[发明专利]非对称转向收缩差动式挑坎体型

说明书

本发明涉及水利水电工程泄水消能领域，公开了一种非对称转向收缩差动式挑坎体型，包括挑坎段主体，挑坎段主体包括挑坎基础及位于挑坎基础上的靠山侧挑坎边墙和靠河床侧挑坎边墙，靠山侧挑坎边墙沿水流方向向靠近挑坎段主体水流方向中轴线转向，靠河床侧挑坎边墙沿水流方向向远离挑坎段主体水流方向中轴线转向，挑坎基础位于靠山侧挑坎边墙与靠河床侧挑坎边墙之间依次布置有第一高坎、第一低坎、第二高坎和第二低坎，第一高坎和第一低坎沿水流方向向河床方向收缩转向。本发明非对称转向收缩差动式挑坎体型，消能效果较好，能有效控制射流的落水位置和范围，能较好的达到保护岸坡和减轻对河道冲刷的目的。

技术领域

本发明涉及水利水电工程泄水消能领域，具体涉及一种非对称转向收缩差动式挑坎体型。

背景技术

水利水电工程枢纽中，必须设置泄水建筑物，用于宣泄库容所不能容纳的洪水，防止洪水漫溢坝顶，保证大坝安全。

对土石坝，一般不容许从坝身溢流或大量溢流，或当河谷狭窄而泄量较大，难于经混凝土坝泄放全部洪水时，则需在岸边或天然垭口位置建造岸边溢洪道或开挖泄水隧洞。

溢洪道作为一种常见的泄水建筑物，除了应有足够的泄流能力外，还应保证其自身的安全和下泄水流与河道水流获得妥善的衔接。

随着坝工建设的快速发展，泄洪消能技术有不少新的进展，其中挑流消能发展很快，已成为中高水头、大单宽流量泄水建筑物的主要消能措施。近年来新型消能工不断出现，目前岸边式泄水建筑物挑流消能工主要有：连续坎、差动坎、斜挑坎、扭曲坎等。由于下泄水流往往具有水头高、流速大且水股集中的特点，能量较大，若不进行妥善处理，将会导致下游河床和岸坡被严重冲刷，甚至造成岸坡坍塌，进而危及大坝和泄水建筑物等的稳定和安全。因此，泄水建筑物采用挑流消能方式的关键在于选择适宜的挑坎体型，使射流部分能量尽可能在空中消除，并有效控制射流落入下游河床的位置、范围和流量分布。而由于水利水电工程建设中，不同工程枢纽布置、地形地质条件、泄水建筑物布置、水文和运用等条件千变万化，上述挑坎体型适用范围和效果均有一定的局限性，有时还不能达到理想的要求和消能效果。如受枢纽布置、地形地质条件限制，由于单宽泄量较大、岸边式泄水建筑物出口布置困难、下游河道较窄等原因，泄水建筑物出口轴线与下游岸坡只能呈较小角度相交，但下游岸坡及河床抗冲刷能力较差的条件下，采用目前已有的挑流消能工型式达不到理想的效果，在空中消能不够充分，不能有效控制射流落入下游河床的位置、范围，不能较好的保护下游靠山侧岸坡以及减轻对河床的冲刷。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种非对称转向收缩差动式挑坎体型，消能效果较好，能有效控制射流的落水位置和范围，能较好的达到保护岸坡和减轻对河道冲刷的目的。

为实现上述目的，本发明所设计的一种非对称转向收缩差动式挑坎体型，包括挑坎段主体，所述挑坎段主体的起始端与上游泄槽末端衔接，所述挑坎段主体包括挑坎基础及位于所述挑坎基础上的靠山侧挑坎边墙和靠河床侧挑坎边墙，所述挑坎基础为较低标号的混凝土，并维持挑流消能段的稳定，所述靠山侧挑坎边墙沿水流方向向靠近所述挑坎段主体水流方向中轴线转向，所述靠河床侧挑坎边墙沿水流方向向远离所述挑坎段主体水流方向中轴线转向，且所述靠山侧挑坎边墙的转向角度大于所述靠河床侧挑坎边墙的转向角度，所述挑坎基础位于所述靠山侧挑坎边墙与靠河床侧挑坎边墙之间依次布置有第一高坎、第一低坎、第二高坎和第二低坎，且所述第一高坎和第一低坎位于所述挑坎段主体水流方向中轴线的靠山侧，所述第二高坎和第二低坎位于所述挑坎段主体水流方向中轴线的靠河床侧，所述第一高坎和第一低坎沿水流方向向河床方向收缩转向，所述所述靠山侧挑坎边墙、靠河床侧挑坎边墙、第一高坎、第一低坎、第二高坎和第二低坎通过所述挑坎基础进行支撑。

优选地，所述第二高坎沿水流方向收缩，以使其射流与所述第一高坎和第一低坎的射流在空中充分混掺碰撞消能，所述第二低坎沿水流方向向河床方向扩散转向，以使出坎总宽度减小的幅度较小，不至于过多的增加出水单宽流量。