一種改善彎道水流流態的導流墻的制作方法

本實用新型屬于水利工程技術領域，具體涉及一種水利工程中的消能防沖設施，尤其是改善彎道水流流態的導流墻。

背景技術：

在水利工程中，由于地形地質條件的限制，大坡降高流速彎道廣泛應用于溢洪道工程、引配水工程等工程中。設計的彎曲泄槽往往存在不利的折沖水流：流量分布不均勻，流態不利，能量集中，水流在離心慣性力的作用下產生沖擊波，水面沿擋墻壅高，不利于下游的消能防沖。折沖水流導致彎道水流橫向分配嚴重不均勻，從而導致水流流態差，水流集中于凹岸側，且會隨著流量的增加，沿凹岸邊墻不斷爬升，直至翻越邊墻頂部，對水工建筑物自身安全和周邊環境及居民人生安全均會造成一定的安全隱患。

目前，對彎道水流的研究大多是關注限制超高，而對于結構安全和運行效果研究不夠。如折流坎法，通過調節折流坎與來流的夾角，折流坎對水流干擾大，折流坎背后容易出現無水區，且摻氣嚴重，容易產生空蝕破壞，折流坎法適應的流量范圍較小，流量較大水深較大時，折流坎的導流效果較差。又如橫比降法，橫比降法比較適合小流量工況，水流流態有所改善，對大流量水流調整效果不佳。如果不斷加大橫比降，不僅工程量會明顯增加，工程的美觀程度也有較大影響。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種改善彎道水流流態的導流墻；該導流墻應能合理分配彎道水流，有效控制彎道凹岸水位超高，以減少不利折沖水流對下游消能防沖的影響。

本實用新型提供的技術方案是：一種改善彎道水流流態的導流墻，該導流墻包括沿著水流方向由低升高的上游斜坡段、等高的中游過渡段以及由高降低的下游斜坡段，并且緊靠著凹岸側設置在泄洪渠的彎道部位。

所述上游斜坡段，始于彎道上游且與彎道底板平滑連接，末端位于彎道入口且與中游過渡等高且平滑連接；上游斜坡段始端寬度為泄洪渠寬度的1/4～1/2，上游斜坡段末端寬度為泄洪渠寬度的1/2；上游斜坡段長度為泄洪渠寬度的1/2～1。

所述中游過渡段橫斷面保持一致，均為直角梯形；中游過渡段高度與導流墻擋水側高度等高，中游過渡段寬度為泄洪渠寬度的1/2。

所述下游斜坡段始于彎道出口，下游斜坡段始端與中游過渡段等高且平滑連接，下游斜坡段末端位于彎道下游且與彎道底板平滑連接；下游斜坡段末端寬度為泄洪渠寬度的1/2；導流墻下游斜坡段長度為泄洪渠寬度的1/2～1。

優選地，上游斜坡段始端寬度為泄洪渠寬度的1/3。

本實用新型的工作原理是：當泄水建筑物下泄水流經過該導流墻時，在導流墻的擋水導水作用下，水流在導流墻上部形成高水位水流，在泄洪渠凸岸側形成低水位水流，兩股水流在上游斜坡段形成分配水流，在彎道段得到調整，而后經過下游斜坡段匯合進入下游河道。因而能有效調整水流流向和流態，并且減少了不利折沖水流，有利于下游河道的消能防沖。

本實用新型的有益效果是：由于本實用新型在泄洪渠彎道的底板上布置導流墻，導流墻將彎道底板分成2個區(分別是高水位區和低水位區)，有利于調整水流流態；同時導流墻的上游斜坡段段和下游斜坡段分別設計，上游斜坡段采用斜坡與泄洪渠底板平滑連接，水流平順地過渡到導流墻頂部；下游斜坡段采用斜坡與泄洪渠底板平滑連接，水流平順匯合，以便于下游河道的消能防沖。因而導流墻能充分發揮作用，合理分配水流，同時限制彎道水流凹岸水位的超高，有效改善泄洪水流流態和延長水工建筑物的使用壽命，達到防災減災的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型所述導流墻在彎道部位的方位布置示意圖(俯視圖)。

圖2為本實用新型所述導流墻的上游斜坡段、中游過渡段和下游斜坡段的縱截面展開結構示意圖。

圖3為本實用新型所述導流墻的中游過渡段的橫截面結構示意圖。

圖中：1為彎道凹岸，2為彎道凸岸，B為泄洪渠寬度，B1為上游斜坡段始端寬度，B2為下游斜坡段末端寬度，S1為上游斜坡段長度，S2為中游過渡段長度，S3為下游斜坡段長度；R是彎道凹岸半徑，H是導流墻擋水側高度。

具體實施方式

以下結合附圖所示的實施例對本實用新型進行進一步的描述；本實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員可以根據上述內容作出一些非本質的改進和調整屬于本實用新型保護的范圍。

附圖所示的實施例為改善某工程泄洪渠彎道水流流態的導流墻，設置在泄洪渠的整個彎道的底板上且緊靠著凹岸側1布置(導流墻寬度方向的一側與彎道凹岸側連接，另一側延伸至泄洪渠中部位置)，從而形成導流墻部位的高水位區3和導流墻旁邊的低水位區4；該導流墻包括沿著水流方向由低升高的上游斜坡段、等高的中游過渡段以及由高降低升下游斜坡段。上游斜坡段，始于彎道上游且與底板平滑連接，末端位于彎道入口，與中游過渡等高段平滑連接；中游過渡段橫斷面為直角梯形，下游斜坡段始于彎道出口，始端與中游過渡段等高且平滑連接，末端位于彎道下游，與彎道底板平滑連接。

該彎道設計寬度B為10m，彎道為急流，彎道的轉角為32°，彎道凹岸半徑為20m。導流墻上游斜坡段始端寬度B1為1/3泄洪渠寬度，即為3.3m。導流墻下游斜坡段末端寬度B2為1/2泄洪渠寬度，即5m。上游斜坡段長度S1為8m，中游過渡段長為S2為20m，下游斜坡段長度S3為8m。導流墻擋水側高度H為0.75m。

經水工模型試驗，該導流墻能很好的改善彎道水流流態，進入彎道的水流被重新分配，沖擊凹岸擋墻的水流強度明顯減小，因而折沖現象明顯減弱，彎道底板露底面積顯著減小。同時有利于減少彎道凹岸水位超高，在設計及校核工況下，彎道凹岸水位較原設計減小幅度分別為1.4m和1.1m。