[发明专利]一种新型弧形圆柱边墙溢洪道消能系统

说明书

本发明公开了一种优化水流条件，对下游河道、岸坡冲刷小，造价低廉，结构简单紧凑，泄洪能力强，洪水没有雾化，减短了下游消力池长度，使用寿命长，抗冲击、耐用性高的，集挑流、阶梯、弧形圆柱边墙、面流、底流消能有机地结合在一起地新型弧形圆柱边墙溢洪道消能系统。它由过渡段、阶梯及弧形圆柱边墙、挑坎、锯齿、消能坎组成；水流经过过渡段到达阶梯和弧形圆柱边墙段，在阶梯末端接挑坎，将水流挑至下游锯齿段，锯齿段后接消能坎，水流最后通过消能坎进入河道。

技术领域

本发明涉及溢洪道技术领域，具体为一种新型的弧形圆柱边墙溢洪道消能系统。

背景技术

水库作为拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，可以利用来灌溉、发电、防洪和养鱼。可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。对于国民经济的发展起着重要作用。而作为水库的泄洪建筑物——溢洪道，其作用于宣泄规划库容所不能容纳的洪水，保证坝体安全的溢流泄水建筑物。溢洪道一般不经常工作，但却是水库枢纽中的重要建筑物。

由于溢洪道陡槽的坡度比较陡，槽内水流的主要特征是流速大、紊动强烈、水面不稳定，水流质点以惯性为主，粘滞阻力作用不显著。此时的水流对边界条件特别敏感，如果控制不好，就会有掺气、冲击波、空蚀等现象发生，威胁到建筑物本身及下游的安全。所以当溢洪道的过流断面形状及水流要素沿程急剧变化时，除要满足泄洪流量外，对水流的流态控制也提出了较高的要求。泄洪消能的主要目的是通过坝身孔口、溢洪道或者泄洪隧洞将大量的洪水安全地渲泄到下游。如果泄洪消能问题处理不好，不仅会对下游河床产生严重的冲刷，而且会造成恶劣的流态，影响枢纽中其他建筑物的正常运行，甚至会危及大坝的安全。

随着水利工程事业的发展，消能模式已从单一向多种消能模式发展。目前，不管哪一种泄洪的方式都无法做到大幅度减少对下游河道的冲刷和破坏。为了减少对下游河道，岸坡的冲刷，并且减短下游消力池的长度，提出了本发明的弧形圆柱边墙溢洪道消能系统。

目前根据中国专利的有关资料检索表明，尚未有弧形圆柱边墙溢洪道消能的有关报道。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种集阶梯段消能、边墙曲线消能、挑流、底流、面流消能有机结合的一种新型弧形圆柱边墙溢洪道消能系统。它具有优化水流条件，对下游河道、岸坡冲刷小，造价低廉，结构简单紧凑，泄洪能力强，洪水没有雾化，减短了下游消力池长度，使用寿命长，抗冲击、耐用性高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型弧形圆柱边墙溢洪道消能系统，其特征在于，包括过渡段、阶梯段、弧形圆柱、边墙、挑坎、锯齿段和消能坎，所述过渡段设置于两个平行的边墙一端之间，且过渡段的两端分别和两个边墙连接；所述阶梯段设置于两个边墙之间，所述阶梯段前端和过渡段后侧连接，所述边墙的内侧设置有若干个等距排列的弧边圆柱，所述弧边圆柱位于边墙和阶梯段之间；所述阶梯段末端连接挑坎，所述挑坎两端分别和两个边墙另一端连接；锯齿段前端和挑坎后侧面连接；所述锯齿段后段连接消能坎；所述阶梯段的高度从过渡段朝向消能坎方向逐渐降低；所述挑坎的高度高于阶梯段后端的高度。

优选地，所述边墙为梯形结构。

优选地，所述过渡段外侧面为三圆弧曲线的曲面；

优选地，所述阶梯段由若干个凸起的台阶组成；

优选地，所述弧形圆柱为半圆式结构；

优选地，所述挑坎采用斜鼻坎的形式；

优选地，所述锯齿段采用向上凸起的V型锯齿；

优选地，所述消能坎为正向或者反向的消能坎。

本发明的有益效果在于:结构紧凑，消能基本上从洪水宣泄就开始进行，并且同时利用了挑流、面流、底流等几种消能方式，消能效率较高；