本發明專利技術公開了一種側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，包括溢洪道進口部分、溢洪道泄槽和泄洪道消能泄洪出口部分，其中溢洪道進口部分包括引渠段和WES實用堰段，溢洪道進口部分軸線與溢洪道泄槽軸線成不小于45度角相交，且在WES實用堰段后設計有由WES實用堰、槽底和溢洪道進口對側邊墻構成的使水流旋滾進入溢洪道泄槽的側槽。本發明專利技術的岸邊溢洪道進口部分的形式，完全顛覆了傳統岸邊溢洪道進口部分的形式，解決了傳統的岸邊溢洪道存在的其進口橫向和縱向山體開挖工程量大，溢洪道進口部分不能對水流進行消能等一系列的問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水利水電工程溢洪道泄洪消能
，具體涉及一種側向進流旋滾消能岸邊溢洪道。
技術介紹
在水利水電工程中，為了在洪水季節保護大壩和設備的安全，攔河大壩都設計有溢洪道。對于岸邊溢洪道，都是由泄流水體進入溢洪道的上游進口部分、溢洪道泄槽部分和泄洪道下游消能出口部分構成，其中下游緊接溢洪道泄槽的溢洪道上游進口部分又包括引渠段和WES實用堰段。傳統溢洪道上游進口部分的設計形式，溢洪道進口方向和溢洪道泄槽方向一致，溢洪道泄槽緊接構成溢洪道進口部分的WES實用堰，水流進入溢洪道進口后沿一個方向泄流，如圖1-1和圖1-2所示。采用傳統溢洪道進口設計形式，泄流水體在進入溢洪道上游進口部分過程中基本沒有消耗所攜帶的機械能，溢洪道下游出口部分承擔所有的泄洪消能任務，當上游泄洪水位較高時，泄流水體所攜帶的機械能很大，溢洪道下游出口部分實現有效的泄洪消能難度很大。采用傳統的溢洪道進口設計形式，對于進口水流流量較大的情況，為了控制溢洪道邊墻設計高度，需要將進口處的寬度增加，從而達到在不增加溢洪道邊墻高度的前提下，滿足進口所需的過水流量，這樣會增加溢洪道進口向岸坡內部的開挖工程量，而由于許多溢洪道一般又修建在高山峽谷處，岸邊山體坡度比較陡峻，因此溢洪道進口處的寬度增加，不但會帶來開挖工程量增加，同時會帶來工程中高邊坡的問題，如附圖1-3所示。這是傳統的溢洪道進口設計形式在溢洪道進口橫向方向上存在的問題。采用傳統溢洪道進口設計體型，為保證進口處水流流態平穩，需保證進口上游一段距離內有較為平順的長度與進口相接，否則會導致進口出現繞流，水面流速分布不對稱等不利于工程運行的情況發生。為此，工程建設中需要在溢洪道進口縱向方向進行工程開挖，且工程開挖量巨大，如圖1-4所示。這是傳統的溢洪道進口設計形式在溢洪道進口縱向方向上存在的問題。傳統的溢洪道進口設計形式，在橫向和縱向兩個方向上都會帶來相當大的工程開挖量，而由此所帶來的設計和施工問題也非常突出。
技術實現思路
針對現有技術傳統的溢洪道進口部分存在的問題，本專利技術的目的旨在提供一種顛覆傳統溢洪道進口部分形式的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，以解決現有技術傳統的岸邊溢洪道存在的其進口橫向和縱向山體開挖工程量大，溢洪道進口部分不能對水流進行消能等問題。本專利技術的上述目的，可通過由下述技術方案構成的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道來實現。本專利技術提供的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，包括溢洪道進口部分、溢洪道泄槽和溢洪道消能泄洪出口部分，溢洪道進口部分軸線與溢洪道泄槽軸線成不小于45度角相交，所述溢洪道進口部分包括引渠段、WES實用堰段和由WES實用堰、槽底和溢洪道進口對側邊墻構成的使水流旋滾進入溢洪道泄槽的側槽。在本專利技術的上述技術方案中，溢洪道進口部分軸線與溢洪道泄槽軸線優先考慮呈60^90度相交，進一步優先考慮垂直相交。在本專利技術的上述技術方案中，構成側槽的槽底優先考慮設計為平底槽底，構成側槽的溢洪道進口對側邊墻可考慮設計為垂直邊墻，也可設計為向外側傾斜的邊墻。構成側槽的平底槽底與溢洪道進口對側垂直邊墻一般為垂直相接，與溢洪道進口對側向外傾斜邊墻一般為成鈍角相接。在本專利技術的上述技術方案中，所述WES實用堰的堰頂位置在溢洪道進口方向不越過溢洪道進口同側邊墻，即不進入溢洪道泄槽范圍，WES實用堰的堰頂位置可位于溢洪道進口同側邊墻之外，也可與溢洪道進口同側邊墻相同，但優先考慮設置在溢洪道進口同側邊墻外。WES實用堰的堰底邊緣在溢洪道進口方向可與溢洪道進口同側邊墻相齊，也可越過溢洪道進口同側邊墻，進入到溢洪道泄槽范圍。在本專利技術的上述技術方案中，引渠的渠底低于和WES實用堰的堰頂，引渠的渠底與WES實用堰優先考慮通過臺階連接，特別是通過垂直臺階連接。本專利技術提供的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，適用于樞紐整體中需要布置岸邊溢洪道泄水消能建筑物的情況。本專利技術提供的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，在平面布置上，溢洪道進口軸線與溢洪道泄槽軸線相交，溢洪道進口結構，采用在WES實用堰后設置側槽，通過側槽與溢洪道泄槽連接。本專利技術的這種溢洪道進口布置方式，完全顛覆了傳統岸邊溢洪道進口的布置方式，帶來了以下十分突出的技術效果。1、由于溢洪道進口沿 溢洪道軸線布置，進入溢洪道進口的水流流態主要由來自河道的側向水流控制，由于溢洪道進口指向水域，因此不會增加溢洪道進口上游方向的工程開挖量，而且進口可根據具體工程和地形情況靈活布置引渠的形式，降低了設計與施工的難度。完全避免了傳統溢洪道進口布置方式，為了保證進口處水流流態平穩，進口上游需要有一段長度比較長的較為平順段，否則會導致進口出現繞流，水面流速分布不對稱等不利于工程運行的情況，由此所帶來的縱向方向上的巨大工程量開挖。2、本專利技術由于溢洪道進口沿溢洪道軸線布置，當下泄流量較大，進口水頭較高，需要增加溢洪道進口寬度時，由于進口采用側向進流，增加溢洪道進口寬度不會增大對于側面山體的開挖，可以根據需要比較靈活的設計溢洪道進口寬度，不會導致岸邊護坡坡度的增加。也避免了傳統溢洪道進口布置方式，為了增寬溢洪道進口的寬度所帶來的巨大橫向工程量開挖，以及工程中的高邊坡問題。3、溢洪道進口沿溢洪道軸線布置，不僅大大減小了進口處橫向和縱向兩個方向上的工程開挖量，在高程上也容易保證堰頂高程，即溢洪道設計進水高程。4、本專利技術的溢洪道進口，通過在WES實用堰后特別設計的側槽與溢洪道泄槽連接，使水流橫向進入溢洪道泄槽，進入到側槽內的水流與進口對側溢洪道邊墻相互作用，在橫向方向上形成旋滾，產生水體能量的消耗，減小溢洪道內水流的初始流速，水體在流向溢洪道下游后會減小下游建筑物泄洪消能的負擔。另外由于水流初始進入溢洪道內流速不大，不會對溢洪道進口對側邊墻產生過大的沖擊壓力。在水流與進口對側邊墻相互作用形成橫向旋滾的過程中，同時會通過卷吸作用卷入大量空氣，增加水體的紊動，使水體機械能加快轉化為紊動能，進而轉化為內能消耗(增加水體紊動有效增加消能效果)，這樣使水流再向下游流動時，已經有一部分機械能轉化為內能消耗掉，為溢洪道下游泄洪消能任務減小了負擔。本專利技術提供的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，其進口形式與傳統溢洪道進口形式完全不同，配合樞紐整體中其它泄水建筑物使用，不但可節省溢洪道進口橫向和縱向的山體開挖工程量，還可同時提高溢洪道對水流的消能效果，為供岸邊溢洪道設計提供了一種更佳設計方案，大大推進了岸邊溢洪道技術的進步。附圖說明圖1-1至圖1-4是傳統的岸邊泄洪道進口形式圖，其中圖1-1是傳統的岸邊溢洪道進口平面示意圖；圖1-2是傳統的岸邊溢洪道進口軸剖示意圖；圖1-3是傳統的岸邊溢洪道進口橫剖示意圖，虛線是溢洪道進口增寬的部分；圖1-4是傳統的岸邊溢洪道進口開挖布局平面不意圖。圖2-1至2-3是本專利技術的提供的側向進流旋滾消能岸邊溢洪道進口形式圖，其中圖2-1是本專利技術的岸邊溢洪道進口平面示意圖；圖2-2是本專利技術的岸邊溢洪道進口軸剖示意圖；圖2-3是水體由本專利技術的岸邊溢洪道進口進入溢洪道泄槽呈現的水流流線示意。在上述附圖中，各圖示標號標識的對象分別為:1-溢洪道進口引渠；2_WES實用堰；3_溢洪道邊墻；4_溢洪道泄槽；5_溢洪道邊墻；6- WES實用堰堰頂；7_傳統的溢洪道進口增加進口寬度前的邊坡；8_原岸邊山體邊坡；9_本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種側向進流旋滾消能岸邊溢洪道，包括溢洪道進口部分、溢洪道泄槽（4）和溢洪道消能泄洪出口部分，其中溢洪道進口部分包括引渠段（1）和WES實用堰段（2），其特征在于，溢洪道進口部分軸線與溢洪道泄槽軸線成不小于45度角相交，且在WES實用堰段后設計有由WES實用堰、槽底和溢洪道進口對側邊墻（13）構成的使水流旋滾進入溢洪道泄槽的側槽（12）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧軍，許唯臨，劉善均，曲景學，王韋，張建民，田忠，張法星，衛望汝，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：
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