一样，从而使水流挑射距离不一样，下层水流挑射距离大于上层水流，在水流下落过程中，上、下层水流在空中交叉、碰撞，消耗掉水流的部分能量，从而减弱水流对下游河床及岸边坡的冲刷。图1和图2中的箭头方向为泄水槽中的水流的方向。
所述泄水槽末端的侧墙为弧形侧墙，分别为凹侧墙3、凸侧墙4。凹侧墙3和凸侧墙4之间的连接底板为扭曲底板5，凹侧墙3与扭曲底板5的交线高程高于凸侧墙4与扭曲底板5的交线高程，使得凹侧墙3、凸侧墙4段的泄水槽底板存在横向坡度。
所述弧形侧墙中靠近岸边的凹侧墙3与远离岸边的凸侧墙4的弧形形状转向相同，所述弧形侧墙转向均为远离岸边方向，能够有效调整泄水槽中的水流流向，从而使水舌远离岸边。本发明中的凹侧墙3与凸侧墙4的凹、凸形状是相对泄水槽的流道而言的。
本发明的调整泄洪水流分布的结构调整泄洪水流分布的方法，将出泄水槽的水舌调整为两层，包括以下步骤：
a、通过设置在泄水槽末端的舌形挑坎2使泄水槽中流过舌形挑坎2的水流沿横向充分扩散，形成下层横向水流层；
b、通过设置在泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙3上的倒悬贴坎1使泄水槽中由于离心力造成集中凹侧水流沿垂直方向翻转充分扩散，形成上层扩散水流层；
c、步骤a中的下层横向水流层和步骤b中的上层扩散水流层在空中碰撞，消除部分水流能量，减小下游河床的冲刷破坏程度及河岸的冲刷程度。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种调整泄洪水流分布的结构，其设置在泄水槽内，其特征在于：包括水流横向分散结构和水流垂直方向分散结构，所述水流横向分散结构设置在泄水槽末端的底板位置，所述水流垂直方向分散结构设置在泄水槽末端靠近岸边一侧的侧墙上；所述水流横向分散结构位于伸出所述泄水槽末端的底板位置；
所述水流横向分散结构为舌形挑坎，所述舌形挑坎的设置，使所述泄水槽中底面的水流形成充分扩散的下层水流层；所述泄水槽末端的侧墙为弧形侧墙，分别为凹侧墙、凸侧墙；所述水流垂直方向分散结构为倒悬贴坎，所述倒悬贴坎设置在所述泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙的末端位置，所述倒悬贴坎的设置，使所述泄水槽中集中在所述泄水槽凹侧的水流在垂直方向上翻转并充分扩散，形成充分扩散的上层分散水流层，并能改变水流方向，远离岸边，所述下层水流层的挑射距离大于所述上层分散水流层。
2.根据权利要求1所述的调整泄洪水流分布的结构，其特征在于：所述凹侧墙、所述凸侧墙之间底板为扭曲底板，凹侧墙与底板交线高程高于凸侧墙与底板交线高程，使得凹侧墙、凸侧墙段的泄水槽底板存在横向坡度。
3.根据权利要求1所述的调整泄洪水流分布的结构，其特征在于：所述弧形侧墙中靠近岸边的凹侧墙与远离岸边的凸侧墙的转向方向相同，所述弧形侧墙转向方向均远离岸边方向。
4.一种调整泄洪水流分布的方法，其特征在于：采用如权利要求1-3任意一项所述的调整泄洪水流分布的结构，将泄水槽中的水流分布在空间上调整为上、下两层，包括以下步骤：
a、通过设置在泄水槽末端的舌形挑坎使泄水槽中流过舌形挑坎的水流沿横向充分扩散，形成下层横向扩散水流层；
b、通过设置在泄水槽靠近岸边一侧的凹侧墙上的倒悬贴坎使泄水槽中凹岸侧水体集中水流改变水流方向，且在高于步骤a中下层横向扩散水流层的水流位置形成上层扩散水流层，有效地调整水流分布、水流方向，使水流远离岸边；
c、步骤a中的下层横向扩散水流层和步骤b中的上层扩散水流层在空中交叉碰撞，消除部分水流能量，使泄水槽中的水流在水平向和垂直方向分散开来，并使水流远离岸边，减小下游河床的冲刷破坏程度及河岸的冲刷程度。
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