[發明專利]一種帶分流口的導流消能設施

在審

• 申請號: 202110973418.0
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113622367A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 劉亞坤;岑嘉豪;張棟;楊姣;張帝;吳劍;鄧楊玉;李卓越;張志強
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;E02B3/10;E02B8/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發明屬于攔河建筑技術領域，提供一種帶分流口的導流消能設施，包括一個導流墩主體及多個相同結構和尺寸的出流透水洞。本發明可完美解決天然河道中不同流量變化帶來的影響：小流量時，水流無需被引導至靜水區，可從出流透水洞直接往下游排放，不會引起墩體及河道破壞；大流量時，在利用出流透水洞將主流區水流與海漫銜接的同時，通過導流墩特有的分流結構，將水流分散為兩個方向的支流進行輸運及消能；超泄流量時，水流漫過導流墩，后者將水流橫向分流的同時縱向擴散，能夠極大地消除水流余能。

技術領域

本發明屬于攔河建筑技術領域，提供一種帶分流口的導流消能設施。

背景技術

在現有技術中，防范河道沖刷破壞的方法主要分為四種：設置導流消能設施、增設消能防沖設施、擴展河道及控制人為因素，其中導流消能設施的優勢在于：

1)消能比較充分，水流的導向比較容易控制，可使河道下游主流區受到消能建筑物的保護；

2)歷史悠久，技術成熟，導向穩定，適應性強，同時不會產生生態環境破壞及影響魚類上溯繁衍等事件發生；

3)對地質條件較差的情況有良好的適應性；

4)運行可靠，導流消能效果好，下游流態穩定，涌浪較小，對河床及兩岸的淘刷較輕；

5)設置靈活，在上游工程建成運行后若發現下游水流流態較差可后期修建補救。

導流消能設施有許多優點的同時，也存在自身或環境局限性，而目前導流消能設施在實際工程中存在的不足之處在于：

1)應用領域單一，總是局限在中、小流量的攔河工程中，對于大流量水流的攔河消能效果較差；

2)為了形成穩定的導向，導流消能設施通常設置的長且厚，不僅后期截流施工困難，占用的河道面積龐大，且追加投資成本也較為巨大。

3)傳統導流消能設施對分流不夠重視，靈活運用河道寬度優勢較少，易造成不必要的消能資源浪費。

關于導流消能設施的體型設計主要有導流墩、導流柵、丁壩、斜底檻和懸柵等幾種單一或者將之結合的聯合消能工，而目前存在的導流墩在實際應用中存在的顯著不足之處在于：

1)導流墩下游流態紊亂，墩體受力復雜，易引起結構振動，影響其使用壽命和消能效果；

2)墩身正面受壓大，對墩體材料強度要求高，建造成本高，導流純粹依靠墩體材料來維持，對材料強度有極大的考驗；

3)墩身體型復雜且龐大，不便于工程實際施工。

為消除下泄水流流經尾水渠后，到達海漫前多余的能量并將其與之平順連接，其間常設置導流墩以增加消能率、調整河道流態和控制水流導向。受環境地形限制等諸多因數影響，部分河道只有下游部分可拓寬，故而存在這樣的問題：當水頭和流量較大時，主流區流速也會相應增大，而下游拓寬的河道因拓寬轉角過大，只有少部分水流會流經拓寬區，無法發揮其應有的作用，導致下游主流區因流速過大造成強烈的沖刷破壞，這樣不僅是維護費用太高，更為嚴重的是會造成環境及周邊建筑物毀壞。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種設計及受力簡單、結構合理、造價經濟的帶分流口的新型導流消能設施，以實現在相同水頭和流量、不影響過水率的條件下，消殺水流多余機械能，減小流速，防止沖刷破壞，縮減后期維護成本。本發明結構兼具引導水流及消能的作用，在保證下泄水流順利進入海漫，改善下游水流流態紊亂、流速過大現象的同時，利用其特有的體型特點，通過等距布置的出流透水洞消除余能，通過高度漸變的導流墩引導水流至靜水區，保護下游河床和岸坡。

為了達到上述目的，本發明技術方案：

一種帶分流口的導流消能設施，包括一個導流墩主體1、多個相同結構和尺寸的出流透水洞2；