[发明专利]一种保障城市雨水泵站突扩型出水箱涵出流均匀的方法

说明书

本发明公开了一种保障城市雨水泵站突扩型出水箱涵出流均匀的方法，在城市雨水泵站突扩型的出水箱涵内设置“>”形的凸状坎、“>”形的双层横梁以及组合式导流墩的多重整流措施。本发明利用“>”形的凸状坎对出水箱涵入口集中进流进行初步整流，水流再进一步受到“>”形的双层横梁与组合式导流墩分别在垂向和水平方向上的整流扩散作用，实现对突扩型出水箱涵出水流速分布的均化效果，有助于改善突扩型的出水箱涵的出水流态，对于保障城市雨水泵站出流均匀性具有重要的工程应用价值。本发明所述多重整流措施结构简单、容易施工制作、整流效果显著，适于在具有突扩型出水箱涵的城市雨水泵站工程的设计、改造中推广使用。

技术领域

本发明属于市政雨水泵站工程技术领域，具体涉及一种保障城市雨水泵站突扩型出水箱涵出流均匀的方法。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程的不断加速，城市防洪要求越来越高。作为城市防洪体系中的重要组成，雨水泵站对于解决城市内涝问题发挥着关键作用而备受瞩目。出水箱涵是城市雨水泵站常用的出水建筑物，往往受城市规划用地紧张、排泄雨水涝水流量大以及设计需要满足衔接河道通航要求等限制条件，而往往采用突扩结构体型，以期降低出水箱涵出口的水流速度。但是，对于突扩型出水箱涵，特别是其扩散角较大时，容易产生主流居中、偏流、回流、旋涡等不良流态，不仅会引起较大的水力损失和箱涵内局部泥沙淤积问题，还会存在箱涵出口流速分布不均，严重影响城市雨水泵站的安全稳定运行以及衔接河道内的通航安全。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种保障城市雨水泵站突扩型出水箱涵出流均匀的方法。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种保障城市雨水泵站突扩型出水箱涵出流均匀的方法，城市雨水泵站出水箱涵沿主流方向呈突扩型，突扩型出水箱涵的进口与城市雨水泵站的出水井相通、出口与外界河道相连，在出水箱涵内设置“>”形的凸状坎、“>”形的双层横梁与组合式导流墩，所述凸状坎对出水箱涵入口集中进流进行整流而使其得到初步扩散，所述双层横梁与组合式导流墩对初步扩散水流分别在垂向和水平方向上进一步整流，多重整流措施实现突扩型出水箱涵出水流速分布均化效果，有助于改善突扩型出水箱涵的出水流态和保障城市雨水泵站出流的均匀性；

所述出水箱涵的长度为L、进口宽度为W、高度为H、扩散角为θ；

所述凸状坎包括主坎和副坎，申请人经若干试验和数值模拟研究获得“>”形的凸状坎整流作用效果良好的取值范围，凸状坎的宽度D1＝(0.05～0.15)W，宽度D1太小难以保证其结构强度、D1太大则会增加制作成本，所述主坎呈“>”形形状且沿突扩型出水箱涵中心线对称布置以起到均衡的整流作用效果，主坎高度H1＝(0.1～0.25)H，主坎高度H1太大影响其结构强度以及整流效果、H1太小会造成通流不畅，主坎侧边与出水箱涵侧壁相接，且主坎与出水箱涵侧壁之间的夹角β＝70°～110°，夹角β太小或太大对出水箱涵的进流进行整流的作用效果不显著，主坎中心点A与出水箱涵进口距离L1＝(0.1～0.3)L，间距L1太小会引起局部水力损失过大、太大会导致整流效果不佳，所述副坎间隔设置于主坎顶部且沿出水箱涵中心线两侧各设置一对，单侧成对的副坎沿主坎侧边中心线对称布置以起到较好的整流效果，所述副坎高度H2＝(0.05～0.2)H，副坎高度H2太大会造成箱涵过流截面积过小、H2太小则无法实现整流作用，副坎长度W1＝(0.1～0.2)W，长度W1太长会造成水流通流不畅、太短则会削弱其整流效果，成对副坎中心线间距W2＝(0.25～0.4)W，间距太大或太小不利于其整流效果的均匀性；