一种呈双变量正态曲面形态的丁坝的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种丁坝，尤其涉及一种呈双变量正态曲面形态的丁坝。
【背景技术】
[0002] 丁坝是一种坝根与岸相连、坝体伸入河中、轴线与水流方向呈正交或斜交、平面上 与河岸组成形似丁字形的常见水工建筑物。丁坝的主要作用是保护河/海岸、整治航道、维 护河相以及保全水生环境多样化等，在长江、黄河等大江大流上均存在大量使用丁坝作为 整治或护岸建筑物的河段；通过此类丁坝的在调整水流冲刷浅区从而实现整治目的。
[0003] 丁坝修建后，由于迎流面上压强急剧增大，行进水流会在强逆压梯度作用下产生 流动分离，部分水流直接绕过坝头，部分水流沿坝面向下运动形成螺旋状马蹄形涡系绕丁 坝底部而下，在坝头附近造成较深的局部冲刷坑。
[0004] 传统丁坝由坝基和坝头组成，其平面形状呈直线型或拐头型，坝头多为圆头型或 斜线型。
[0005] 坝头冲刷坑的形成是由于水流的绕流作用致使坝头的绕流流速较大，进而冲刷坝 头地基和坝头外河床，随着冲刷坑的加深，在一定程度上将会造成丁坝基础的不断冲刷甚 至坝头坍塌沉降，进而导致岸堤险情。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以最大程度地减小坝体应力 集中和坝头局部冲刷坑的呈双变量正态曲面形态的丁坝。
[0007] 本发明的呈双变量正态曲面形态的丁坝，该丁坝外形呈双变量正态曲面，以离岸 方向为Z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为X轴，丁坝外形满足如下方程：
[0008]
[0009] 其中，y彡0, 〇xSx方向的标准差，〇y为y方向的标准差，k为修正系数，k用于 使丁坝沿河宽方向达到设计长度。
[0010] 相对于现有技术而言，本发明具有的有益效果如下：
[0011] 采用双变量正态曲面型的丁坝，不仅可以有效避免丁坝迎流面上压强急剧增大， 减小坝体受到应力集中的破坏，还可以将水流挑向远处，避免坝头流速过大；此外，采用这 种特殊形态可避免较多流量集中于坝头，减小坝头的局部冲刷坑。
【附图说明】
[0012] 图1是双变量正态曲面图；
[0013] 图2是呈双变量正态曲面形态的丁坝；
[0014] 图3是呈双变量正态曲面形态的丁坝模型图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016] 本发明的呈双变量正态曲面形态的丁坝，该丁坝外形为双变量正态曲面，完整的 双变量正态曲面如图1所示。以离岸方向为z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向 为x轴，丁坝外形满足如下方程：
[0017]
[0018] 其中，y彡0,〇xSx方向的标准差，〇y为y方向的标准差，k为修正系数，k用于 使丁坝沿河宽方向达到设计长度。
[0019] 以河宽为100米的河道为例，设计坝长约为40米的丁坝，依据水流流速及水深情 况，取〇 x= 40，取〇 y= 4. 8,取k= 5X104,丁坝外形方程为：
[0020]
[0021] 取其中y多0的部分，依据上述方程，获得丁坝的形态如图2、3所示。
【主权项】
1. 一种呈双变量正态曲面形态的丁坝，其特征在于，该丁坝外形为双变量正态曲面，以 离岸方向为Z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为X轴，丁坝外形满足如下方程：其中，y彡0, σ X方向的标准差，σ y为y方向的标准差，k为修正系数，k用于使丁 坝沿河宽方向达到设计长度。
【专利摘要】本发明公开了一种呈双变量正态曲面形态的丁坝，该丁坝外形呈双变量正态曲面，其外形满足以离岸方向为z轴正向，沿水深向上为y轴正向，沿水流方向为x轴建立的双变量正态曲面方程，采用双变量正态曲面型的丁坝，不仅可以有效避免丁坝迎流面上压强急剧增大，减小坝体受到应力集中的破坏，还可以将水流挑向远处，避免坝头流速过大；此外，采用这种特殊形态可避免较多流量集中于坝头，减小坝头的局部冲刷坑。
【IPC分类】E02B3/06
【公开号】CN104895007
【申请号】CN201510257820
【发明人】孙志林, 许丹, 於刚节
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日