一种溢洪道泄槽弯段结构

技术领域

本发明涉及泄槽领域，具体地涉及一种溢洪道泄槽弯段结构。

背景技术

溢洪道是水利水电枢纽工程的重要组成部分，一般包括进水段、控制段、泄槽段、消能段和出水段。槽段是控制段与消能防冲设施段的连接部分，其工作特点是落差大、纵坡陡、水流呈急流状态。因此，在平面布置时要求泄槽尽量顺直、等宽和对称，以避免和减少水流冲击波对水流的扰动。但在实际工程中，由于受地形、地质等方面的限制，往往需要在泄槽段设置弯道。由于急流弯道的环流特性，急流通过弯道时，水流流态将恶化。弯道水流不仅受离心力作用使凹侧水深加大、凸侧水深减少，造成泄槽横断面内流量分布不均，而且由于边墙的改向，在弯道内会产生横向冲击波，使弯道水流更加紊乱，如不采取措施加以消减，大流量时就可能会造成漫顶事故，还会导致弯道下游泄槽水流不均匀，若横向冲击波来回摆动则会进一步恶化流态，给溢洪道的运行安全和下游消能带来不利影响。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的泄槽内横向冲击波导致水流分布不均的问题，提供了一种溢洪道泄槽弯段结构。

本发明方案如下：

一种溢洪道泄槽弯段结构，包括至少一个缓冲段和至少一个收缩段，所述缓冲段与所述收缩段互相间隔设置且平滑衔接；

其中，所述缓冲段的断面宽度相等，所述收缩段在其中游的断面宽度小于其上游和下游的断面宽度。

优选地，所述溢洪道泄槽弯段结构是由一底板和分别与所述底板连接的两边墙所构成的连续的槽体。

优选地，所述槽体结构的两端开口，分别作为水流入口和出口。

优选地，所述两边墙的内侧面之间的间距视为断面宽度。

优选地，在所述缓冲段，所述两边墙的内侧面互相平行。

优选地，在所述缓冲段，所述两边墙的内侧面的间距相等。

优选地，所述收缩段的上游端部和下游端部分别与一缓冲段衔接。

优选地，在所述收缩段，所述两边墙的内侧面的间距沿上游到下游的方向先逐渐减小再逐渐增大。

优选地，在所述收缩段，所述两边墙的内侧面的间距在中游处最小。

优选地，所述溢洪道泄槽弯段结构中的收缩段的数量根据泄槽的实际坡度、宽度、水流流速信息而定。

在本发明上述技术方案中，该溢洪道泄槽弯段结构适用于弯曲岸边式溢洪道，水流经缓冲段进入收缩段后，由于收缩段在其中游的断面宽度小于其上游和下游的断面宽度，通过收缩段向水流施加约束力使得水流先向中心线方向聚集，直至流过中游后在重力作用下逐渐产生侧向流动实现再分配，使得泄槽内水流更加均匀，从而改善泄槽内水流的流态。

附图说明

图1是溢洪道泄槽弯段结构的示意图；

图2是溢洪道泄槽弯段结构的收缩段的平面示意图；

图3是图2所示收缩段的上游断面示意图(A)、中游断面示意图(B)、下游断面示意图(C)；

图4是图2所示收缩段的上游断面上的水位示意图(A)、中游断面上的水位示意图(B)、下游断面上的水位示意图(C)。

附图标记说明

收缩段1；缓冲段2；底板3；边墙4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

为改善泄槽内水流分布状态，本发明提供了一种溢洪道泄槽弯段结构，如图1所示，该溢洪道泄槽弯段结构包括至少一个缓冲段2和至少一个收缩段1，所述缓冲段2与所述收缩段1互相间隔设置且平滑衔接。其中，所述缓冲段2的断面宽度相等，所述收缩段1在其中游的断面宽度小于其上游和下游的断面宽度。

如图1至图3所示，所述溢洪道泄槽弯段结构是由一底板3和分别与所述底板3连接的两边墙4所构成的连续的槽体。其中，所述槽体的两端开口，分别作为水流入口和出口。

在本发明实施例中，所述两边墙4的内侧面的间距视为断面宽度。

根据一个优选的实施方式，在所述缓冲段2，所述两边墙4的内侧面互相平行。

根据一个优选的实施方式，在所述缓冲段2，所述两边墙4的内侧面的间距相等。

在本发明实施例中，所述收缩段1的上游端部和下游端部分别与一缓冲段2衔接。

根据一个优选的实施方式，如图2和图3所示，在所述收缩段1，所述两边墙4的内侧面的间距沿上游到下游的方向先逐渐减小再逐渐增大。

根据一个优选的实施方式，在所述收缩段1，所述两边墙4的内侧面的间距在中游处最小。

根据一个优选的实施方式，所述溢洪道泄槽弯段结构中的收缩段1的数量根据实际泄槽坡度、宽度、水流流速信息而定。

当水流进入收缩段1后，由于横向冲击波的扰动，水流经过上游断面时涌向左侧，如图4(A)所示，水流分布状态不均匀；泄槽沿上游向中游方向的断面宽度逐渐缩窄，使得水流逐渐向中心线聚集，到中游断面时水位壅高，如图4(B)所示；泄槽沿中游向下游方向的断面宽度逐渐扩大，使得水流在重力作用下向两侧边方向流动，如图4(C)所示。通过在下游断面上对水流重新分配，下游断面比上游断面上的水流分布更加均匀，从而改善了泄槽内的水流流态。

本发明提供的溢洪道泄槽弯段结构适用于弯曲岸边式溢洪道，水流进入收缩段后，由于收缩段在其中游的断面宽度小于其上游和下游的断面宽度，通过收缩段向水流施加约束力使得水流先向中心线方向聚集，直至流过中游后在重力作用下逐渐产生侧向流动实现再分配，使得泄槽内水流更加均匀，从而改善泄槽内水流的流态。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。