[发明专利]一种尾部边墙后撤式挑流鼻坎

说明书

一种尾部边墙后撤式挑流鼻坎，由与溢洪道下游末端衔接的过渡段和一端与过渡段衔接、另一端与河道衔接的挑坎段组成，所述过渡段由过渡段底板和过渡段底板两侧的边墙组成，过渡段底板的宽度与溢洪道底板的宽度相同，所述挑坎段由挑坎段底板和挑坎段底板两侧的边墙组成，挑坎段底板为向上凹的曲面，或沿水流方向依次由与过渡段底板位于同一高程的平面段和向上凹的曲面段衔接而成，挑坎段尾部的出水口由挑坎段两侧或一侧尾部边墙后撤形成的侧出水口、斜切式出水口和末端出水口组合而成。上述挑流鼻坎用于狭窄且弯曲的河道，减弱单侧挑射水流对河道对岸的冲刷，减少冲击对岸河岸的涌浪，保证河岸安全。

技术领域

本发明属于水利工程挑流消能设施中的挑坎领域，具体涉及一种边墙后撤式挑坎。

背景技术

挑流消能是水利工程中广泛应用的消能形式，运行水头超过70m的泄水建筑物大多数采用挑流消能。挑流消能的工作方式是将水流引入泄流通道，再经鼻坎将水流挑离水工建筑，利用水流的动能和鼻坎的导向作用将水流抛射入空中，落入下游。挑流消能的最大优点在于工程结构简单，易于建造，造价也相对较低。现有挑流消能鼻坎形式多样，可分为三类：一是连续式挑坎，二是窄缝挑坎，三是斜切挑坎。其中斜切挑坎在实际工程中应用得最为广泛，斜切挑坎的主要特征为靠近河道上游一侧底板以及边墙长度较靠近河流下游一侧底板及边墙长度短，形成的尾部出水口为图7所示的斜切式出水口，使用时，斜切式出水口通常与河道平行，因此靠近河道上游一侧的水流挑射距离较近，靠河道下游一侧的水流挑射距离较远，使水流入水范围沿河流纵向拉长，避免入水靠近下游河岸。但对于狭窄且弯曲的河道，靠近河道下游一侧的水流的入水点极易靠近对岸，并且由于入水方向和河道存在夹角，将使得水流以较高的速度冲击对岸河岸，造成对岸河岸处出现较大的涌浪，危及对岸河岸的安全。对于此问题，现有的解决措施通常是加宽下游河道，并加固对岸岸坡，这样便增加了工程成本和工期。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种尾部边墙后撤式挑流鼻坎，以用于狭窄且弯曲的河道，减弱单侧挑射水流对河道对岸的冲刷，减少冲击对岸河岸的涌浪。

本发明的技术方案：对现有斜切挑坎的尾部出水口进行改进，形成多处分散出水的出水口，以分散落水范围并形成水墙，减少冲击河道对岸的涌浪。

本发明所述尾部边墙后撤式挑流鼻坎，由与溢洪道下游末端衔接的过渡段和一端与过渡段衔接、另一端与河道衔接的挑坎段组成，所述过渡段由过渡段底板和过渡段底板两侧的边墙组成，过渡段底板的宽度与溢洪道底板的宽度相同，所述挑坎段由挑坎段底板和挑坎段底板两侧的边墙组成，挑坎段底板为向上凹的曲面，或沿水流方向依次由与过渡段底板位于同一高程的平面段和向上凹的曲面段衔接而成，挑坎段尾部的出水口由挑坎段两侧或一侧尾部边墙后撤形成的侧出水口、斜切式出水口和末端出水口组合而成。

上述尾部边墙后撤式挑流鼻坎，其末端出水口为直线形出水口或弧线形出水口；当末端出水口为直线形出水口时，其宽度B2小于或等于过渡段底板宽度B1的1/3；当末端出水口为弧线形出水口时，其最大宽度B3小于或等于过渡段底板宽度B1的1/3。

上述尾部边墙后撤式挑流鼻坎，其挑坎段一侧或两侧尾部边墙后撤的长度L2或/和L4小于或等于过渡段底板宽度B1的1/2。

上述尾部边墙后撤式挑流鼻坎，其斜切式出水口与过渡段边墙的夹角α为10～60°。

上述尾部边墙后撤式挑流鼻坎，挑坎段底板水流方向的左边缘为与过渡段底板的左边缘衔接的直线形(对应挑坎段边墙为平面边墙)，挑坎段底板水流方向的右边缘为与过渡段底板的右边缘相切衔接的弧线形(对应挑坎段边墙为弧面边墙)，弧面边墙使得水流在挑坎内转向，从而使挑射水流方向尽可能落入河道中央，并尽可能与河道水流方向一致。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：