[发明专利]一种带分流口的导流消能设施

说明书

本发明属于拦河建筑技术领域，提供一种带分流口的导流消能设施，包括一个导流墩主体及多个相同结构和尺寸的出流透水洞。本发明可完美解决天然河道中不同流量变化带来的影响：小流量时，水流无需被引导至静水区，可从出流透水洞直接往下游排放，不会引起墩体及河道破坏；大流量时，在利用出流透水洞将主流区水流与海漫衔接的同时，通过导流墩特有的分流结构，将水流分散为两个方向的支流进行输运及消能；超泄流量时，水流漫过导流墩，后者将水流横向分流的同时纵向扩散，能够极大地消除水流余能。

技术领域

本发明属于拦河建筑技术领域，提供一种带分流口的导流消能设施。

背景技术

在现有技术中，防范河道冲刷破坏的方法主要分为四种：设置导流消能设施、增设消能防冲设施、扩展河道及控制人为因素，其中导流消能设施的优势在于：

1)消能比较充分，水流的导向比较容易控制，可使河道下游主流区受到消能建筑物的保护；

2)历史悠久，技术成熟，导向稳定，适应性强，同时不会产生生态环境破坏及影响鱼类上溯繁衍等事件发生；

3)对地质条件较差的情况有良好的适应性；

4)运行可靠，导流消能效果好，下游流态稳定，涌浪较小，对河床及两岸的淘刷较轻；

5)设置灵活，在上游工程建成运行后若发现下游水流流态较差可后期修建补救。

导流消能设施有许多优点的同时，也存在自身或环境局限性，而目前导流消能设施在实际工程中存在的不足之处在于：

1)应用领域单一，总是局限在中、小流量的拦河工程中，对于大流量水流的拦河消能效果较差；

2)为了形成稳定的导向，导流消能设施通常设置的长且厚，不仅后期截流施工困难，占用的河道面积庞大，且追加投资成本也较为巨大。

3)传统导流消能设施对分流不够重视，灵活运用河道宽度优势较少，易造成不必要的消能资源浪费。

关于导流消能设施的体型设计主要有导流墩、导流栅、丁坝、斜底槛和悬栅等几种单一或者将之结合的联合消能工，而目前存在的导流墩在实际应用中存在的显著不足之处在于：

1)导流墩下游流态紊乱，墩体受力复杂，易引起结构振动，影响其使用寿命和消能效果；

2)墩身正面受压大，对墩体材料强度要求高，建造成本高，导流纯粹依靠墩体材料来维持，对材料强度有极大的考验；

3)墩身体型复杂且庞大，不便于工程实际施工。

为消除下泄水流流经尾水渠后，到达海漫前多余的能量并将其与之平顺连接，其间常设置导流墩以增加消能率、调整河道流态和控制水流导向。受环境地形限制等诸多因数影响，部分河道只有下游部分可拓宽，故而存在这样的问题：当水头和流量较大时，主流区流速也会相应增大，而下游拓宽的河道因拓宽转角过大，只有少部分水流会流经拓宽区，无法发挥其应有的作用，导致下游主流区因流速过大造成强烈的冲刷破坏，这样不仅是维护费用太高，更为严重的是会造成环境及周边建筑物毁坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种设计及受力简单、结构合理、造价经济的带分流口的新型导流消能设施，以实现在相同水头和流量、不影响过水率的条件下，消杀水流多余机械能，减小流速，防止冲刷破坏，缩减后期维护成本。本发明结构兼具引导水流及消能的作用，在保证下泄水流顺利进入海漫，改善下游水流流态紊乱、流速过大现象的同时，利用其特有的体型特点，通过等距布置的出流透水洞消除余能，通过高度渐变的导流墩引导水流至静水区，保护下游河床和岸坡。

为了达到上述目的，本发明技术方案：

一种带分流口的导流消能设施，包括一个导流墩主体1、多个相同结构和尺寸的出流透水洞2；