CN212896235U - 一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，包括设有左边墙、右边墙、泄槽、反弧段、导向段、出射段；所述反弧段与泄槽相接，左边墙及右边墙分别与泄槽的左右边墙相接；反弧段后接导向段；导向段后接出射段，出射段末端弧形曲线出口处设置若干个梯形下嵌凹槽。该舌形挑坎设置有一定角度的转角及不对称边墙，可以控制水舌入射方向及范围，因势利导，将下泄水流挑射至下游河床适当的位置，增大挑坎对下游地形的适应能力，同时，该舌形挑坎出口处设置若干个梯形下嵌凹槽，保证出射水流横向扩散能力的同时，可以增大其竖向扩散能力，使水流横向及竖向空间充分扩散，增大天然河床的消能功率，降低入射水舌对天然河床的冲刷深度。

Description

一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，尤其涉及到一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎。

背景技术

在国内外大坝泄水建筑物中，挑流消能方式的应用最为广泛。挑流消能的基本原理是利用高速水流所挟带的巨大动能，因势利导将水流挑射至远离建筑物的下游，使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全。水流在空中及水下射程中应尽可能分散，以利于通过水体剪切和混掺消杀大量能量，减轻对河床的冲刷。挑流消能的关键在于挑坎体型的选择，随着坝工建设的发展，各具特色的挑坎体型陆续出现，其中连续挑坎、差动挑坎、高低挑坎、窄缝挑坎、舌形挑坎等应用较广。

舌形挑坎的设计原理是利用顺水流方向的曲率以及挑坎出口处的弧形曲线，加大水流的横向扩散，可以分散下泄水流，减少水舌入射天然河床时的单宽流量，增大天然河床的消能功率，有效减轻下泄水舌对天然河床的冲刷，进而保证建筑物结构的安全。常规舌形挑坎加大了水舌的横向扩散幅度，导致下游河床需要较大的宽度才能满足水舌完整入水的需要，因而舌形挑坎对下游河床的宽度要求较高，对下游地形的适应能力较差；另外，虽然常规舌形挑坎横向扩散能力较强，但是其竖向扩散能力较差，导致水舌进入河床位置相对集中，入射水舌形成一横向扩散集中条带，不能充分利用天然河床的水垫消能。

实用新型内容

针对常规舌形挑坎对下游地形适应能力较差、竖向扩散能力较差的缺点，本实用新型的目的是提供一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，该舌形挑坎设置有一定角度的转角及不对称边墙，可以控制水舌入射方向及范围，因势利导，将下泄水流挑射至下游河床适当的位置，增大挑坎对下游地形的适应能力，同时，该舌形挑坎出口处设置若干个梯形下嵌凹槽，保证出射水流横向扩散能力的同时，可以增大其竖向扩散能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，包括设有左边墙、右边墙、泄槽、反弧段、导向段、出射段；所述反弧段与泄槽相接，左边墙及右边墙分别与泄槽的左右边墙相接；反弧段后接导向段；导向段后接出射段，出射段末端弧形曲线出口处设置若干个梯形下嵌凹槽。

进一步的，所述反弧段半径为m，m为泄槽宽度B的1倍～4倍，角度为β，β在10°～40°之间，反弧段采用弧形底板以形成挑射水流。

进一步的，所述左边墙及右边墙采用采用左右不对称型式的边墙，左边墙及右边墙长度不同。

进一步的，所述导向段水平方向偏转半径为R，R为泄槽宽度B的1.5倍～3倍，偏转角度为α，α在0°～20°之间；导向段竖直方向偏转半径为n，n为泄槽宽度B的1倍～3倍，偏转角度为γ，γ在0°～30°之间。

进一步的，所述出射段与导向段以相切的形式相接，出射段末端采用常规舌形挑坎的弧形曲线。

进一步的，梯形下嵌凹槽的结构在水平方向及竖直方向设置扩散。

与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：

(1)该舌形挑坎设置有一定角度的转角，可以控制水舌入射方向，因势利导，将下泄水流挑射至下游河床适当的位置，增大挑坎对下游地形的适应能力，避免水舌对下游河岸的冲蚀破坏。

(2)该舌形挑坎采用左右不对称型式的边墙，通过调整左右两侧边墙的长短可以控制水舌的入射范围，既能使水舌形成进一步的纵向拉伸，又能缩短挑坎的长度。

(3)该舌形挑坎出口处设置若干个梯形下嵌凹槽，保证出射水舌横向扩散能力的同时，可以增大其竖向扩散能力，使水流横向及竖向空间充分扩散，水舌受空气阻力及混掺作用消减部分能量后空间立体入水，增大水舌入射天然河床的范围，可以利用天然河床水垫充分消能，增大天然河床的消能功率，降低入射水舌对天然河床的冲刷深度。

(4)该舌形挑坎既能根据下游地形合理控制水舌的导向及入河位置，又能使水流横向及竖向空间充分扩散，可以利用天然河床水垫充分消能，使消能工结构更为合理，进而保证建筑物结构的安全。

附图说明

图1为挑坎平面布置图；

图2为挑坎轴线剖视图。

附图中的标记为：1为左边墙；2为右边墙；3为泄槽；4为反弧段；5为导向段；6为出射段；7为下嵌凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，该挑坎采用反弧段4与泄槽3相接，其左边墙1及右边墙2分别与泄槽3的左右边墙相接。反弧段4半径为m，m为泄槽3宽度B的1倍～4倍，角度为β，β在10°～40°之间，利用反弧段4的弧形底板以形成挑射水流。

反弧段4后接导向段5，导向段5水平方向偏转半径为R，R为泄槽3宽度B的1.5倍～3倍，偏转角度为α，α在0°～20°之间；导向段5竖直方向偏转半径为n，n为泄槽3宽度B的1倍～3倍，偏转角度为γ，γ在0°～30°之间。导向段5的设置，可以灵活控制挑射水流的水平方向及竖直方向入射角度，控制水舌入水点，可以因势利导，将下泄水流挑射至下游河床适当的位置，增大挑坎对下游地形的适应能力，避免水舌对下游河岸的冲蚀破坏。

左边墙1及右边墙2根据挑坎导向方向，采用采用左右不对称型式的边墙，左边墙1及右边墙2长度不同，通过合理调整左、右两侧边墙的长短可以控制水舌的入射范围，既能使水舌形成进一步的纵向拉伸，又能缩短挑坎的长度。

导向段5后接出射段6，出射段6与导向段5以相切的形式相接，保证下泄水流的顺畅，出射段6末端采用常规舌形挑坎的弧形曲线，以加大水流的横向扩散能力。

出射段6末端弧形曲线出口处设置若干个梯形下嵌凹槽7，梯形下嵌凹槽7结构在水平方向及竖直方向设置一定的扩散，保证出射水舌横向扩散能力的同时，可以增大其竖向扩散能力，使水流横向及竖向空间充分扩散，水舌受空气阻力及混掺作用消减部分能量后空间立体入水，增大水舌射入天然河床的范围，可以利用天然河床水垫充分消能，增大天然河床的消能功率，降低入射水舌对天然河床的冲刷深度。

当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：包括设有左边墙(1)、右边墙(2)、泄槽(3)、反弧段(4)；所述反弧段(4)与泄槽(3)相接，左边墙(1)及右边墙(2)分别与泄槽(3)的左右边墙相接；反弧段(4)后接导向段(5)；导向段(5)后接出射段(6)，出射段(6)末端弧形曲线出口处设置若干个梯形下嵌凹槽(7)。

2.根据权利要求1所述的具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：所述反弧段(4)半径为m，m为泄槽(3)宽度B的1倍～4倍，角度为β，β在10°～40°之间，反弧段(4)采用弧形底板以形成挑射水流。

3.根据权利要求1所述的具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：所述左边墙(1)及右边墙(2)采用采用左右不对称型式的边墙，左边墙(1)及右边墙(2)长度不同。

4.根据权利要求1所述的具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：所述导向段(5)水平方向偏转半径为R，R为泄槽(3)宽度B的1.5倍～3倍，偏转角度为α，α在0°～20°之间；导向段(5)竖直方向偏转半径为n，n为泄槽(3)宽度B的1倍～3倍，偏转角度为γ，γ在0°～30°之间。

5.根据权利要求1所述的具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：所述出射段(6)与导向段(5)以相切的形式相接，出射段(6)末端采用常规舌形挑坎的弧形曲线。

6.根据权利要求1所述的具有导向作用的空间扩散舌形挑坎，其特征在于：梯形下嵌凹槽(7)的结构在水平方向及竖直方向设置扩散。

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