[發明專利]窄河谷岸邊泄水建筑物出口消能結構

在審

• 申請號: 201910035372.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109750640A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 孔彩粉;鄧毅國;楊健;劉士佳;尹進步;劉海宇
• 申請（專利權）人: 中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

本發明公開了一種窄河谷岸邊泄水建筑物出口消能結構，包括泄槽和鼻坎，泄槽位于鼻坎的上游，包括由直線段、拋物線段、斜切線段和圓弧段組成的泄槽底板，以及由直線段和圓弧段組成的兩側邊墻，兩側圓弧段邊墻均向鄰河側小角度偏轉；所述鼻坎位于泄槽的下游，包括底板和設置在底板靠山體側并與泄槽圓弧邊墻相切的鼻坎邊墻，以及位于底板上并與鼻坎邊墻相切的扭曲貼角體和設置在底板鄰河側邊緣的楔形小挑坎。本發明出口消能結構，可使水舌縱向拉開和橫向擴散，減少對狹窄河谷岸坡的沖刷，降低水舌軌跡，減弱泄洪霧化，同時降低了鼻坎邊墻高度。

技術領域

本發明涉及水工建筑物的消能結構，尤其是一種窄河谷岸邊泄水建筑物出口消能結構。

背景技術

水利水電工程泄水建筑物出口的水流流速一般都比較大，泄洪時常出現水流沖刷岸坡、泄洪霧化等問題，當河谷狹窄、出口高程高出河道水位較多時，岸坡沖刷和霧化問題更為突出。

為解決此問題，工程中常采用異型挑坎、窄縫挑坎、曲面貼角窄縫挑坎等結構。異型挑坎有舌型挑坎、燕尾挑坎、斜切挑坎等，控制挑流水舌方向、入水落點及沖刷坑位置。窄縫挑坎是通過側墻收縮使挑射水舌沿縱向拉開，以達到提高消能效果較少沖刷的目的。這些挑坎結構控制的水舌，或是橫向擴散，或是縱向拉開，或是通過多個挑坎過流實現縱向拉開與橫向擴散的結合。當采用窄縫挑坎消能時，挑坎段的邊墻常常較高。

曲面貼角窄縫鼻坎可以實現水流的縱向拉開與導向作用，但對于要求水舌底部跨岸距離大的工程，曲面貼角鼻坎底部溜槽的導向作用非常有限，而加大溜槽導向作用，又必然增加上部水體的流量，上部水體流量的增加會導致頂部水舌縱向拉開幅度受到限制，且水舌對撞后形成的拋灑水舌又產生砸岸問題，另外曲面貼角窄縫鼻坎形成的水舌霧化問題也比較嚴重。因此對于河谷狹窄同時要求水舌底部跨岸距離大的工程，曲面貼角窄縫鼻坎并不適合。

當河谷狹窄、出口高程高且泄槽軸線與河道中心線夾角較大時，即要考慮水流沖刷對岸，又要兼顧水舌跨越本岸以避免本岸沖刷；當泄水建筑物出口附近存在居民及潛在滑坡體等情況時，還應控制下泄水流帶來的霧化問題。減少沖刷需要充分消能，而消能的同時又不可避免的帶來霧化問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種窄河谷岸邊泄水建筑物出口消能結構，解決狹窄河谷泄水建筑物出口水流沖刷岸坡、降低鼻坎邊墻高度及減輕霧化問題。

本發明所采用的技術方案是：一種窄河谷岸邊泄水建筑物出口消能結構，包括泄槽和鼻坎，泄槽位于鼻坎的上游，泄槽部分位于山體內，部分位于山體外，其下游設置兼顧導向和擴散作用的鼻坎；鼻坎包括鼻坎底板、設置在鼻坎底板靠山體側并與泄槽邊墻相切的鼻坎邊墻、設置在鼻坎底板鄰河側邊緣的楔形小挑坎，在鼻坎底板上設置有貼角體，貼角體由不同高度、不同半徑、不同圓心的系列圓弧扭曲而成，系列圓弧與鼻坎邊墻相切；系列圓弧的圓心均在垂直于鼻坎邊墻的垂線上，各圓心的高程不同；系列圓弧的起點均在鼻坎邊墻的起點處，系列圓弧的末端點在與鼻坎邊墻垂直的出口斷面上，鼻坎邊墻為前段等高后段變高，楔形小挑坎為高出鼻坎底板并向鼻坎底板方向傾斜的楔形體。

所述泄槽包括作為泄槽主體的直線段泄槽，位于泄槽出口部位依次連接的泄槽拋物線段底板、泄槽斜切線段底板和泄槽圓弧段底板，以及位于泄槽拋物線段底板和泄槽斜切線段底板兩側的直線段邊墻和位于泄槽圓弧段底板兩側的圓弧段邊墻，兩側的圓弧段邊墻均向鄰河側偏轉。

所述直線段泄槽、泄槽拋物線段底板、泄槽斜切線段底板、泄槽直線段邊墻位于山體內，泄槽圓弧段底板和圓弧段邊墻位于山體外。

本發明的有益效果是：

(1)窄河谷岸邊泄水建筑物出口的消能結構，采用了一種導向與擴散相結合的布置結構，即通過泄槽邊墻和鼻坎貼角體的導向擴散作用，以及鼻坎底板鄰近河道一側邊緣楔形小挑坎的挑流作用，解決了水舌跨岸、沖刷對岸問題，減輕了霧化問題。