[发明专利]一种淤地坝及其设计方法

说明书

本发明公开了一种淤地坝及其设计方法。该淤地坝包括设置有透水网的安装板，坝体上开设有与安装板对应的横向透水孔组，坝体上开设有与横向透水孔组对应的竖向安装槽，竖向安装槽上设置有2对以上的U型安装槽，坝体的背水面设置有平行于水流方向的加强结构。该设计方法包括基于当地流域气象、水文、地质地貌和暴雨数据得到设计洪水位和校核洪水位从而得到坝体高程；在确定了坝体上模拟不同大小和不同分布方式的透水孔后进行荷载分析和渗流分析；基于荷载分析和渗流分析结果确定透水孔的尺寸和分布方式；基于透水孔的尺寸和分布方式确定透水网和安装板的尺寸以及竖向安装槽的分布方式；获取当地泥沙粒径，并基于当地泥沙粒径确定透水网的网格尺寸。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种淤地坝及其设计方法。

背景技术

修建淤地坝是重要的水土保持措施之一，在水土流失治理中发挥了重要作用。

目前，淤地坝主要通过泄洪洞或溢洪道进行泄水，但是泄洪洞或溢洪道都是针对某一标准供水设计，也就是水位超过该标准时，水资源才会一次性大量下泄。这种一次性大量下泄的方式导致水资源的利用率偏低，容易导致下游水资源匮乏。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种水资源利用率更高的淤地坝及其设计方法。

为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种淤地坝，其包括坝体和2个以上安装板，安装板上设置有一组透水网，坝体上开设有与安装板一一对应的横向透水孔组，坝体上开设有与横向透水孔组一一对应的竖向安装槽，竖向安装槽延伸至坝体顶部，竖向安装槽的一组相对侧壁上设置有2对以上与安装板配合的U型安装槽；坝体的背水面设置有消力池，坝体的背水面设置有平行于水流方向的加强结构。

进一步地，加强结构远离坝体的一面为向内的弧面。

进一步地，加强结构的数量为多个，多个加强结构一一分布于相邻横向透水孔组之间和位于边缘的横向透水孔组外侧。

进一步地，横向透水孔组中透水孔为圆形、矩形或腰型。

进一步地，透水网的直径大于透水孔的直径。

进一步地，安装板和透水网的材质为钢材。

进一步地，坝体顶部安装有与U型槽顶部配合的可拆卸盖板。

进一步地，还包括设置在坝体迎水面一侧的减速结构，减速结构的高度低于坝体的高度。

进一步地，坝体靠近边缘的一侧设置有开口，坝体上设置有与开口配合的升降式开合闸门和与升降式开合闸门配合的泥沙导向槽，泥沙导向槽两边向开口中心线方向收拢，坝体的背水面设置有与开口配合的泥沙容纳池。

另一方面，本方案还提供一种基于本方案设计的淤地坝的设计方法，其包括：

获取当地历史数据，并根据当地历史数据计算拦泥坝高h_拦、滞洪坝h_滞和安全超高Δh和坝体宽L；

根据拦泥坝高h_拦、滞洪坝h_滞和安全超高Δh计算坝体高H，其计算表达式为：

H＝h_拦+h_滞+Δh；

根据拦泥坝高h_拦、滞洪坝h_滞、安全超高Δh、坝体高H和坝体宽L计算所有横向透水孔组中最低透水孔与坝体底面之间的高度h₁、最高透水孔与坝体底面之间的高度h₂和透水孔的纵截面积s，其计算表达式为：

h₁＝ah_拦