[发明专利]一种呈双变量正态曲面形态的丁坝

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁坝，尤其涉及一种呈双变量正态曲面形态的丁坝。

背景技术

丁坝是一种坝根与岸相连、坝体伸入河中、轴线与水流方向呈正交或斜交、平面上与河岸组成形似丁字形的常见水工建筑物。丁坝的主要作用是保护河/海岸、整治航道、维护河相以及保全水生环境多样化等，在长江、黄河等大江大流上均存在大量使用丁坝作为整治或护岸建筑物的河段；通过此类丁坝的在调整水流冲刷浅区从而实现整治目的。

丁坝修建后,由于迎流面上压强急剧增大，行进水流会在强逆压梯度作用下产生流动分离，部分水流直接绕过坝头，部分水流沿坝面向下运动形成螺旋状马蹄形涡系绕丁坝底部而下，在坝头附近造成较深的局部冲刷坑。

传统丁坝由坝基和坝头组成，其平面形状呈直线型或拐头型，坝头多为圆头型或斜线型。

坝头冲刷坑的形成是由于水流的绕流作用致使坝头的绕流流速较大，进而冲刷坝头地基和坝头外河床，随着冲刷坑的加深，在一定程度上将会造成丁坝基础的不断冲刷甚至坝头坍塌沉降，进而导致岸堤险情。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以最大程度地减小坝体应力集中和坝头局部冲刷坑的呈双变量正态曲面形态的丁坝。

本发明的呈双变量正态曲面形态的丁坝，该丁坝外形呈双变量正态曲面，以离岸方向为z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为x轴，丁坝外形满足如下方程：

z=f(x,y)=k2πσxσyexp[-(x22σx2+y22σy2)]]>

其中，y≥0，σ_x为x方向的标准差，σ_y为y方向的标准差，k为修正系数，k用于使丁坝沿河宽方向达到设计长度。

相对于现有技术而言，本发明具有的有益效果如下：

采用双变量正态曲面型的丁坝，不仅可以有效避免丁坝迎流面上压强急剧增大，减小坝体受到应力集中的破坏，还可以将水流挑向远处，避免坝头流速过大；此外，采用这种特殊形态可避免较多流量集中于坝头，减小坝头的局部冲刷坑。

附图说明

图1是双变量正态曲面图；

图2是呈双变量正态曲面形态的丁坝；

图3是呈双变量正态曲面形态的丁坝模型图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的呈双变量正态曲面形态的丁坝，该丁坝外形为双变量正态曲面，完整的双变量正态曲面如图1所示。以离岸方向为z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为x轴，丁坝外形满足如下方程：