CN109137849B - 桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法 - Google Patents
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Abstract
桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法涉及泄洪领域。从水垫塘的一侧岸坡到另一侧岸坡架设一座桥，桥洞与泄洪洞相对应，相对应是指任何一个泄洪洞喷出的洪水只射入其中一个桥洞下方的水面，任何一个桥洞最多接受一个泄洪洞的洪水，泄洪洪水在桥洞下方的落水点处于桥洞下方的中后方，从水流方向看，中后方是指落水点的前端最多能够达到桥洞下方水面的中点，即顺着水流的方向，桥洞中点和前方之间的下方水面没有泄洪落水，桥洞靠近泄洪洞的一侧为后方、桥洞远离泄洪洞的一侧为前方；泄洪水溅起的水雾大部分都能够被桥洞下方的表面遮挡，从而减少泄洪水雾的外泄，也就能够减少下游两岸岸坡的泄洪雾雨。桥洞的前端布置下垂的帘布进一步减少泄洪雾雨的外泄。
Description
技术领域
本发明涉及泄洪领域；特别是减少泄洪水导致的水雾扩散在空气中形成的泄洪雾雨的数量。
背景技术
在高坝泄洪，从泄洪洞喷射的泄洪水具有较大的势能，泄洪水喷射下落，势能转化为动能，较大动能的泄洪水撞击空气和水面形成较大的水雾，与空气的撞击（摩擦）主要集中在泄洪水柱的外侧，其量还不是很大，泄洪水柱最后撞击水面形成的水雾是主要部分。泄洪产生的水雾随着空气流动扩散，导致高坝外侧空气中的含水量较大，水雾其实就是由众多小水滴组成，小水滴之间的碰撞融合成大的水滴下落形成泄洪雾雨，其雨量很容易超过自然界的大雨，而且相对自然界的大雨而言，泄洪雾雨的持续时间很长，导致高坝外侧两岸1-2公里范围内的岸坡容易出现险情，也容易导致电厂的设备受到威胁（比如短路）等等。
发明内容
减少泄洪产生的雾雨，从而减少泄洪雾雨导致的灾害是迫切的。本发明设计桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：从水垫塘的一侧岸坡到另一侧岸坡架设一座桥，桥洞与泄洪洞相对应，相对应是指任何一个泄洪洞喷出的洪水只射入其中一个桥洞下方的水面，任何一个桥洞最多接受一个泄洪洞的洪水，泄洪洪水在桥洞下方的落水点处于桥洞下方的中后方，从水流方向看，中后方是指落水点的前端最多能够达到桥洞下方水面的中点，即顺着水流的方向，桥洞中点和前方之间的下方水面没有泄洪落水，桥洞靠近泄洪洞的一侧为后方、桥洞远离泄洪洞的一侧为前方；泄洪水溅起的水雾大部分都能够被桥洞下方的表面遮挡，从而减少泄洪水雾的外泄，也就能够减少下游两岸岸坡的泄洪雾雨。
泄洪落水点的估算，设水头为h，水头h即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按水平喷射估计，射速v按势能mgh 转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2，或者2gh=v2，其中g为重力加速度，下落时间按gt2/2=hx，其中hx为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*t=s，其中s是泄洪洞口到桥洞水流方向中点的水平距离；从而估算出泄洪水前端达到桥洞水流方向中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h=s2/(4 hx)，泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程的读数。泄洪落水点的估算，设水头为h，水头h即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按上挑角度q喷射估计，角度q为射流方向与水平面的夹角，射速v按势能mgh转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2，或者2gh=v2，其中g为重力加速度；下落时间分成两段：先是水往上升，达到速度为0所需时间t1，即g*t1=v*sin(q)，相应地向上移动的距离hs=gt1*t1/2=h*sin2(q)，从高点下落的时间按gt2 2/2=hx+hs，其中hx为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*cos(q)*(t1+t2)=s，其中s是泄洪洞口到桥洞水流方向中点的水平距离；从而估算出泄洪水前端达到桥洞水流方向中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h，泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程读数。
桥洞的前端布置下垂的帘布进一步减少泄洪雾雨的外泄。桥面有矩形孔，矩形孔插入矩形板，矩形板的下端接触泄洪水，从而对泄洪水实现阻挡，实现对泄洪水的消能作用；矩形板为弹性板，在力的作用下能够弯曲，从而减少对桥面的冲击作用。桥墩为水泥柱，桥墩上方骨架为钢筋水泥结构带孔洞或者钢筋编制的网状结构，骨架上方铺设透明材质。
本发明的有益效果是：空气的流动是导致泄洪雾雨扩散的主要方式，因此将泄洪落水点的上方和侧面进行围合，有利于减少空气的流动，从而减少泄洪雾雨是可行的；桥洞的前端布置下垂的帘布进一步减少泄洪雾雨的外泄；泄洪水不接触桥洞左右两侧和上方表面，泄洪雾雨在桥洞左右两侧和上方表面的附着量不会很大，桥洞的强度也不需要很强，因此成本不高；桥面的矩形孔插入矩形板，矩形板的下端接触泄洪水，实现对泄洪水的消能作用；桥墩上方骨架为钢筋水泥结构带孔洞或者钢筋编制的网状结构，骨架上方铺设透明材质，能够成为旅游看台，观看泄洪盛况。
附图说明
图1是垂直于水流方向桥的纵剖示意图；图2是桥面示意图；
其中，1、桥墩，2、岸坡，3、桥面，4、矩形孔，5、桥洞。
具体实施方式
桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：从水垫塘的一端（一侧岸坡2）到另一端（另一侧岸坡2）架设一座桥，可以是单桥洞5、也可以是多桥洞5。对于多桥洞5，桥洞5数目与泄洪洞数目相对应，相对应是指任何一个泄洪洞喷出的洪水只射入其中一个桥洞5下方的水面，任何一个桥洞5最多接受一个泄洪洞的洪水（即桥洞5的个数不少于泄洪洞的个数，实现方式：竖直方向的泄洪洞中轴面能够与竖直方向的桥洞5中轴面重合，中轴面是指竖直方向的能够平分泄洪洞和桥洞5的平面，平分是指等分成两份，即任何一个泄洪洞的洪水能够喷射到其中一个桥洞5下方水面的中心位置，中心位置是指泄洪落水点与桥洞下方水面接触形成的轮廓图被相邻两个桥墩之间中线平分，相邻两桥墩之间的中线是指到两侧桥墩距离相等的直线），泄洪洪水在桥洞5下方的落水点处于桥洞5下方的中后方，从水流方向看，中后方是指落水点的前端最多能够达到桥洞5下方水面的中点（桥洞5在桥洞5下方水垫塘投影在水流方向的中点），即顺着水流的方向，桥洞5中点和前方之间的下方水面没有泄洪落水，桥洞5靠近泄洪洞的一侧为后方、远离泄洪洞的一侧为前方；泄洪水溅起的水雾大部分都能够被桥洞5下方的表面遮挡，从而减少泄洪水雾的外泄，也就能够减少下游两岸岸坡2的泄洪雾雨。
泄洪落水点的估算，设水头为h，水头即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按水平喷射估计，射速（喷射的速度）v按势能mgh 转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2，下落时间按gt2/2=hx，其中hx为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*t=s，其中s是泄洪洞口到桥洞5中点的水平距离（所有桥洞5中点形成桥面宽度方向的中位线，桥面中位线与泄洪洞洞口的连线是相同的，即桥面中位线不管是直线、还是圆弧线，平移到泄洪洞口，则能够接触到所有的泄洪洞的出水口）；从而估算出泄洪水前端达到桥洞5水流方向中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h（即泄洪时机的选择），泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程。（水库有蓄水高程标尺，泄洪洞的位置是固定的，即泄洪洞的下方的水位是已知，水库水面高程减去泄洪洞底部的水位高程就是泄洪水水头高度h）。对于水面高程不够能够通过等待来水量促使达到需要的水面高程；对于水面超过设计高程，致使落水点会向前方移动，能够通过泄洪洞水闸闸门调节（适度关小水闸闸门），促使落水点的前端在桥洞5中点下方，公知常识，水闸没有完全打开，则泄洪出水口的流速会变小（使用淋浴头向前喷射，开关全开和部分开的射程是不一样的，全开的设置最远）。
泄洪落水点的估算，设水头为h，水头即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按上挑角度q喷射估计，角度q为射流方向（喷射水流的方向）与水平面的夹角，射速v按势能mgh转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2，下落时间分成两段：先是水往上升，达到速度为0所需时间t1，即g*t1=v*sin(q)，相应地向上移动的距离hs=gt1*t1/2=h*sin2(q)，从高点下落的时间按gt2 2/2=hx+hs，其中hx为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*cos(q)*(t1+t2)=s，其中s是泄洪洞口到桥洞5中点（水流方向，桥洞宽度的一半）的水平距离；从而估算出泄洪水前端达到桥洞5中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h，泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程（读数）。水库有蓄水高程标尺，泄洪洞的位置是固定的，即泄洪洞的下端的水位是已知，水库水面高程减去泄洪洞底部的水位高程就是泄洪水水头高度h。最好通过数值计算来获得h的数值。
桥洞5的前端布置下垂的帘布进一步减少泄洪雾雨的外泄，下垂的帘布能够是塑料薄膜、橡胶薄膜、布料、风幕或者水幕。水幕也能够产生一定的水雾，但由于落差小和水量小，相对于其遮挡的水雾量而言，能够忽略。
桥面3有矩形孔4，矩形孔4能够插入矩形板，矩形板的下端接触泄洪水，从而对泄洪水实现阻挡，实现对泄洪水的消能作用；矩形板为弹性板，在力的作用下能够弯曲，从而减少对桥面3的冲击作用。
桥墩1为水泥柱（现有技术），桥墩1上方骨架为钢筋水泥结构带孔洞或者钢筋编制的网状结构，骨架上方铺设透明材质（透明玻璃或者透明塑料），能够成为旅游看台，观看泄洪盛况。
Claims (5)
1.桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：从水垫塘的一侧岸坡（2）到另一侧岸坡（2）架设一座桥，桥洞（5）与泄洪洞相对应，相对应是指任何一个泄洪洞喷出的洪水只射入其中一个桥洞（5）下方的水面，任何一个桥洞（5）最多接受一个泄洪洞的洪水，泄洪洪水在桥洞（5）下方的落水点处于桥洞（5）下方的中后方，从水流方向看，中后方是指落水点的前端最多能够达到桥洞（5）下方水面的中点，即顺着水流的方向，桥洞（5）中点和前方之间的下方水面没有泄洪落水，桥洞（5）靠近泄洪洞的一侧为后方、桥洞（5）远离泄洪洞的一侧为前方；桥洞（5）的前端布置下垂的帘布进一步减少泄洪雾雨的外泄；泄洪水溅起的水雾大部分都能够被桥洞（5）下方的表面遮挡，将泄洪落水点的上方和侧面进行围合，从而减少泄洪水雾的外泄，也就能够减少下游两岸岸坡（2）的泄洪雾雨。
2.根据权利要求1所述的桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：泄洪落水点的估算，设水头为h，水头h即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按水平喷射估计，射速v按势能mgh转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2 ，或者2gh=v2 ，其中g为重力加速度，下落时间按gt2/2 =hx ，其中hx 为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*t=s，其中s是泄洪洞口到桥洞（5）水流方向中点的水平距离；从而估算出泄洪水前端达到桥洞（5）水流方向中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h=s2/(4 hx) ，泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程的读数。
3.根据权利要求1所述的桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：泄洪落水点的估算，设水头为h，水头h即泄洪出水口底部到水面的高度，洪水按上挑角度q喷射估计，角度q为射流方向与水平面的夹角，射速v按势能mgh转化为动能mv2/2 计算，即关系式mgh=mv2/2，或者2gh=v2 ，其中g为重力加速度；下落时间分成两段：先是水往上升，达到速度为0所需时间t1 ，即g* t1 =v*sin(q)，相应地向上移动的距离hs= gt1*t1/2 =h*sin2(q) ，从高点下落的时间按gt2 2/2 = hx +hs ，其中 hx 为泄洪洞下端距离水垫塘水面的距离；v*cos(q)*(t1+t2 )=s，其中s是泄洪洞口到桥洞（5）水流方向中点的水平距离；从而估算出泄洪水前端达到桥洞（5）水流方向中点下方水垫塘水面所需的泄洪水水头高度h，泄洪水水头高度h能够转化为水库的蓄水高程读数。
4.根据权利要求1所述的桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：桥面（3）有矩形孔（4），矩形孔（4）插入矩形板，矩形板的下端接触泄洪水，从而对泄洪水实现阻挡，实现对泄洪水的消能作用；矩形板为弹性板，在力的作用下能够弯曲，从而减少对桥面（3）的冲击作用。
5.根据权利要求1所述的桥式覆盖减少泄洪雾雨的方法，其特征是：桥墩（1）为水泥柱，桥墩（1）上方骨架为钢筋水泥结构带孔洞或者钢筋编制的网状结构，骨架上方铺设透明材质。
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