[發明專利]一種控制水渠彎道水流超高的導流坎技術

有效

• 申請號: 201310099599.4
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103195016A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 吳宇峰;劉小兵;宋文武;施浩然;曾永忠;符杰;楊耀;付成華;劉曉輝;徐良芳;劉曉慶
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: E02B3/02
• 分類號: E02B3/02;E02B5/08
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

技術領域

本發明屬于水利工程技術領域，尤其屬于水利工程技術中河流河床治理結構設計技術領域，特別涉及一種控制彎道水流超高的導流坎布置與設計技術。

背景技術

在實際水利工程中，由于地形地質的原因，急流彎道廣泛地存在于溢洪道、泄洪涵洞、引水工程、河流航道、潰壩等工程。急流彎道一般由于坡度陡、水流速度快、水流沖刷厲害等原因，導致生產事故頻發。如部分彎道水流貼著凹岸壁面流動，而凸岸基本上卻處于無水狀態，導致凹岸水流翻出邊墻，將下游泄水道沖毀，將陡坡底板基礎掏空，嚴重影響工程的正常運行。

目前，對于彎道水流的超高更多的是關注其控制超高，而對于其過流能力和綜合運行能力關注不夠，如斜檻法不能有效地過流、復合曲線法只能適用于特定渠道，斜底法過流比較小等。導流坎設計結構也簡單，如中國專利CN200720033539.2，其底坎由所述的長坎和短坎構成，其不符合流線型設計，容易遭到破壞，水流很難平順地落在底部，導流的效果不好。底坎背面懸空，更容易遭受空蝕破壞。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種控制水渠彎道水流超高的導流坎技術。本發明要解決的問題是提供一種最大可能減少過流影響、結構更合理、控制水流超高更有效的彎道導流坎布置與設計技術。

本發明通過以下技術方案實現：

控制水渠彎道水流超高的導流坎技術，其特征在于：

在彎道底板上設置多組導流坎構成導流區和過流區；

所述導流坎一端與彎道凹岸連接，另一端延伸至水渠中部與彎道凸岸最小距離為水渠寬度的二分之一至六分之一；導流坎縱向與彎道凹岸邊墻半徑方向的夾角θ為35°至65°；多組導流坎自水渠進口直道與彎道連接處開始布置至彎道出口，相鄰兩導流坎在彎道凹岸邊墻上的間距為彎道半徑的0.08倍至0.2倍；

進一步所述導流坎包括擋水面和背水面，擋水面是一垂直設置的平面，平面一端有凹形弧面與凹岸平滑連接，另一端有凸形弧面與導流坎過流側面平滑連接；背水面頂部到底部由平滑連接的凸形弧面和凹形弧面構成，過流側面沿水流方向F布置。

更進一步導流坎擋水面的高度是水渠水深的0.1至0.6倍。優選導流坎擋水面的高度是水渠水深的0.4倍。

更進一步導流坎擋水面有頂部圓弧過度面。

上述導流坎背水面凸形弧面的弧面半徑是擋水面高度的1至5倍。

上述導流坎背水面凹形弧面的弧面半徑是擋水面高度的3至9倍。

上述導流坎縱向與彎道凹岸邊墻半徑方向的夾角θ優選為50°。

上述導流坎延伸至水渠中部優選與彎道凸岸最小距離為水渠寬度的三分之一。

上述相鄰兩導流坎在彎道凹岸邊墻上的間距為彎道半徑的0.1倍。

上述背水面頂部到底部的凸形弧面半徑是擋水面高度的1至2.5倍、凹形弧面半徑是擋水面高度的1.5至6倍。

本發明有益性：本發明在水渠彎道的底板上，布置導流坎，導流坎將彎道底板分成2個區，即導流區和過流區，方便水流順利通過。同時導流坎的擋水面和背水面分別設計，導流坎擋水面的頂部可以用圓弧過渡，防止水流飛濺；導流坎的背水面用兩段圓弧平滑連接，水流平順地過渡到渠底，便于下一個導流坎有效地導流。本發明導流坎技術能充分地發揮作用，將水流導到凸岸，水流能比較流暢地流向下游，泄洪彎道能充分降低超高，同時又能順利泄流，保證水流平順和延長建筑物使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明彎道和導流坎布置示意圖；

圖2是本發明彎道和導流坎標示示意圖；

圖3是本發明導流坎底面形狀示意圖；

圖4是本發明導流坎立體結構示意圖；

圖5是本發明導流坎橫截面結構示意圖，即圖4EE截面結構示意圖；

圖6是本發明導流坎橫截面另一結構示意圖，即圖4EE截面另一結構示意圖；

圖7是本發明本發明導流坎縱截面結構示意圖，即圖4CC截面結構示意圖。

圖中，1是導流坎，2是導流區，3是過流區，4是擋水面，5是背水面，6是彎道凹岸，7是彎道凸岸，8是凹岸連接側面，9是過流側面，B是河床寬度，B1是擋水面厚度，B2是背水面厚度，D是過流側面與彎道凸岸最小距離，F是水流方向，L是導流坎長度，h2是導流坎擋水面高度，R是彎道凹岸半徑，R1是擋水面凸形弧面，R2是背水面凸形弧面，R3是背水面凹形弧面，R4是擋水面頂部弧面，R5是擋水面凹形弧面，θ是導流坎縱向與彎道凹岸邊墻半徑方向的夾角，S是相鄰兩導流坎在彎道凹岸邊墻上的間距。

具體實施方式