一种改善弯道水流流态的导流墙的制作方法

本实用新型属于水利工程技术领域，具体涉及一种水利工程中的消能防冲设施，尤其是改善弯道水流流态的导流墙。

背景技术：

在水利工程中，由于地形地质条件的限制，大坡降高流速弯道广泛应用于溢洪道工程、引配水工程等工程中。设计的弯曲泄槽往往存在不利的折冲水流：流量分布不均匀，流态不利，能量集中，水流在离心惯性力的作用下产生冲击波，水面沿挡墙壅高，不利于下游的消能防冲。折冲水流导致弯道水流横向分配严重不均匀，从而导致水流流态差，水流集中于凹岸侧，且会随着流量的增加，沿凹岸边墙不断爬升，直至翻越边墙顶部，对水工建筑物自身安全和周边环境及居民人生安全均会造成一定的安全隐患。

目前，对弯道水流的研究大多是关注限制超高，而对于结构安全和运行效果研究不够。如折流坎法，通过调节折流坎与来流的夹角，折流坎对水流干扰大，折流坎背后容易出现无水区，且掺气严重，容易产生空蚀破坏，折流坎法适应的流量范围较小，流量较大水深较大时，折流坎的导流效果较差。又如横比降法，横比降法比较适合小流量工况，水流流态有所改善，对大流量水流调整效果不佳。如果不断加大横比降，不仅工程量会明显增加，工程的美观程度也有较大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种改善弯道水流流态的导流墙；该导流墙应能合理分配弯道水流，有效控制弯道凹岸水位超高，以减少不利折冲水流对下游消能防冲的影响。

本实用新型提供的技术方案是：一种改善弯道水流流态的导流墙，该导流墙包括沿着水流方向由低升高的上游斜坡段、等高的中游过渡段以及由高降低的下游斜坡段，并且紧靠着凹岸侧设置在泄洪渠的弯道部位。

所述上游斜坡段，始于弯道上游且与弯道底板平滑连接，末端位于弯道入口且与中游过渡等高且平滑连接；上游斜坡段始端宽度为泄洪渠宽度的1/4～1/2，上游斜坡段末端宽度为泄洪渠宽度的1/2；上游斜坡段长度为泄洪渠宽度的1/2～1。

所述中游过渡段横断面保持一致，均为直角梯形；中游过渡段高度与导流墙挡水侧高度等高，中游过渡段宽度为泄洪渠宽度的1/2。

所述下游斜坡段始于弯道出口，下游斜坡段始端与中游过渡段等高且平滑连接，下游斜坡段末端位于弯道下游且与弯道底板平滑连接；下游斜坡段末端宽度为泄洪渠宽度的1/2；导流墙下游斜坡段长度为泄洪渠宽度的1/2～1。

优选地，上游斜坡段始端宽度为泄洪渠宽度的1/3。

本实用新型的工作原理是：当泄水建筑物下泄水流经过该导流墙时，在导流墙的挡水导水作用下，水流在导流墙上部形成高水位水流，在泄洪渠凸岸侧形成低水位水流，两股水流在上游斜坡段形成分配水流，在弯道段得到调整，而后经过下游斜坡段汇合进入下游河道。因而能有效调整水流流向和流态，并且减少了不利折冲水流，有利于下游河道的消能防冲。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型在泄洪渠弯道的底板上布置导流墙，导流墙将弯道底板分成2个区(分别是高水位区和低水位区)，有利于调整水流流态；同时导流墙的上游斜坡段段和下游斜坡段分别设计，上游斜坡段采用斜坡与泄洪渠底板平滑连接，水流平顺地过渡到导流墙顶部；下游斜坡段采用斜坡与泄洪渠底板平滑连接，水流平顺汇合，以便于下游河道的消能防冲。因而导流墙能充分发挥作用，合理分配水流，同时限制弯道水流凹岸水位的超高，有效改善泄洪水流流态和延长水工建筑物的使用寿命，达到防灾减灾的目的。

附图说明

图1为本实用新型所述导流墙在弯道部位的方位布置示意图(俯视图)。

图2为本实用新型所述导流墙的上游斜坡段、中游过渡段和下游斜坡段的纵截面展开结构示意图。

图3为本实用新型所述导流墙的中游过渡段的横截面结构示意图。

图中：1为弯道凹岸，2为弯道凸岸，B为泄洪渠宽度，B1为上游斜坡段始端宽度，B2为下游斜坡段末端宽度，S1为上游斜坡段长度，S2为中游过渡段长度，S3为下游斜坡段长度；R是弯道凹岸半径，H是导流墙挡水侧高度。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例对本实用新型进行进一步的描述；本实施例只用于对本实用新型进行进一步的说明，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述内容作出一些非本质的改进和调整属于本实用新型保护的范围。

附图所示的实施例为改善某工程泄洪渠弯道水流流态的导流墙，设置在泄洪渠的整个弯道的底板上且紧靠着凹岸侧1布置(导流墙宽度方向的一侧与弯道凹岸侧连接，另一侧延伸至泄洪渠中部位置)，从而形成导流墙部位的高水位区3和导流墙旁边的低水位区4；该导流墙包括沿着水流方向由低升高的上游斜坡段、等高的中游过渡段以及由高降低升下游斜坡段。上游斜坡段，始于弯道上游且与底板平滑连接，末端位于弯道入口，与中游过渡等高段平滑连接；中游过渡段横断面为直角梯形，下游斜坡段始于弯道出口，始端与中游过渡段等高且平滑连接，末端位于弯道下游，与弯道底板平滑连接。

该弯道设计宽度B为10m，弯道为急流，弯道的转角为32°，弯道凹岸半径为20m。导流墙上游斜坡段始端宽度B1为1/3泄洪渠宽度，即为3.3m。导流墙下游斜坡段末端宽度B2为1/2泄洪渠宽度，即5m。上游斜坡段长度S1为8m，中游过渡段长为S2为20m，下游斜坡段长度S3为8m。导流墙挡水侧高度H为0.75m。

经水工模型试验，该导流墙能很好的改善弯道水流流态，进入弯道的水流被重新分配，冲击凹岸挡墙的水流强度明显减小，因而折冲现象明显减弱，弯道底板露底面积显著减小。同时有利于减少弯道凹岸水位超高，在设计及校核工况下，弯道凹岸水位较原设计减小幅度分别为1.4m和1.1m。