跌水结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及水利工程领域，公开了一种跌水结构，该跌水结构包括跌水段，该跌水段包括沿水流方向间隔设置的多个跌水墙和位于两个相邻的所述跌水墙之间的跌水池，所述跌水段的底部形成为沿水流方向逐渐下降的斜坡型。相比于传统的跌水段的底部成阶梯型下降的跌水结构而言，本实用新型将跌水段的底部设置为沿水流方向逐渐下降，即形成为斜坡型的底部，提高相邻跌水池的连续性，优化跌水结构的整体性。
【专利说明】
跌水结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及水利工程领域，具体地，涉及一种跌水结构。
【背景技术】
[0002]传统的跌水结构通常包括沿水流方向(即跌水结构的纵向)设置的多个消力池来起到跌水作用，该多个消力池通过跌水墙间隔开来，各个消力池具有大致水平的底部，并且沿水流方向，所述多个消力池的高度逐渐下降，即多个消力池形成为沿水流方向依次下降的阶梯状，多个消力池之间形成为非连续的结构；另外，所述多个消力池之间彼此宽度也不一致，并且相邻消力池的宽度之间非连续变化，例如，在相邻的消力池之间，即跌水墙处，消力池的宽度突然变化，进一步造成消力池之间结构上的分离性。
[0003]上述的传统跌水结构存在的问题包括:跌水结构不连续，其中包括沿水流方向消力池成阶梯状下降，还包括相邻消力池之间宽度变化的非连续性，这些均降低了跌水结构的整体性，多级跌水的方式会造成水的跌差过大，水流速度过大，使得消力池多为排空的设计，各级消力池不能存水，浪费宝贵的水资源，非过水时段，结构全部裸露，并且由于跌差过大，使得传统的跌水结构缺乏植生条件，生态性和景观性差，无法作为亲水建筑物，甚至形成为危险区域，一般需要设置围栏，限制游人进入，而相邻消力池的宽度的突变使得河道断面收缩，形成“缩脖子”，加速了水流，并让水流变得混乱复杂;传统的跌水结构的基底为高低不平的复杂结构，两侧为不连续的收缩和扩张结构，使得基槽开挖不容易成形，施工层次多且复杂性高，还容易留下安全隐患，例如不均匀沉降、渗流破坏和接缝漏水等。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种连续性较高的跌水结构。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种跌水结构，该跌水结构包括跌水段，该跌水段包括沿水流方向间隔设置的多个跌水墙和位于两个相邻的所述跌水墙之间的跌水池，所述跌水段的底部形成为沿水流方向逐渐下降的斜坡型。
[0006]优选地，沿所述跌水结构的宽度方向，所述跌水墙形成为曲线型。
[0007]优选地，沿水流方向，多个所述跌水墙的顶端逐渐下降。
[0008]优选地，沿水流方向，所述跌水段的宽度逐渐减小或增大。
[0009]优选地，所述跌水段还包括地基层、位于所述地基层上方的找平层以及位于所述找平层上方的底板，所述跌水墙设置于所述底板上，并且所述底板和所述跌水墙一体形成。
[0010]优选地，所述跌水段还包括沿宽度方向位于两侧的侧墙，所述侧墙形成为沿从上至下方向逐渐向所述跌水段的沿宽度方向的中央倾斜，并且所述侧墙与所述底板和所述跌水墙一体形成。
[0011 ]优选地，多个所述跌水墙中的两个分别设置在所述跌水段的沿水流方向的首尾两端，所述跌水结构还包括连接于所述跌水段上游的上游反坡连接段以及连接于所述跌水段下游的下游放缓冲连接段。
[0012]优选地，在所述跌水段、所述上游反坡连接段和所述下游放缓冲连接段中均设置有种植土并种植有水生植物。
[0013]优选地，所述上游反坡连接段包括位于上游侧的沉淤坑和位于下游的汀步石。
[0014]优选地，所述下游放缓冲连接段包括沿水流方向逐渐下降的缓冲坡。
[0015]相比于传统的跌水段的底部成阶梯型下降的跌水结构而言，本实用新型将跌水段的底部设置为沿水流方向(即跌水结构的纵向)逐渐下降，即形成为斜坡型的底部，提高相邻跌水池的连续性，优化跌水结构的整体性。
[0016]在这种情况下，跌水结构的纵向连通性提高，跌差减小，不会造成水流突然加速下跌，相对地使水流更平稳地变化，跌水池可以储存水源，而高度的纵向连通性还有利于物质和能量的循环流动，使得跌水结构具有植生可能，变化较平稳的水流对动植物的生存均有利，跌水结构的生态性和景观性都得到提高;水流的平稳性提高也使得跌水结构的安全性得到提升，提高了跌水结构的亲水性，使得行人可以靠近跌水结构;并且，从建筑方面考虑，本实用新型的跌水结构由于其结构特点，其跌水段的底部可以一体形成，使得设计、施工和后期维护都更简单化。
[0017]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是根据本实用新型的跌水结构的沿水流方向(纵向)的剖视图，其中水流方向为沿图1中从左至右方向；
[0020]图2是图1中的跌水结构的跌水段的横截面图；
[0021]图3是图2中的跌水结构的跌水段的俯视图，其中，仅简单示出跌水墙的布置形式，水流方向为沿图3中从上至下方向。
[0022]附图标记说明
[0023]I地基层2找平层
[0024]3渗透层4底板
[0025]5跌水墙6跌水池
[0026]7侧墙8上游反坡连接段
[0027]9沉淤坑10汀步石
[0028]11下游放缓冲连接段 12缓冲坡
[0029]13水生植物
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型的【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实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0031]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是在本实用新型提供的跌水结构正常使用情况下定义的，并且也与参考附图所示方向一致。
[0032]本实用新型提供了一种跌水结构，该跌水结构包括跌水段，该跌水段包括沿水流方向间隔设置的多个跌水墙5和位于两个相邻的所述跌水墙5之间的跌水池6，所述跌水段的底部形成为沿水流方向逐渐下降的斜坡型。
[0033]相比于传统的跌水段的底部成阶梯型下降的跌水结构而言，本实用新型将跌水段的底部设置为沿水流方向(即跌水结构的纵向)逐渐下降，即形成为斜坡型的底部，提高相邻跌水池6的连续性，优化跌水结构的整体性。
[0034]在这种情况下，跌水结构的纵向连通性提高，跌差减小，不会造成水流突然加速下跌，相对地使水流更平稳地变化，跌水池6可以储存水源，而高度的纵向连通性还有利于物质和能量的循环流动，使得跌水结构具有植生可能，变化较平稳的水流对动植物的生存均有利，跌水结构的生态性和景观性都得到提高;水流的平稳性提高也使得跌水结构的安全性得到提升，提高了跌水结构的亲水性，使得行人可以靠近跌水结构;并且，从建筑方面考虑，本实用新型的跌水结构由于其结构特点，其跌水段的底部可以一体形成，使得设计、施工和后期维护都更简单化。
[0035]根据需要，沿所述跌水结构的宽度方向，所述跌水墙5可以形成为曲线型，从而引导水流向某一或者某些区域集中，从而形成不同的水文效果，以配合其它水文因素或者美观需要，例如，参见图3，其中，跌水墙5形成为沿宽度方向(图3中的左右方向)的中央背离水流方向凸出的弧形型，引导水流的主流集中在跌水段的横向(宽度方向)中部，并有效抵抗水的推力，满足河流纵向连通的需要。
[0036]并且，参见图1和图2配合跌水段底部的结构特点，沿水流方向，多个所述跌水墙5的顶端逐渐下降。
[0037]优选地，沿水流方向，所述跌水段的宽度逐渐减小或增大，这种情况下，可以使得相邻跌水池之间宽度变化连续，进一步跌水结构的整体性，使得跌水结构水流通道的断面收缩或扩张平缓，避免形成“缩脖子”，进一步使得水流变化更平缓。
[0038]参见图1和图2，具体地，在图示的优选实施方式中，所述跌水段还包括地基层1、位于所述地基层I上方的找平层2(可以为混凝土垫层)以及位于所述找平层2上方的底板4，所述跌水墙5设置于所述底板4上，并且所述底板4和所述跌水墙5—体形成。
[0039]进一步优选地，所述跌水段还包括沿宽度方向位于两侧的侧墙7，所述侧墙7形成为沿从上至下方向逐渐向所述跌水段的沿宽度方向的中央倾斜，并且所述侧墙7与所述底板4和所述跌水墙5—体形成。
[0040]其中，侧墙7、底板4和跌水墙5均可以是混凝土结构，并且可以是一体形成的混凝土结构，这种整体性的机构有利于增加跌水结构的整体性、稳定性和安全性，克服传统的跌水结构分散而无法联合受力的问题，另外，进一步简化设计、施工和后期维护。
[0041]另外，跌水结构还可以包括减渗层3，该减渗层3位于找平层2和底板4之间，并且可以延伸至跌水结构的整个纵向方向(图1中的左右方向)。
[0042]优选地，多个所述跌水墙5中的两个分别设置在所述跌水段的沿水流方向的首尾两端，所述跌水结构还包括连接于所述跌水段上游的上游反坡连接段8以及连接于所述跌水段下游的下游放缓冲连接段U。这样，可以利用上、下游的上游反坡连接段8和下游放缓冲连接段11形成浅滩和深潭，形成河床的多样生境，并形成沉淤空间。
[0043]并且，在所述跌水段、所述上游反坡连接段8和所述下游放缓冲连接段11中均可以设置有种植土并种植有水生植物13，以提升跌水结构的生态性和景观性。
[0044]作为一种实施方式，所述上游反坡连接段8可以包括位于上游侧的沉淤坑9和位于下游的汀步石10。其中，上游反坡连接段8形成有沿水流方向逐渐向上倾斜的上游反坡，具体地，可以由砂石混料填筑成由浅入深、坡度缓于1:5的缓坡，缓坡顶部布设沟通两岸的行人通道(例如汀步石10组成的汀步组)，这种由浅入深的缓坡设计形成亲水的安全区域，缓坡的上游为沉淤坑9，形成河床的深潭生境，并为河床淤积物预留空间。
[0045]另外，作为一种实施方式，所述下游放缓冲连接段11可以包括沿水流方向逐渐下降的缓冲坡12。缓冲坡12可以由砂石混料填筑成由浅入深、坡度缓于1: 5的缓坡，坡面可摆放粒径不小于200_的卵石，在起到消能防冲作用的同时，满足亲水的同时为植物生长提供良好的生境。
[0046]本实用新型的图示优选实施方式的跌水结构兼具消能作用、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇作用、亲水作用和栖息地功能，是可以替代传统跌水建筑物的“有生命”建筑物，以满足河流生态和景观的功能。该实施方式的跌水结构结构简单，除混凝土结构外，设计、施工、维护简单易行，应用于梯田中，可以因地制宜地改变梯田的宽度和形状，营造出千变万化的梯田景观，另外，还可以可广泛应用到河流的生态治理中，尤其是适用于严重缺水的北方地区。
[0047]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0048]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0049]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种跌水结构，该跌水结构包括跌水段，该跌水段包括沿水流方向间隔设置的多个跌水墙(5)和位于两个相邻的所述跌水墙(5)之间的跌水池(6)，其特征在于，所述跌水段的底部形成为沿水流方向逐渐下降的斜坡型。2.根据权利要求1所述的跌水结构，其特征在于，沿所述跌水结构的宽度方向，所述跌水墙(5)形成为曲线型。3.根据权利要求1所述的跌水结构，其特征在于，沿水流方向，多个所述跌水墙(5)的顶端逐渐下降。4.根据权利要求1所述的跌水结构，其特征在于，沿水流方向，所述跌水段的宽度逐渐减小或增大。5.根据权利要求1所述的跌水结构，其特征在于，所述跌水段还包括地基层(I)、位于所述地基层(I)上方的找平层(2)以及位于所述找平层(2)上方的底板(4)，所述跌水墙(5)设置于所述底板(4)上，并且所述底板(4)和所述跌水墙(5) —体形成。6.根据权利要求5所述的跌水结构，其特征在于，所述跌水段还包括沿宽度方向位于两侧的侧墙(7)，所述侧墙(7)形成为沿从上至下方向逐渐向所述跌水段的沿宽度方向的中央倾斜，并且所述侧墙(7)与所述底板(4)和所述跌水墙(5)—体形成。7.根据权利要求1所述的跌水结构，其特征在于，多个所述跌水墙(5)中的两个分别设置在所述跌水段的沿水流方向的首尾两端，所述跌水结构还包括连接于所述跌水段上游的上游反坡连接段(8)以及连接于所述跌水段下游的下游放缓冲连接段(11)。8.根据权利要求7所述的跌水结构，其特征在于，在所述跌水段、所述上游反坡连接段(8)和所述下游放缓冲连接段(11)中均设置有种植土并种植有水生植物(13)。9.根据权利要求7所述的跌水结构，其特征在于，所述上游反坡连接段(8)包括位于上游侧的沉淤坑(9)和位于下游的汀步石(10)。10.根据权利要求7所述的跌水结构，其特征在于，所述下游放缓冲连接段(11)包括沿水流方向逐渐下降的缓冲坡(12)。
【文档编号】E02B8/06GK205576869SQ201620319325
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】邓卓智, 杨苏燕
【申请人】北京市水利规划设计研究院