一种溢流坝

技术领域

本发明涉及城市河道技术领域，尤其涉及一种溢流坝。

背景技术

现有技术中，城市河道采用传统橡胶坝实现上游水位控制及溢流功能，然而橡胶坝存在管理难、易损坏、易老化、升坝时间长、安全性能差、事故率高的缺点。对于具有潮汐现象的河道，还需要设置在河道中的坝能够阻止高水位下游回流，以减小河道上游防洪压力。因此，亟需一种能够实现河道常水位控制、高水位溢流以及潮汐时河水回流控制的溢流坝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现河道水位控制、高水位溢流以及潮汐时河水回流控制的溢流坝，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种溢流坝，包括沿河道的横向间隔相对地设于河道的两侧岸处的坝肩以及设于两个坝肩之间的坝基和坝体，坝体通过沿河道的横向设置的支杆可转动地支撑在两个坝肩上，支杆位于坝体的底端与顶端之间，坝基位于坝体的下游并于支杆的下方与坝体的底部相对设置。

优选地，坝基具有朝向坝体的竖直挡面，坝体呈竖直状态时，坝体朝向河道下游的背水面的底部与竖直挡面相接触。

优选地，坝体的两侧分别通过一个支杆可转动地支撑在两个坝肩上，两个支杆的轴线位于同一横向水平线上。

优选地，支杆贯穿坝体，支杆的两端分别连接两个坝肩。

优选地，支杆固定设置在坝体上，且支杆可转动地插设于坝肩。

优选地，支杆固定设置在坝肩上，且坝体可转动地设于支杆上。

优选地，两个坝肩之间设有限位块，限位块位于坝体的下游，限位块用于与坝体的顶部相卡接以限定坝体朝河道下游转动的最大角度。

优选地，限位块设有两个，两个限位块分别设于两个坝肩上并沿河道的横向相对设置。

优选地，限位块的顶面为从河道上游至河道下游向上倾斜的斜面，限位块与坝体相卡接时，斜面与坝体朝向河道下游的背水面的顶部相接触。

优选地，斜面的倾斜角度为4°-6°。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的溢流坝，其坝体通过支杆可转动地支撑在两个坝肩上，将坝体设计为以支杆为支点的杠杆结构，使其能够在水流打破坝体力矩平衡时自动转动，实现坝体上游高水位自动溢流，使坝体上游水位处于自动可控范围，同时，在河道发生潮汐回流时，还能够实现坝体阻挡下游潮汐水流回流的功能，减小坝体上游河道防洪压力。

附图说明

图1是本发明实施例的溢流坝的侧视示意图。

图2是本发明实施例的溢流坝的平面布置示意图。

图3是本发明实施例的溢流坝阻止潮汐回流的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、坝肩 2、坝基

21、竖直挡面 3、坝体

31、背水面 4、支杆

5、限位块 51、斜面

6、河道 7、基桩

a、河水水流 b、潮汐水流

A、坝体上游水位 B、坝体下游水位

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图3所示，本发明的溢流坝的一种实施例。参见图1和图2，本实施例的溢流坝包括坝肩1、坝基2和坝体3。

其中，坝肩1设有两个，两个坝肩1沿河道6的横向间隔相对地设于河道6的两侧岸处，河道6的横向为垂直于河道6中河水水流a流向的方向，河道6中的河水水流a的流向为从河道6上游向河道6下游流动。

坝基2和坝体3均设于两个坝肩1之间，并且，坝基2和坝体3均横跨河道6，即，坝体3沿横向相对的两侧端分别连接两个坝肩1，坝基2沿横向相对的两侧端分别连接两个坝肩1。

坝体3通过支杆4可转动地支撑在两个坝肩1上，支杆4沿河道6的横向设置，即支杆4的轴线与河道6的横向相平行，坝体3的转动中心为支杆4的轴线，支杆4位于坝体3的底端与顶端之间。由此使得坝体3形成以支杆4为支点的杠杆结构，在水流作用下，坝体3可在垂直于河道6横向的竖直平面内发生转动，并且，坝体3位于支杆4轴线以上的部分构成杠杆结构的动力臂部分，坝体3位于支杆4轴线以下的部分则构成杠杆结构的阻力臂部分，根据杠杆力矩平衡原理：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，当坝体3动力臂部分受力大于阻力臂部分受力时，坝体3会自动朝河道6下游转动而泄水，反之则阻水。由此，坝体3可以利用杠杆原理实现自动调节泄水。

坝基2位于坝体3的下游并位于坝体3的侧下方，并且，坝基2在支杆4的下方与坝体3的底部相对设置。在坝体3的设计力矩平衡临界点位置，坝基2与坝体3朝向河道6下游的背水面31的底部相接触，用于限制坝体3朝河道6上游转动，使坝体3在设计力矩平衡临界点位置保持，实现坝体3上游水位A的控制以及坝体3蓄水功能。坝体3的设计力矩平衡临界点位置标高可以设计为河道6常水位标高，从而实现河道6常水位控制。

当坝体3上游水位A高于坝体3的设计力矩平衡临界点位置标高时，坝体3的坝顶可起到溢流作用，并且，坝体3可在上游来水水流的作用下自动朝河道6下游转动，上游来水水流越大，坝体3朝河道6下游转动的角度就越大，溢流速度也就越快，由此，通过上游来水水流打破坝体3力矩平衡，使坝体3朝河道6下游转动，实现了坝体3上游来水水流自动快速溢流，可保证坝体3上游水位A处于自动可控范围。

当河道6发生潮汐回流时，参见图3，坝体3下游水位B高于坝体3上游水位A，坝体3受下游潮汐水流b作用而保持在坝体3朝向河道6下游的背水面31的底部与坝基2相抵接的位置，可阻挡下游潮汐水流b回流，减小坝体3上游河道6防洪压力。

由此，本实施例的溢流坝能够实现河道6水位自动控制、高水位自动溢流以及潮汐时河水回流自动控制，具有结构简单、施工方便、功能稳定性强、安全性能好的优点。

参见图1，本实施例中，优选地，坝基2可以通过插入河道10河底的基桩7固定在河道10河底。

参见图1，本实施例中，优选地，坝基2具有朝向坝体3的竖直挡面21，坝体3呈竖直状态时，坝体3朝向河道6下游的背水面31的底部与坝基2的竖直挡面21相接触。该状态即为坝体3的设计力矩平衡临界点位置。

在一种实施方式中，参见图2，坝体3的两侧可以分别通过一个支杆4可转动地支撑在两个坝肩1上，两个支杆4的轴线位于同一横向水平线上。在另一种实施方式中，支杆4可以贯穿坝体3，且支杆4的两端分别突出于坝体3的两侧侧面，支杆4的两端分别连接两个坝肩1。

在一种实施方式中，支杆4可以固定设置在坝体3上，且支杆4可转动地插设于坝肩1，由此实现坝体3通过支杆4可转动地支撑在两个坝肩1上。在另一种实施方式中，支杆4可以固定设置在坝肩1上，且坝体3可转动地设于支杆4上，由此也能实现坝体3通过支杆4可转动地支撑在两个坝肩1上。

参见图1和图2，本实施例中，优选地，两个坝肩1之间设有限位块5，限位块5位于坝体3的下游，限位块5用于与坝体3的顶部相卡接以限定坝体3朝河道6下游转动的最大角度，具体为：当坝体3在上游来水水流的作用下朝河道6下游转动时，坝体3朝向河道6下游的背水面31的顶部逐渐靠近限位块5，直至坝体3朝向河道6下游的背水面31的顶部与限位块5相接触，此时限位块5阻挡坝体3继续转动，坝体3达到朝河道6下游转动的最大角度位置。通过限位块5限定坝体3朝河道6下游转动的最大角度，可以保证坝体3功能的有效性。

优选地，参见图2，限位块5可以设有两个，两个限位块5分别设于两个坝肩1上并沿河道6的横向相对设置，即两个限位块5位于同一横向水平面上。由两个限位块5分别与坝体3朝向河道6下游的背水面31的顶部的两侧相接触，实现对坝体3的阻挡限位作用。

优选地，参见图1，限位块5的顶面可以为从河道6上游至河道6下游向上倾斜的斜面51，限位块5与坝体3相卡接时，该斜面51与坝体3朝向河道6下游的背水面31的顶部相接触。通过斜面51接触有利于增加坝体3与限位块5的接触面积，即增加受力面积，可对坝体3和限位块5起到保护作用。优选地，限位块5顶面斜面51的倾斜角度β可以为4°-6°。较佳地，限位块5顶面斜面51的倾斜角度β为5°。

本实施例的溢流坝可以替代传统的橡胶坝使用，其使用场景并不局限，例如，可以设置在城市景观河道下游，可保证景观常水位；也可以设置在具有潮汐现象的河道汇入口处。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。