[发明专利]泄洪水坝

说明书

本发明涉及专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或者水坝中的泄洪段的设计。

传统的水坝为解决在非常时期(如发生大洪水)的排水泄洪问题，都需构筑一段泄洪水坝(或称水坝的泄洪段)，该泄洪水坝或泄洪段的排水泄洪主要是由设置在坝顶的泄洪口来完成的。由坝顶的泄洪口进行排水泄洪的主要缺点一是排水泄洪速度慢；二是泄洪口以下的水不能从泄洪口排出，若在非常时期(如大洪水、地震等)需排走泄洪口以下水位的水，则只能通过水坝的其它非专设渠道(如船闸、发电部位等)来完成，要使这些非专设渠道适应排水要求，势必大大提高这类设施的技术要求；三是这种泄洪坝缺乏排沙能力，库区累积于坝底的泥沙不能通过泄洪口排出，需经常采用人工的办法进行清淤排沙，工作繁重。

本发明的目的是为解决传统水坝所存在的上述问题而设计一种在平时以及非常时期均能进行快速泄洪排水，可在较短时间内将水库的水位降至安全的水平上，并具有清淤排沙能力的专用于排水泄洪作用的泄洪水坝或水坝的泄洪段。

本发明所构建的泄洪水坝或水坝的泄洪段，其特点在于坝体的底部构建若干个泄洪涵洞，在每个泄洪涵洞的两端(进水端和出水端)分别设置闸门，同时在坝体上设有抽水孔通到泄洪涵洞之中。当两端闸门打开时，水流将以V＝2gh(V为水速，h为水坝的水位高度，g为重力加速度)的流速快速流过涵洞，水坝的水位越高，泄洪排水的速度越快，由于泄洪涵洞开于坝底，而且有极高水流速，坝底的泥沙将被水流冲刷带走，从而达到清淤排沙的目的。当两端闸门关闭时，水坝不再排水，同时泄洪涵洞形成一个封闭的体系，这时在必要时可通过坝体上的抽水孔把涵洞中的水抽干，以便对涵洞内部进行维修，由于流过涵洞的水流极快，水流和泥沙对会涵洞冲刷造成磨损，这种维修是必要的。为了提高涵洞耐水流泥沙冲刷的强度，必须在泄洪涵洞的底部和内壁铺设耐磨层。

本发明所说的闸门采用由闸门本体、顶闸板和两侧闸板组成“门框”形栏水闸门，其顶闸板和两侧闸板可相对于闸门本体作开合或伸缩移动。

上述闸门关闭时，闸门本体降落从正面挡在泄洪涵洞端口，闸门本体与泄洪涵洞的坝体端面留有间隙，再通过移动顶闸板和两侧闸板来封闭该间隙，完成对泄洪涵洞端口的隔水封闭。由于闸门本体设计成不与坝体直接接触，留有一定的间隙，这样，在放下闸门时，因闸门本体的迎水和背水面的静压力相等，水的静压力将表现为不阻碍闸门运动；而闸门正面所承受的动压力，由于间隙处有水不断流入，这两者(正面水流和侧面水流)对闸门运动所产生的阻力将有部分相抵消，因而实际上只要借助闸门的重力就可以达到关闸的目的。

上述闸门本体和顶闸板可采用拉索升降结构运行，其中闸门本体由拉索系统和升降装置牵引通过闸门升降导轨柱和导轮作升降运行，顶闸板也由拉索系统牵引作开合运行。所说的两侧闸板可采用内藏于闸门本体的结构，由活塞式驱动从闸门本体中向外伸缩。两侧闸板伸缩移动可由电动或液压驱动。

本发明可将闸门本体设计成空腔式，并设置对该空腔的进排水装置，通过向闸门本体的空腔中储水或排水，调节闸门的重量，以适应闸门升降运行的需要，向该空腔储水时，可打开闸门本体上的进水装置向空腔中自动进水，也可用人工的方式泵入；排水则是往闸门本体的空腔中充气或加压，即可达到排水目的。

为提高闸门与泄洪涵洞端口的密封度，所说的闸门各部分与坝体的封接部位须镶嵌密封材料。

本发明的泄洪水坝集泄洪排水与冲沙排淤功能于一体，其结构和设备的设计符合流体力学的原理，运行安全可靠，易于控制。本泄洪水坝易于施工和维修，造价低廉，适于在各种类型的水库大坝中应用。

以下为本发明实施例的图面说明：

图1为本泄洪水坝的顶面俯视图；

图2为图1的1-1向(泄洪水坝的进水端面)剖视图；

图3为图1的2-2向(泄洪水坝的出水端面)剖视图；

图4为图1的3-3向剖视图；

图5为图1的4-4向剖视图；

图6为本泄洪水坝的闸门部分的正面结构示意图；

图7为图6的顶面俯视图；

图8为图7的5-5向剖视图；

图9为图7的6-6向剖视图；

图10为图8的7-7向剖视图。