CN203594005U - 适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，包括筑在狭窄河谷中的高拱坝堰体，高拱坝堰体的上部设置有表孔，高拱坝堰体的中部设置有中孔，所述的表孔的堰面曲线段与表孔的出口直线段相切形成跌流结构，表孔的出口直线段上设置有宽尾墩。本实用新型的有益效果是：在原中孔窄缝消能工基础上，实现了高拱坝中、表孔泄洪水流的横向收缩和垂向、纵向扩散，充分利用下游狭窄河道的纵向空间，减小了横向空间的应用，从而解决了狭窄河谷高拱坝两坝肩岩体卸荷裂隙发育、边坡稳定突出情况的消能问题，减小了消力塘宽度少开挖两坝肩，不形成高陡边坡，采用碰撞消能产生雾化减小了对边坡稳定影响，同时减小了水垫塘底板冲击动压力。

Description

适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构

技术领域

本实用新型涉及适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

水电水利工程当在狭窄河谷建高拱坝堰体时，由于泄洪落差大、单宽流量大，如何合理地将洪水安全宣泄到下游河段，减轻下游水垫塘底板冲击动压和防止岸坡冲刷，减小泄洪雾化对坝肩稳定的影响，是一个十分重要的研究课题。

现有狭窄河谷高拱坝泄洪消能工一般仅采用中孔窄缝达到一定泄洪规模的横向收缩和垂向、纵向扩散，但表孔泄洪未实现，存在以下不足：一、由于未能全面实现横向收缩和垂向、纵向扩散，造成消力塘宽度规模大，需要开挖两坝肩，工程量及投资大；二、中表孔泄洪水流在空中出现碰撞，泄洪雾化问题相对严重，对于狭窄河谷两坝肩岩体卸荷裂隙发育、边坡稳定突出情况，严重影响坝肩稳定安全；三、中表孔泄洪水流落点在消力塘内相互重叠、冲击较多，底板冲击水压力较大，需要较大规模的水垫塘，工程投资大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，克服现有技术的不足，既能解决狭窄河谷高拱坝两坝肩岩体卸荷裂隙发育、边坡稳定突出情况的消能问题，又能减小消力塘宽度少开挖两坝肩，不形成高陡边坡，减小对边坡稳定的影响，同时还能减小水垫塘底板冲击动压力。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，包括筑在狭窄河谷中的高拱坝堰体，高拱坝堰体的上部设置有表孔，高拱坝堰体的中部设置有中孔，所述的表孔的堰面曲线段与表孔的出口直线段相切形成跌流结构，表孔的出口直线段上设置有宽尾墩。

所述的堰面曲线段采用实用堰流曲线，包括WES标准型曲线、克奥型曲线，堰面曲线段按照1：0.8～1.2的斜率与出口直线段相切形成跌流。

所述的宽尾墩的缩窄率ε为0.3～0.7，宽尾墩缩窄角θ为15°～30°。

所述的中孔的出水段采用窄缝的结构形式。

本实用新型的有益效果在于：在原中孔窄缝消能工基础上，实现了高拱坝中、表孔泄洪水流的横向收缩和垂向、纵向扩散，充分利用下游狭窄河道的纵向空间，减小了横向空间的应用，从而解决了狭窄河谷高拱坝两坝肩岩体卸荷裂隙发育、边坡稳定突出情况的消能问题，减小了消力塘宽度少开挖两坝肩，不形成高陡边坡，采用碰撞消能产生雾化减小了对边坡稳定影响，同时减小了水垫塘底板冲击动压力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的局部正视图；

图4为图2中A-A的剖视图。

其中，1-高拱坝堰体，2-表孔，3-中孔，21-堰面曲线段，22-出口直线段,23-宽尾墩，a-表孔近点落水点，b-表孔远点落水点，c-中孔3的中孔近点落水点，d-中孔远点落水点。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1，适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，包括筑在狭窄河谷中的高拱坝堰体1，高拱坝堰体1的上部设置有表孔2，高拱坝堰体1的中部设置有中孔3，所述的表孔2的堰面曲线段21与表孔2的出口直线段22相切形成跌流结构，表孔2的出口直线段22上设置有宽尾墩23，这样可以实现泄洪水流横向缩窄和垂向、纵向扩散。

如图2、图3，所述的堰面曲线段21采用实用堰流曲线，包括WES标准型曲线、克奥型曲线，堰面曲线段21按照1：0.8～1.2的斜率与出口直线段22相切形成跌流，其中WES堰面曲线根据根据容许负压的大小，取75%～95%表孔最大堰上水头Hzmax为定型设计水头Hd。

如图4，所述的宽尾墩的缩窄率ε为0.3～0.7，宽尾墩缩窄角θ为15°～30°，其中缩窄率ε=b/B，b为出口宽度，B为缩窄前宽度；宽尾墩缩窄角θ为arc（Tan（d/L），d为单侧宽尾墩尾部宽度，L为宽尾墩长度），一般为15°～30°；宽尾墩始折点位置参数，（x，y为从堰顶高程为原点，始折点向下游的水平和垂直向距离，Hd为堰上设计水头），一般ξ为0.5～1，η为0.7～1。

所述的中孔3的出水段采用窄缝的结构形式。

表孔2采用跌流＋宽尾墩消能工结构，表孔2的数量根据实际需求设计，可为多个，下泄水舌横向收缩及垂向和纵向扩散效果显著，呈现典型的收缩射流流态，充分利用下游河道的纵向空间，使表孔2水流水舌位于水垫塘中前部，实现了表孔2的表孔近点落水点a，表孔远点落水点b与中孔3的中孔近点落水点c、中孔远点落水点d的分离，减少了与中孔3泄洪水舌（位于水垫塘中后部）重叠、冲击，又可减小跌流水流过于集中于坝后，从而危及大坝坝基安全；同时横向缩窄减小对下游岸坡的冲刷、减少消力塘宽度要求而开挖两坝肩形成高陡边坡规模和减小与其它泄洪建筑物泄流水舌的碰撞产生雾化问题，从而保证了狭窄河谷高拱坝两坝肩岩体卸荷裂隙发育、边坡稳定突出等情况下的坝肩边坡稳定安全。

Claims (4)

1.适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，包括筑在狭窄河谷中的高拱坝堰体（1），高拱坝堰体（1）的上部设置有表孔（2），高拱坝堰体（1）的中部设置有中孔（3），其特征在于：所述的表孔（2）的堰面曲线段（21）与表孔（2）的出口直线段（22）相切形成跌流结构，表孔（2）的出口直线段（22）上设置有宽尾墩（23）。

2.根据权利要求1所述的适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，其特征在于：所述的堰面曲线段（21）采用实用堰流曲线，包括WES标准型曲线、克奥型曲线，堰面曲线段（21）按照1：0.8～1.2的斜率与出口直线段（22）相切形成跌流。

3.根据权利要求1所述的适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，其特征在于：所述的宽尾墩的缩窄率ε为0.3～0.7，宽尾墩缩窄角θ为15°～30°。

4.根据权利要求1所述的适用于狭窄河谷高拱坝堰体的泄洪消能工结构，其特征在于：所述的中孔（3）的出水段采用窄缝的结构形式。

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