CN205314071U - 一种多级扇形陡坡消能结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级扇形陡坡消能结构，其结构特点为：陡坡主体由三段扇形消力槽和两个扇形消力墩组成；与陡坡入水端的背水凸弧面和消能底板平滑连接。消能底板的尾端设置有消能尾坎；在两个扇形消力墩中设置有排沙通道，可以防止泥沙在消力槽凹处淤积；消能尾坎中设置有排水通道，在枯水期可以把消力池中水排出，便于人工清除淤沙。本实用新型采用消力槽、消力墩以及消能尾坎相集合，使水流在消力槽中发生跌落、回旋、剪切、碰撞作用，消能效果好；可以减少护坦的长度和土石方开挖量，降低建造成本。消能尾坎与河道边坡相连接，还兼有沉砂的作用，可以有效的防止下游河道淤积堵塞，具有较大的实用价值和推广价值。

Description

一种多级扇形陡坡消能结构

技术领域

本实用新型属于水利工程技术领域，尤其属于水利工程技术中水流消能技术领域，特别涉及一种多级扇形陡坡消能结构。

背景技术

为了防止水流在落差处对下游河床的冲刷破坏，因此必须设置必要的落差建筑物和消能建筑物。跌水和陡坡都是常见的集中落差的水工建筑物。现有的消能方式中，消力池是较为常见的一种，且消能效果较好。但现有的消力池中，采用传统的单级或多级消能结构，其总体长度长，土石方开挖量以及混凝土方量较大，工程造价较高；山区河流流量较小但含沙量相对较大，这些泥沙长期排入下游，容易淤积在下游河道，抬高河床高度，影响通航与生态，因此解决消能结构的功能的单一性，也十分有意义。

实用新型内容

本实用新型根据现有技术的不足公开了一种多级扇形陡坡消能结构，其消能效果好，减少了土石方开挖量，缩短了护坦长度，适用性能广，对于山区河流还兼具一定的沉砂功能，结构功能多样化。

本实用新型通过以下方案实现：

一种多级扇形陡坡消能结构，陡坡主体由三段扇形消力槽和两个扇形消力墩组成的一个多级消能结构；陡坡入水端的背水凸弧面，多级消能结构和消能底板平滑连接。消能底板的尾端设置有消能尾坎，与河道边坡相连接。在两个扇形消力墩中设置有排沙通道，可以将上游河道的泥沙输送到下游，防止在消力槽凹处淤积；消能尾坎中设置有排水通道，在枯水期可以把消力池中水排出，便于人工清除淤沙。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述背水凸弧面所在的扇形段圆心角为60°。

所述消力槽分为三级，第一级消力槽和第二级消力槽所在的扇形段圆心角为120°；第三级消力槽圆心角为90°且与消能底板平滑连接。

所述消力墩分为两级，第一级消力墩和第二级消力墩所在的扇形段圆心角为120°。

所述第一级消能槽，第二级消能槽和第三级消力槽的半径相等；背水凸弧面，第一级消力墩和第二级消力墩的半径相等；第一级消能槽的半径为第一级消力墩的2倍。

所述消力墩中设置的排沙通道的结构断面为一矩形，宽度为0.2-0.4米，高度为0.2米。

所述消能尾坎中设置的排沙通道的结构断面为一矩形，宽度为0.2-0.4米，高度为0.2米。

本实用新型的有益性在于：本实用新型采用多级消力槽和消力墩形成的陡坡结构，与消能尾坎相结合，实现了多次的集中消能，水流在消力槽中发生跌落、回旋、剪切、碰撞作用，可以有效的降低水流速度，消能效果好结构紧凑；可以减少护坦的长度和土石方开挖量，降低了建造成本，适用性能广；对于山区河流，还兼具一定的沉砂作用，结构功能多样。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1是陡坡主体；2是背水凸弧面；3是第一级消力槽；4是第一级消力墩；5是第二级消力槽；6是第二级消力墩；7是第三级消力槽；8是消能底板；9、10是排沙通道；11是消能尾坎；12是排水通道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。本实施方式只用于对本实用新型作进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改进和调整，但仍属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例的一种多级扇形陡坡消能结构，包括设置于河道陡坡处的陡坡主体1，陡坡主体的入水端设有背水凸弧面2，与之后的第一级消力槽3，第一级消力墩4，第二级消力槽5，第二级消力墩6，第三级消力槽7以及消能底板8平滑连接；消能底板8的尾端设置有消能尾坎11，该结构与河道边坡相连接，其中布置有至少两条排水通道12；在第一级消力墩4和第二级消力墩6中，布置有至少两条排沙通道9和10。

背水凸弧面2所在扇形段的圆心角为60°，可以使水流平顺的进入第一级消力槽3，第一级消力槽3所在扇形段的圆心角为120°，水流可以在这个消能槽中发生强烈的旋转，碰撞，剪切作用进行消能，降低了流速，进行第一次消能；第一级消力墩4所在扇形段的圆心角为120°，是具有缓冲水流的背水角，能够将一部分水流平顺地引入第二级消力槽5；由于在第一级消力墩4中，还开设有排沙通道9，另一部分水流通过排沙通道进入第二级消力槽5，两股水流在第二级消力槽5中发生碰撞，旋转作用，又一次进行了消能并且减缓了流速；按照同样的原理，第二级消力槽5中的水流，一部分经过第二级消力墩6平顺地流入第三级消力槽7，另一部分则通过排沙通道10进入第三级消力槽7，实现第三次消能。最终水流平稳地通过消能尾坎，进行第四次消能后，流入下游。这样多级消能使水流自身多次发生碰撞，跌落，旋转等作用，大大的减少了水流的能量，有效降低了水流速度。

排沙通道9和10分别在第一级消力墩4和第二级消力墩6中的设置，可以排走水中夹带的泥沙，有效的减少泥沙在第一级消力槽3和第二级消力槽5凹槽处的积累，维持该结构的正常使用。

消能尾坎11与河道边坡相连接，与消能底板8组合成一个类似沉砂池的凹槽结构，对于含沙量较大的山区河流，该结构还可以起到沉砂的作用；排水通道12的设置就是便于在枯水期，排走凹槽结构中的水，便于人工清除凹槽结构中的淤沙，防止泥沙在下游河道淤积，影响通航以及减少河道清理的成本。

Claims (7)

1.一种多级扇形陡坡消能结构，包括设置在河道陡坡段上的陡坡主体(1)，陡坡主体(1)的入水端设有背水凸弧面(2)，与之后的第一级消力槽(3)，第一级消力墩(4)，第二级消力槽(5)，第二级消力墩(6)，第三级消力槽(7)以及消能底板(8)依次平滑连接；消能底板(8)的尾端设置有消能尾坎(11)，该结构与河道边坡相连接，其中布置有至少两条排水通道(12)；

所述第一级消力墩(4)中至少布置有2条排沙通道(9)；

所述第二级消力墩(6)中至少布置有2条排沙通道(10)。

2.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述背水凸弧面(2)所在的扇形段圆心角为60°。

3.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述第一级消力槽(3)和第二级消力槽(5)所在的扇形段圆心角为120°；第三级消力槽(7)圆心角为90°且与消能底板(8)平滑连接。

4.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述第一级消力墩(4)和第二级消力墩(6)所在的扇形段圆心角为120°。

5.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述第一级消力槽(3)，第二级消力槽(5)和第三级消力槽(7)的半径相等；背水凸弧面(2)，第一级消力墩(4)和第二级消力墩(6)的半径相等；第一级消力槽(3)的半径为第一级消力墩(4)的2倍。

6.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述第一级消力墩(4)中设置的排沙通道(9)和第二级消力墩(6)中设置的排沙通道(10)的结构断面为一矩形，宽度为0.2-0.4米，高度为0.2米。

7.按照权利要求1所述的一种多级扇形陡坡消能结构，其特征在于：所述消能尾坎(11)中设置的排水通道(12)的结构断面为一矩形，宽度为0.2-0.4米，高度为0.2米。