CN205653773U - 船闸引航道口门区导流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船闸引航道口门区导流装置，包括沿水流方向、以预定夹角相交设置在引航道口门区动静水交界面的排桩和潜坝；所述排桩包括多根间隔排布、用于将水体主流分解成多个分流的桩体，所述桩体之间的间隔形成所述分流通过的流道；所述潜坝位于所述排桩的分流通过的一侧。本实用新型通过排桩和潜坝在引航道口门区动静水交界面的设置，在洪水期能够将主流挑离口门区并均匀透水以消除口门区内回流，在枯水期河势转变潜坝出露发挥拦挡作用消除口门区内回流，效果好、施工方便且造价低、工程量少、维护简单。

Description

船闸引航道口门区导流装置

技术领域

本实用新型涉及水力学通航技术领域，尤其涉及一种船闸引航道口门区导流装置。

背景技术

天然河道兴建水利、水电及航电枢纽后，为了保证通航，常设置船闸或升船机等通航建筑物。在通航建筑物的进出口，即船闸上、下游引航道与河流相连接的口门区，处于河流动水与引航道静水的交界处，受枢纽中泄水建筑物和导航分水建筑物等边界条件的影响，对上游口门是河道断面变窄，对下游口门是河道断面放宽，河道水流在收缩(对上游)和扩大(对下游)的情况下，水流弯曲变形，形成斜向水流和回流，是过闸船舶(队)进出引航道的咽喉。口门区的横流和回流使航行船舶(队)产生漂移和扭转，严重时会出现失控，影响通航安全。

上游口门区通航水深较大，水位变幅较小，船舶进出上游口门区主要受横向水流作用。改善横向水流的措施有：导航堤外扩及堤头堤身开孔；口门外设置丁坝或潜坝；移动导航堤位置；在导航堤上游加设一定数量的潜坝或排桩等。

下游口门区的水流条件受导航堤平面布置、河道下泄流量以及泄水闸开启方式等因素的影响，改善下游口门区水流的措施有：优化泄水闸开启方式，调整导航堤长度，设置潜坝和导航墙外扩，引航道出口设置导流墩等，通常会采用多种工程措施来改善通航条件。对处于弯曲河道、水深变幅大、主流位置摆动等水流条件复杂的工程，在不同工况和不同区域会出现纵向流速、横向流速和回流流速超标的情况，常规的工程措施效果有限，工程量比较大，且施工维护难度高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种效果好、工程量少、施工维护简单的船闸引航道口门区导流装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种船闸引航道口门区导流装置，包括沿水流方向、以预定夹角相交设置在引航道口门区动静水交界面的排桩和潜坝；所述排桩包括多根间隔排布、用于将水体主流分解成多个分流的桩体，所述桩体之间的间隔形成所述分流通过的流道；所述潜坝位于所述排桩的分流通过的一侧。

优选地，所述预定夹角≤90°。

优选地，所述排桩的高度大于所述潜坝的高度，并且，所述排桩的高度在洪水期大于下游最高通航水位。

优选地，所述潜坝以其轴线与水流平行设置。

优选地，所述桩体为由混凝土灌注成型的混凝土桩。

优选地，所述桩体为圆柱体。

优选地，所述潜坝的横截面呈梯形。

优选地，所述潜坝为抛石潜坝。

本实用新型的有益效果：通过排桩和潜坝在引航道口门区动静水交界面的设置，在洪水期能够将主流挑离口门区并均匀透水以消除口门区内回流，在枯水期河势转变潜坝出露发挥拦挡作用消除口门区内回流，效果好、施工方便且造价低、工程量少、维护简单。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的导流装置在引航道口门区的布置结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的导流装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的导流装置在引航道口门区处于洪水期的导流效果示意图；

图4是本实用新型一实施例的导流装置在引航道口门区处于枯水期的导流效果示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、2所示，本实用新型一实施例的船闸引航道口门区导流装置1，包括排桩10以及潜坝20；排桩10和潜坝20沿水流方向，以预定夹角α相交设置在引航道口门区2的动静水交界面。

其中，排桩10主要用于改善洪水期口门区2水流条件，可以使顶冲主流分解，缩小主流影响范围，减小口门区2纵向流速值；通过排桩10分散进入口门区2的水流可消弱甚至消除口门区2的回流。排桩10的高度以在洪水期大于下游最高通航水位进行设置。

该排桩10包括多根间隔排布的桩体11，用于将水体主流分解成多个分流，桩体11之间的间隔形成分流通过的流道。排桩10主要可起到分流作用，其与水流的行进方向大致垂直或有较小夹角；夹角控制在不影响分流及水流方向的范围内。

潜坝20主要用于在枯水期拦挡口门区2内的回流，改善枯水期口门区2水流条件。潜坝20位于排桩10的分流通过的一侧，并且，潜坝20的高度小于排桩10的高度。

本实施例中，如图2中所示，桩体11为由混凝土灌注成型的混凝土桩；桩体11优选为圆柱体。潜坝20的横截面呈梯形；该潜坝20为抛石潜坝。

进一步地，排桩10和潜坝20之间的预定夹角α优选≤90°，使得在排桩10与水流的行进方向大致垂直(或有较小夹角)的情况下，潜坝20以其轴线与水流(主流)平行设置。或者，潜坝20以其轴线与水流夹角较小设置，以不影响水流。

在实际应用中，引航道口门区2动静水交界面设置多组导流装置1，多组导流装置1间隔分布。

结合图2、3，在洪水期，河道水量大，近岸区域水流速度也比较大，口门区2主要受斜向水流的影响使得纵向流速超标，并带动口门区2内水体形成回流区。多组导流装置1的多个排桩10可发挥挑流作用，将主流挑离口门区2，消弱消弱斜向水流的效应，减小斜向水流与航道中心线的夹角和横向流速分量；同时由于排桩10的桩体11之间间隔设置，可以使顶冲主流分解，缩小主流影响范围，减小口门区2纵向流速值；通过排桩10分散进入口门区2的水流可消弱甚至消除口门区2的回流。潜坝20淹没于水下，且其轴线与水流夹角较小，对水流影响小，抗冲刷能力强。

排桩10中桩体11的直径可根据桩体11高度确定，排桩10与河道主流的交角、排桩10的桩体11之间的间距、排桩10长度、导流装置1组数及布置型式根据洪水工况的口门区水流条件进行选择。

结合图2、4，在枯水期，河道水量小，主流居河道中央深槽流动，通航水位较低，近岸的浅水区域为大范围的回流区，口门区2内回流流速超标。排桩10走向与回流夹角较小且两组导流装置1的排桩10之间的距离较大，排桩10对回流的拦挡作用不明显；潜坝20露出水面，发挥拦挡作用，消除口门区2内回流。

潜坝20的高度、长度、走向和间距根据枯水工况主流居河道中央深槽流动时的口门区2水流条件进行选择，并在中水流量条件下进行验证。

排桩10和潜坝20均可以在有水的条件下施工，即可以在设置位置施工完成，不需要修建施工挡水围堰，施工方便且造价低。潜坝20主要作用是在枯水期拦挡口门区2内的回流，因此填筑高度低，工程量小；该排桩10和潜坝20组成的导流装置抗冲刷能力强，工程运行期间维护简单。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，该导流装置（1）包括沿水流方向、以预定夹角相交设置在引航道口门区动静水交界面的排桩（10）和潜坝（20）；所述排桩（10）包括多根间隔排布、用于将水体主流分解成多个分流的桩体（11），所述桩体（11）之间的间隔形成所述分流通过的流道；所述潜坝（20）位于所述排桩（10）的分流通过的一侧。

2.根据权利要求1所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述预定夹角≤90°。

3.根据权利要求1所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述排桩（10）的高度大于所述潜坝（20）的高度，并且，所述排桩（10）的高度在洪水期大于下游最高通航水位。

4.根据权利要求1所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述潜坝（20）以其轴线与水流平行设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述桩体（11）为由混凝土灌注成型的混凝土桩。

6.根据权利要求5所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述桩体（11）为圆柱体。

7.根据权利要求1-4任一项所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述潜坝（20）的横截面呈梯形。

8.根据权利要求7所述的船闸引航道口门区导流装置，其特征在于，所述潜坝（20）为抛石潜坝。