[发明专利]软基溢水堰坝消能结构

说明书

本发明是一种水利工程的消能结构，适用于灌溉工程的溢流堰坝。

目前国内外引河水用于灌溉的方法，广泛采用溢流坝，它坝长较短，溢流坝高1-3米，坝上水头1-2米，过流量2-8米³/秒在辽宁东部山区采用柴石溢流坝，大约有两千座，它施工简单，就地取材。但供水期易冲毁，需经常维修，每年维修费用每千座达300-500万元人民币。为了改现有柴石坝为半永久性工程，减少维修费，采用过浆砌石溢流坝，坝面为单元弧面式，使用中对下游河床冲刷严重。为了减少对下游的冲刷，采用底流式静水消力墙方法，但工程投资高，每米造价1200-1400元;也有采用活动闸板式溢流坝方法，工程投资较低，但缺点是溢流时挂淤柴草，影响泄洪，且下游冲刷深度也较大。

本发明的任务是提出一种用于软基溢流堰坝的消能结构，以减少对下游的冲刷，节省工程投资，并能保证堰坝安全，延长使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：溢流堰由堰面和后部的戽组成，堰面制成一个特殊曲面，可采用两种型式：（1）四圆弧曲线型，其中R1＝0.5H、R2＝0.2H、R3＝0.04H、R4＝H，H为坝上水头高度。（2）椭圆曲线加一圆弧曲线型，其中椭圆长轴0.4H，短轴0.2H，长短轴之比为2，圆弧半径r＝H。在溢流堰面后接一反圆弧形戽，戽中均布窄缝三角形墩，以等腰三角（俯视）为宜，高与宽之比为2，缝宽比为0.8-1.2，墩底与戽面曲线相贴。

本发明的优点是：

（1）、与底流消能工程相比节省工程投资34%;

（2）、消能效果好，下游冲刷深度减轻70%;

（3）、坝身安全，寿命延长。适用于软基砂砾河床上。

以下结合实施例及其附图对本发明的细节作进一步描述。

图1是溢流堰消能结构总体示意图。

图2是四圆弧曲线形示意图。

图3是椭圆曲线加一圆弧曲线形示意图。

图4是三角墩排列示意图。

根据附图，图中H-堰上水头，P-堰面高，ht-下游水深，R-反弧半径，t-冲刷坑深度，θ-戽端挑角。

1-溢流堰面曲线，2-窄缝三角墩位置，3-后戽，4-防渗防冲层，5-上游基础，6-堰下游基础，7-冲刷坑。

消能结构由堰面1和戽3组成，堰面1可以沙石砌筑，其断面曲线1取四圆弧形式，R1＝0.5H、R2＝0.2H、R3＝0.04H、R4＝H。其中H为堰上水头，通常为1.5-4米，后戽为反圆弧，半径R＝1.5米，戽端挑角30°-35°，P为堰高1-5米。

在戽中均匀布置三角墩2，墩的水平投影为等腰三角形，三角墩2的最大宽度为b，两墩之间距为bo，缝宽比m＝bo/b＝0.8-1.2，通常取m＝1。三角墩的两侧面至三角形底面有渗水减蚀孔8，三角墩的下底面与戽面相贴合。

用本结构实地试验，坝长100米，下游最大冲深1.2米，工程总投资8万元，节省4.2万元，消能效果良好。