CN218969918U - 一种溢流坝 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种溢流坝，包括坝体，所述坝体表面包括初溢面、速流面和终泻面，所述初溢面、速流面和终泻面依序首尾相连，所述速流面在所述坝体横断面中的投影为一条自上向下延伸的幂函数曲线段，所述速流面设有消能台阶。采用本实用新型的技术方案，将坝体表面划分初溢面、速流面和终泻面，当水流流过初溢面时，使水流流量逐渐递增，当水流经过速流面时，相比现有技术，使水流流速和水流流量均增加，同时下泄水流不断与消能台阶碰撞，从而挑起水舌，水舌在空中不断掺气，从而提高下泄水流的掺气效率，提升水利设施的消能效果，最后，经过消能处理后的水流再经过终泻面快速流入溢流坝下游。

Description

一种溢流坝

技术领域

本实用新型属于溢流坝技术领域，尤其涉及一种溢流坝。

背景技术

近年来，随着我国筑坝技术的日益发展，溢流坝已在国内外各项水利工程中获得广泛应用，在对下泻水流进行消能处理方面，常规的溢流坝消能率一般仅仅局限于40m³/(s·m)的小单宽流量，在大单宽流量和高水头的情况下，由于溢流水舌的覆盖，阶梯面通气难，可能产生空蚀空化破坏，因而不可能应用于高水头、大单宽流量的泄洪建筑物中。

根据已有的工程实践及无数试验表明，掺气减蚀是防止阶梯溢流坝发生空蚀破坏最有效、最经济的办法。试验研究表明，水体中掺气浓度达到2％左右时，掺气效果明显得到改善，已经大大减轻了空蚀破坏的可能性，当掺气浓度达到7％左右时，完全可避免空蚀破坏。故高效的掺气设施对避免阶梯溢流坝发生空蚀破坏以及确保水利水电工程安全运行具有一定的意义。现有技术中，公开号为：“CN109056668A”的专利文献，公开了一种阶梯溢流坝宽尾墩尾部的防空化设施，采用闸墩与宽尾墩结合的入口大于出口的闸室，能够利用宽尾墩增大对水流的压缩能力，将下泄水流横向收缩竖向拉伸，挑射至下游，成股的挑射水舌在空中互相掺气、碰撞，从而提高宽尾墩的消能效果，而宽尾墩尾部的挑坎，可将从闸室流出的水体挑离溢流面，从而使之后的溢流面形成无水区，利用带有掺气槽新型过渡阶梯的体型来改变掺气空腔面积的大小和形状，加之通气孔、通气井进行掺气，提高该处的掺气量，进而让最容易受空蚀空化破坏的溢流坝面合理掺气，降低破坏可能。空腔后的台阶恰好是水舌前沿跌落点，利用台阶对水流的摩阻作用，加速台阶对泄流能量的耗散；之后利用反弧段和消力池进一步消能。

上述专利文献中记载的技术方案，采用宽尾墩+台阶+消力池的结构，对提高下泻水流的消能率起到了一定效果，然而研究表明，下泻水流过流面也对消能率具有重要影响，当下泻水流过流面较为平缓时，下泻水流流速缓慢，下泄水流流量较小，下泄水流在与台阶碰撞时无法挑起有效的水舌，继而使水舌无法在空中完成掺气，掺气量较少，导致消能率较低，继而致使溢流坝局部受空蚀空化破坏。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种溢流坝。

本实用新型提供了一种溢流坝，包括坝体，所述坝体表面包括初溢面、速流面和终泻面，所述初溢面、速流面和终泻面依序首尾相连，所述速流面在所述坝体横断面中的投影为一条自上向下延伸的幂函数曲线段，所述速流面设有消能台阶。

所述初溢面在所述坝体横断面中的投影是一条自下向上延伸的椭圆曲线段。

所述椭圆曲线段的长度为7.57m。

所述幂函数曲线段的长度为41.05m。

所述终泻面在所述坝体横断面中的投影是一条自上而下倾斜下降的直线段。

所述直线段的斜率为1:0.75。

所述直线段的长度为11.19m。

所述坝体表面还设有多个闸墩，闸墩设置于所述初溢面，并且闸墩背水侧与尾墩翼的一端固连，尾墩翼的另一端向其相邻闸墩延伸接近。

所述闸墩在所述坝体横断面中的投影为直角梯形，该直角梯形的斜边为所述闸墩背水侧。

所述坝体左右两侧还设有一对边墙，该对边墙之间设有消力坎，消力坎、该对边墙与所述终泻面合围形成消力池。

本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型的技术方案，将坝体表面划分初溢面、速流面和终泻面，当水流流过初溢面时，使水流流量逐渐递增，当水流经过速流面时，相比现有技术，使水流流速和水流流量均增加，同时下泄水流不断与消能台阶碰撞，从而挑起水舌，水舌在空中不断掺气，从而提高下泄水流的掺气效率，提升水利设施的消能效果，最后，经过消能处理后的水流再经过终泻面快速流入溢流坝下游。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的右视图。

图中：1-坝体，2-闸墩，3-尾墩翼，4-边墙，5-消力坎，11-初溢面，12-速流面，13-终泻面，14-消能台阶。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

本实用新型提供了一种溢流坝，如图1、图2所示，包括坝体1，坝体1表面包括初溢面11、速流面12和终泻面13，初溢面11、速流面12和终泻面13依序首尾相连，速流面12在坝体1横断面中的投影为一条自上向下延伸的幂函数曲线段，速流面12设有消能台阶14。

采用本实用新型的技术方案，将坝体表面划分初溢面、速流面和终泻面，当水流流过初溢面时，使水流流量逐渐递增，当水流经过速流面时，相比现有技术，使水流流速和水流流量均增加，同时下泄水流不断与消能台阶碰撞，从而挑起水舌，水舌在空中不断掺气，从而提高下泄水流的掺气效率，提升水利设施的消能效果，最后，经过消能处理后的水流再经过终泻面快速流入溢流坝下游。

具体的，初溢面11在坝体1横断面中的投影是一条自下向上延伸的椭圆曲线段。优选椭圆曲线段的长度为7.57m。采用本实用新型的技术方案，当水流流过初溢面时，使水流流量缓慢累积，一方面，提高水流倾泻效率，另一方面，流量更大的水流在与消能台阶碰撞时，更易于挑起水舌，从而提高对下泄水流的掺气率。

另外，优选幂函数曲线段的长度为41.05m。采用本实用新型的技术方案，速流面12在坝体1横断面中的投影为一条自上向下延伸的幂函数曲线段，从而使水流经过速流面12时，下泄水流快速跌落，并且以极快的速度与消能台阶14碰撞，从而挑起水舌，继而使水舌在空中完成掺气，提高对下泄水流的掺气率。

此外，终泻面13在坝体1横断面中的投影是一条自上而下倾斜下降的直线段。优选直线段的斜率为1:0.75。直线段的长度为11.19m。从而使经过消能处理后的水流再经过终泻面快速流入溢流坝下游。

具体地，坝体1表面还设有多个闸墩2，闸墩2设置于初溢面11，并且闸墩2背水侧与尾墩翼3的一端固连，尾墩翼3的另一端向其相邻闸墩2延伸接近。相邻闸墩2之间可以按照相应的闸门，尾墩翼3布设于终泻面13的上方，从而利用宽尾墩增大对水流的压缩能力，将下泄水流横向收缩竖向拉伸，挑射至下游，成股的挑射水舌在空中进一步互相掺气、碰撞，从而进一步提高下泄水流的掺气率，提高消能效果。

此外，闸墩2在坝体1横断面中的投影为直角梯形，该直角梯形的斜边为闸墩2背水侧。坝体1左右两侧还设有一对边墙4，该对边墙4之间设有消力坎5，消力坎5、该对边墙4与终泻面13合围形成消力池。采用本实用新型的技术方案，经过消能处理后的水流再经过终泻面快速流入消力池内，并经过与消力坎碰撞，进一步挑起水舌，进一步对水流掺气，进一步提升了水流掺气率和消能效果。

Claims (10)

1.一种溢流坝，其特征在于：包括坝体(1)，所述坝体(1)表面包括初溢面(11)、速流面(12)和终泻面(13)，所述初溢面(11)、速流面(12)和终泻面(13)依序首尾相连，所述速流面(12)在所述坝体(1)横断面中的投影为一条自上向下延伸的幂函数曲线段，所述速流面(12)设有消能台阶(14)。

2.如权利要求1所述的溢流坝，其特征在于：所述初溢面(11)在所述坝体(1)横断面中的投影是一条自下向上延伸的椭圆曲线段。

3.如权利要求2所述的溢流坝，其特征在于：所述椭圆曲线段的长度为7.57m。

4.如权利要求1所述的溢流坝，其特征在于：所述幂函数曲线段的长度为41.05m。

5.如权利要求1所述的溢流坝，其特征在于：所述终泻面(13)在所述坝体(1)横断面中的投影是一条自上而下倾斜下降的直线段。

6.如权利要求5所述的溢流坝，其特征在于：所述直线段的斜率为1:0.75。

7.如权利要求5或6所述的溢流坝，其特征在于：所述直线段的长度为11.19m。

8.如权利要求1所述的溢流坝，其特征在于：所述坝体(1)表面还设有多个闸墩(2)，闸墩(2)设置于所述初溢面(11)，并且闸墩(2)背水侧与尾墩翼(3)的一端固连，尾墩翼(3)的另一端向其相邻闸墩(2)延伸接近。

9.如权利要求8所述的溢流坝，其特征在于：所述闸墩(2)在所述坝体(1)横断面中的投影为直角梯形，该直角梯形的斜边为所述闸墩(2)背水侧。

10.如权利要求1所述的溢流坝，其特征在于：所述坝体(1)左右两侧还设有一对边墙(4)，该对边墙(4)之间设有消力坎(5)，该对边墙(4)与所述终泻面(13)合围形成消力池。

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