[發明專利]一種緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構

有效

• 申請號: 202010630729.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN112195877B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 王哲鑫;胡小禹;張華;陸高明
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;浙江華東工程建設管理有限公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明公開了一種緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構，包括位于明渠內底坡中部位置的突降底坡，和分別位于所述突降底坡上游與下游位置的上游底坡與下游底坡，以及沿所述突降底坡下游方向銜接設置的擴散邊墻；所述突降底坡包括沿垂直于水流方向依次設置的第一突降底坡、第二突降底坡與第三突降底坡。本發明提供在緩坡明渠內設置的陡坡突降結構，通過在明渠中部形成局部陡坡急流和擴散段，使得水流在明渠中后段出現水躍，利用水躍的旋滾進行水流消能，以降低明渠出口的流速，減少對河道或邊坡的沖刷，通過三分區式突降結構+擴散結構設計，能夠根據流量情況進一步調整明渠內的水流條件。

技術領域

本發明涉及一種在長緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構，主要適用于水利水電工程中的施工導流明渠中進行水流消能，減少出口沖刷破壞，屬于水利水電工程中流道泄洪消能技術領域。

背景技術

在水利水電工程中，導流明渠作為重要的臨時工程，承擔宣泄施工期洪水的作用，但受地形、地質條件及周邊建筑物等因素的制約，導流明渠的布置位置多較為局促，在大流量洪水過流的情況下，明渠出口水流流速較高，沖刷河床或岸坡，而導流明渠作為臨時工程，采用消力池、消能墩等常規水流消能設施對工程總體投資控制不利，因此，需要一種結構簡約、易于施工、造價較低、消能效果突出的明渠內水流消能結構。

基于上述情況，本發明提出了一種緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構，可有效解決以上問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構。本發明提供在緩坡明渠內設置的陡坡突降結構，通過在明渠中部形成局部陡坡急流和擴散段，使得水流在明渠中后段出現水躍，利用水躍的旋滾進行水流消能，以降低明渠出口的流速，減少對河道或邊坡的沖刷，通過三分區式突降結構+擴散結構設計，能夠根據流量情況進一步調整明渠內的水流條件。

為解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案實現：

一種緩坡明渠內底坡三分區突降式消能結構，包括位于明渠內底坡中部位置的突降底坡，和分別位于所述突降底坡上游與下游位置的上游底坡與下游底坡，以及沿所述突降底坡下游方向銜接設置的擴散邊墻；所述突降底坡包括沿垂直于水流方向依次設置的第一突降底坡、第二突降底坡與第三突降底坡。

作為本發明的一種優選技術方案，所述擴散邊墻沿水流方向，向一側或左右兩側擴散，擴散角度為0～ 6°。

作為本發明的一種更優選技術方案，所述擴散邊墻包括沿水流方向向左右兩側擴散形成與突降底坡銜接設置的第一擴散邊墻與第二擴散邊墻。

作為本發明的一種優選技術方案，所述第一突降底坡與第三突降底坡的坡比相同，與第二突降底坡的坡比可相同或不同。

作為本發明的一種更優選技術方案，所述突降底坡的坡比設置范圍為1:10～ 1:1之間。

作為本發明的一種優選技術方案，所述突降底坡在明渠中部1/3范圍內布置。

作為本發明的一種更優選技術方案，所述上游底坡與下游底坡均設置為緩坡。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

1、本發明通過在突降段設置的第一突降底坡、第二突降底坡與第三突降底坡分別采用1:10～1:1等不同的底坡坡比調整，可以使得水流在明渠內形成不同位置的三道水躍，進一步調整流態，通過水躍的翻滾和摻混作用，使水流的動能轉化為熱能，降低水流流速

2、本發明通過在擴散段設置的第一擴散邊墻與第二擴散邊墻，其擴散角在0～6°范圍之間進行調整，可以進一步使下游流速降低，增加局部急流與緩流之間的過渡效應，加強水躍的效果。