[發(fā)明專利]一種彎道取水明渠內(nèi)攔污網(wǎng)的布設(shè)方法和攔污網(wǎng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811054206.7
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108999152A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓瑞;紀(jì)平;康占山;趙懿珺;劉彥;段亞飛;曾利
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號: E02B5/08
• 分類號: E02B5/08
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華;李桂玲

1.一種彎道取水明渠內(nèi)攔污網(wǎng)的布設(shè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，構(gòu)建彎道明渠三維數(shù)學(xué)模型：三維數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建包括按照明渠設(shè)計(jì)尺寸構(gòu)建模擬明渠渠道，根據(jù)渠道形狀獲取內(nèi)流場特征，以及物項(xiàng)的輸移、聚集過程，并提出攔污網(wǎng)初步布設(shè)原則，指導(dǎo)物理模型的設(shè)計(jì)；

步驟2，構(gòu)建彎道明渠物理模型：確定物理模型的尺寸，為物理模型試驗(yàn)中攔污網(wǎng)的布設(shè)、物項(xiàng)的運(yùn)移趨勢研究提供判定性支持，進(jìn)而優(yōu)化物模試驗(yàn)方案；

步驟3，模型驗(yàn)證：采用物理模型流場實(shí)測結(jié)果驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型模擬結(jié)果，并確定各自的優(yōu)勢；

步驟4，彎道取水明渠流場的分析：彎道取水明渠內(nèi)，水流受彎道影響，流速橫向上進(jìn)行重新分配，彎道進(jìn)口段主流區(qū)貼近凸岸，其后在彎道離心力的作用下，主流區(qū)逐漸脫離凸岸向凹岸側(cè)過渡，在彎道出口段下游主流區(qū)已貼近凹岸水域，在明渠凸岸側(cè)下游區(qū)域形成較大范圍的回流區(qū)，回流區(qū)的長度、寬度及強(qiáng)度與明渠來流流速相關(guān)；

步驟5，攔污網(wǎng)的網(wǎng)型選擇：選取現(xiàn)行主要攔污網(wǎng)的網(wǎng)型，分析攔污網(wǎng)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)前流場，挑選能夠較好利用流場水力特征的攔污網(wǎng)的網(wǎng)型；

步驟6，攔污網(wǎng)布設(shè)位置的選擇：根據(jù)攔污網(wǎng)形成的弱順網(wǎng)流與彎道明渠形成的主流聚集趨向一致時(shí)，水流對污染物的聚集效應(yīng)最佳的原理，以及流場分析的結(jié)果，選擇攔污網(wǎng)的布設(shè)位置；

步驟7，攔污網(wǎng)布設(shè)水平角度的選擇：根據(jù)攔污網(wǎng)水平布設(shè)角β與回流區(qū)起始段水流平均偏轉(zhuǎn)角α*相近時(shí)，能更大限度的利用主流區(qū)的水流偏轉(zhuǎn)趨勢，更有利于漂浮性污染物向特定區(qū)域聚集的原理選取攔污網(wǎng)水平布設(shè)角度；所述的特定區(qū)域是指漂浮性污染物在水流作用下自然聚集的區(qū)域；

步驟8，攔污網(wǎng)布設(shè)垂向傾角的選擇：根據(jù)網(wǎng)面傾斜的角度越小網(wǎng)面與污染物的摩擦力越小的原理，選擇網(wǎng)面的垂向傾角；

步驟9，攔污網(wǎng)表層導(dǎo)流板的布設(shè)：根據(jù)污染物隨水流運(yùn)動(dòng)的跟隨性，設(shè)置表層導(dǎo)流板，將水體中和水體表層漂浮的污染物導(dǎo)至攔污網(wǎng)的特定區(qū)域；

步驟10，攔污網(wǎng)收集裝置的布設(shè)：在沿網(wǎng)面水流的流向下游的特定區(qū)域設(shè)置收集裝置，用于收集水體中和水體表層的污染物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的回流區(qū)起始段水流偏轉(zhuǎn)角α的計(jì)算公式為：α=0.0014 x²-0.75 x+78，

其中：x 為以明渠彎道凸岸拐角點(diǎn)為原點(diǎn)到凹岸拐角結(jié)束點(diǎn)的坐標(biāo)距離，0≤x≤100；當(dāng)x=0時(shí)，α=90，即α（0）=90；

回流區(qū)起始段水流平均偏轉(zhuǎn)角α*為特征位置水流偏轉(zhuǎn)角α的平均值，計(jì)算公式為：α*=[α（0）+α（50）+α（100）] /3。

3.一種使用權(quán)利要求2所述方法而布設(shè)的彎道取水明渠內(nèi)攔污網(wǎng)，包括：設(shè)置在90度轉(zhuǎn)彎明渠轉(zhuǎn)彎后的斜一字型攔污網(wǎng)，所述的攔污網(wǎng)的垂向傾角為90度，其特征在于，所述的攔污網(wǎng)水平布設(shè)角度等于或接近于回流區(qū)起始段水流平均偏轉(zhuǎn)角α，所述的攔污網(wǎng)的一端位于或接近于明渠彎道凸岸拐角點(diǎn)，另一端與凹岸拐角結(jié)束點(diǎn)同側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攔污網(wǎng)，其特征在于，所述的攔污網(wǎng)前設(shè)置有表層導(dǎo)流板。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攔污網(wǎng)，其特征在于，所述的表層導(dǎo)流板的高度小于等于水深的1/4，表層導(dǎo)流板的長度至少為攔污網(wǎng)長度的3/4~4/5。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攔污網(wǎng)，其特征在于，所述表層導(dǎo)流板的一端設(shè)有收集裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攔污網(wǎng)，其特征在于，所述的收集裝置的口門寬度至少為攔污網(wǎng)總長的1/5~1/4。