[發明專利]分層定向透水式隔流堤

在審

• 申請號: 202010429066.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111535269A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 宋志忠;吳俊東;陳小虎;汪亞超;王翔;王程;黎賢訪;林新志;袁達
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發明涉及水利工程和航運工程領域，公開了一種分層定向透水式隔流堤，包括透水式隔流堤主體，透水式隔流堤主體在水平方向上并排開有若干個連通引航道和河床的透水孔，每個透水孔內設有將透水孔由上至下平均分為若干層透水孔洞的導水隔板，每個透水孔洞位于引航道開口在位于河床開口的下游，每個透水孔洞位于引航道開口在位于河床開口的下方，且透水孔在水平面上的投影均與引航道軸線形成夾角α，為30°～60°，透水孔洞在立面上的投影與豎直線形成傾角β，為45°～60°。本發明分層定向透水式隔流堤，減輕引航道口門區橫向流、回流及泡漩等不良流態影響，有效改善口門區通航條件的同時，不會惡化引航道內的表面流態，同時不需要付出較大的其他代價。

技術領域

本發明涉及水利工程和航運工程領域，具體涉及一種分層定向透水式隔流堤。

背景技術

船閘、升船機等通航建筑物可以克服水位差，是保證梯級開發河流正常通航的重要設施。在通航建筑物的布置中，引航道是船閘或升船機與上、下游河道的連接通道，而引航道與河道銜接處的口門區一般處于靜動水過渡區，受水流擴散和粘滯剪切的作用，不可避免會出現橫向流、回流甚至泡漩等不良流態，影響船舶航行安全或正常通過。

為改善引航道口門區的水流條件，一般采用的方法包括調整隔流堤方向、延長引航道使口門區遠離閘壩以及進行河道擴挖、岸線整治等。但在高山峽谷河段布置通航建筑物經常遇到河寬縮窄水急、險灘急彎交錯、河勢流態復雜等較為惡劣的天然條件，采取上述幾種措施可能無法有效控導引航道口門區水流，若通過大規模開山劈石大幅度改變自然河道形態來改善水流條件，可能需要付出巨大經濟代價，并不能作為優先考慮的實施方案。

現以圖5為例對上述情況進一步說明，由于圖中下游河道本身十分狹窄，設置隔流堤后河道過水斷面被進一步壓縮，受上游彎道水流和下游河道寬度沿程縮窄的共同影響，堤頭以下河道水流向口門區急劇擴散，造成口門區回流和橫向流普遍超標。

如果采用調整隔流堤和引航道布置的方案，產生的效果為：①隔流堤延長，口門區隨之下移，由于下游河道寬度沿程縮窄，堤頭以下河道整體流速加大，口門區水流條件反而有所惡化；②隔流堤縮短，由于堤頭斷面河道相對較寬，口門區的回流范圍和回流強度均明顯減小，但導向作用減弱，口門區橫向流速明顯增大；③隔流堤向河道側偏轉，對上游彎道水流的導向作用增強，口門區前段水流條件有所改善，但由于堤頭偏轉造成河道過水斷面進一步縮窄，形成鎖口效應，反而惡化了口門區中后段水流條件。因此，這種水流特性主要受引航道口門區總體河勢控制，單純通過調整隔流堤布置難以有效擬制口門區回流和橫向流。若采用擴寬河道的方案也可能解決口門區流態問題，但該做法將帶來較大的開挖和支護工程量，從而大幅增加工程投資。另外，人為改變天然地形及河勢條件通常會引起河勢調整、泥沙淤積等更為棘手的問題。

目前，解決該問題比較經濟有效的方法是設置透水式隔流堤，如綦江新灘船閘、嘉陵江新政船閘、渠江風洞子船閘、嘉陵江金溪船閘等工程均采用了這種型式的隔流堤。現有的這些透水式隔流堤設計和研究均考慮了透水率及透水孔軸線與航道軸線的夾角變化對口門區水流條件的影響，通過合理設計可以達到擠壓回流的效果。然而，已有的這些隔流堤透水孔均為全高度范圍單層布置，且僅在平面內約束透水方向，不能控制水流在豎直剖面內的透水方向，對于引航道水位變幅較大的情況，在不同的水位通過透水孔的水流可能惡化表面流態，從而影響船舶在引航道內安全航行。

因此，急需研發一種新的隔流堤型式，既能有效改善高山峽谷復雜河勢條件下引航道口門區的通航水流條件，又不產生其他問題或不利影響。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術的不足，提供一種分層定向透水式隔流堤，減輕引航道口門區橫向流、回流及泡漩等不良流態影響，有效改善口門區通航條件的同時，不會惡化引航道內的表面流態，同時不需要付出較大的其他代價。