[实用新型]用于泄洪建筑物的掺气结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其是一种用于泄洪建筑物的掺气结构。

背景技术

在利用泄洪建筑物进行泄洪时，由于水流的流速较高，容易对泄洪建筑物的过流面造成空蚀破坏，从而影响泄洪建筑物的使用寿命。为了有效减免高速水流对建筑物的过流面造成的空蚀破坏，根据泄洪建筑物运行的经验，当过流面的水流流速超过35m/s时，应在泄洪建筑物的过流面上设置掺气减蚀结构，目前，所采用的掺气结构包括设置在泄洪建筑物的过流面上的挑坎、补气孔，所述挑坎上设置有梯形坎槽，补气孔的出口位于挑坎的下游端，高速水流经过挑坎后，即刻脱离过流面，形成射流，射流水股下面或侧面出现空腔，通过补气孔将空气导入空腔，射流水股在流动过程中，将扩散掺气形成掺气层，当它重新回落到泄洪建筑物的过流面时，又卷入部分空气，致使下游靠近内壁的水层成为掺气水流，在沿程一定距离内可保持其掺气浓度不小于某一防蚀有效的最低浓度值，从而这段距离的过流面不致遭受空蚀破坏。

但是，随着较多的大中型水电站枢纽布置的地形局限，相当一部分泄水建筑物线路过长，这种泄洪建筑物容易形成缓底坡，水流流速在30～35m/s，并且水深较深单宽流量大、Fr数较低，虽然水流流速没有超过35m/s，但仍需设置掺气减蚀措施。由于水流在低Fr数流动时掺气阻力影响可忽略，但重力影响非常显著，采用传统的掺气结构，在掺气过程中，空腔区水流流线弯曲严重，掺气空腔内常常会因为水流回溯而出现积水，特别是在底坡较缓时尤为突出，由于回溯水流的波动，会出现空腔不稳定，甚至空腔消失等不利流态，影响掺气减蚀的效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种避免水流回溯的用于泄洪建筑物的掺气结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于泄洪建筑物的掺气结构，包括设置在泄洪建筑物的过流面上的挑坎、补气孔，补气孔的出口位于挑坎的下游端，所述泄洪建筑物的过流面上设置有防止水流回溯的阻水结构，所述阻水结构位于挑坎下游。

进一步的是，在泄洪建筑物的过流面上设置陡坡形成所述的阻水结构，所述陡坡的坡面沿水流方向延伸。

进一步的是，所述泄洪建筑物的过流面上设置有缓坡，缓坡位于挑坎与陡坡之间，并且缓坡的坡面顺水流方向延伸至陡坡的坡顶。

进一步的是，所述挑坎上设置有坎槽。

进一步的是，所述坎槽的截面形状为梯形。

进一步的是，所述补气孔的出口形状为上游矩形、下游渐低的梯形。

本实用新型的有益效果是：通过在泄洪建筑物的过流面上设置防止水流回溯的阻水结构，当水流在低Fr数流动时，通过阻水结构可以避免空腔内因为水流回溯而出现积水，也不会出现回溯水流的波动，能够形成稳定的空腔，掺气效果明显，能够保证掺气减蚀的效果。在泄洪建筑物的过流面上设置陡坡形成的阻水结构，结构简单，成本低，且能够有效的避免出现水流回溯，从而保证掺气减蚀的效果。在泄洪建筑物的过流面上设置缓坡，能够消除空腔内存在的积水，避免空腔内的积水过多，从而影响掺气效果。在挑坎上设置坎槽，当水流经过挑坎后，可以形成多个彼此连通的空腔，可以增加空气与水流的接触面积，提高掺气效果。将坎槽的截面形状设置为梯形，能够使水流流动顺畅无阻碍。将补气孔的出口形状设置为上游矩形、下游渐低的梯形，由于空腔沿水流方向逐渐变低，该形状的补气孔出口能够最大限度的满足补气孔面积要求，增加空气的补气量。

附图说明

图1是本实用新型用于泄洪建筑物的掺气结构示意图；

图中标记说明：挑坎1、补气孔2、出口3、陡坡4、缓坡5、坎槽6。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。