[实用新型]一类低水噪声低水花的拦河坝装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及拦河坝的结构组成及水的流形曲面。

技术背景

目前拦阻河道水流，并能灵活可控地抬高其上游水位的方法有多种：

其中最简单的方法之一，就是在需抬高水位河段的下游河道两岸边各开凿或用水泥浇注出一对竖直滑槽，同时在该两岸滑槽间的河道中，横向垂直于水流方向顺槽一块块地放下如木板等拦阻物，就能可变地拦阻河道中水流而形成不同的上游水位。但该方法的缺点是，当上游水从其顶上溢流出时，将很快跌落下来形成水落噪声和水花，同时该简易方法也只适用于水面不宽的小河或水沟等水利设施。

另一种方法是在需抬高水位河段的下游河道中设置一个橡胶充水囊，通过向囊中充入不同的水量，使其形成不同的高度，从而就能连续可控地把上游水位抬高到预定的水位高度。由于从橡胶水囊的制作和其受力结构等因素考虑，该橡胶充水囊往往都会被做成圆柱体形状，垂直于水流方向横卧在河道中央，以此直接对上游来水形成阻挡。所以当上游河水从其顶上溢流出后，同样也会很快跌落下来形成溅水和湍流，产生出噪声和水花。

总之，现在还没有一种很好的方法来解决拦河坝溢流水下落而产生出的落水噪声和水花问题，因此目前的河流拦水工程一般都会伴生出烦人的落水噪声和水花，而且在河水水质不太好的情况下，这些水花还会激起大量经久不衰的泡沫覆盖整个河面，并随流而下，给都市景观和环境带来很大的伤害。

发明内容

本实用新型的目的是：充分利用水的流形原理，从理想和实用两个角度出发，提供出多种可供选择的解决拦河坝落水噪声和激发出水花泡沫等问题的实施方案来。

本实用新型的基本方案和原理是：通过巧妙排列组合和分别控制一系列大小形状各异的充水或充气囊(可由橡胶等材料做成)中的注水量或气量，使其顶部形成一个能合理导引河水流过的立体曲面，并且还可在其顶上覆盖光滑导流垫，尽可能使流过其上的河水不产生出湍流、形成不起陡然的大跌水和激起大水花，以及使出水口的水速与下段河道的水速不会产生过大的速度差而发生大的水跃，由此就能把烦人的水落噪声和激发出的水花泡沫，控制在工程上可容忍的阀值限度内，让河水尽可能安静平稳地流向下游。

总之，应用本实用新型，在现有橡胶拦河坝设施的基础上，不需增加太多的成本投资，就可很好地解决目前困扰都市内河流拦河工程的前述棘手问题，并且还能为都市河面增添出一道新的、优美的水流景观。

附图说明

图1是本实用新型拦河坝装置按尽可能形成理想流形曲面前提下各大小充水或充气囊位置排列的一种实施方案顶视图

图2是本实用新型拦河坝装置以实用为前提在能满足水噪声和水花小于一定容忍阀值条件下对各大小充水或充气囊进行位置排列的一种实施方案顶视图

图3是本实用新型拦河坝装置各大小充水或充气囊顶部加盖了导流垫时的侧面剖视图

图4是本实用新型拦河坝装置另一种以实用为前提不加盖导流垫而按大、中、小相互交错排列各充水或充气囊形成弧形阶梯状导流斜面的实施方案侧面剖视图

图中A、A′、B、B′、B1、B2、B3、C、C′、C1、C2、C3、C4、D、D1、D2、D3、D4、D5、D6、E、E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7均为充水囊或充气囊，M为导流垫，1为上段河道，2为下段河道。

实施本实用新型的最佳方式

图1所示本实用新型拦河坝装置实施例，是一种按尽可能形成理想三维流形曲面前提下对各大小充水或充气囊位置排列的方案，从该顶视图可看出，通过分别控制充水或充气囊(A)、(B1)、(B2)、(B3)、(C1)、(C2)、(C3)、(C4)、(D1)、(D2)、(D3)、(D4)、(D5)、(D6)、(E1)、(E2)、(E3)、(E4)、(E5)、(E6)、(E7)中的注入水量或气量(在实践中，具体所采用水囊或气囊的数量和排位等参数，应根据河道现场具体情况而确定)，就可使各充水或充气囊顶部或者是顶起的光滑导流垫(M)(采用导流垫可使水流形变得更加平稳)形成一种尽可能符合平稳水流条件的立体半束管水道曲面。这样做的依据和目的在于，利用该形状产生的先窄管而后宽管效应，将有效消减坝顶水下落时的重力加速效应，使上段河道(1)的河水在通过本实用新型拦河坝装置下落时，其流速将自动由一个平稳的加速过程平滑过渡为减速过程，并最终使下落到底的出口水流速度与下段河道(2)的水流速度相同。这样就不会因出口水流速度与下段河道(2)水流速度两者之间存在速度差，而形成跃水，产生出湍流，激起噪声和水花。