斜切扭曲挑坎结构的制作方法

本发明涉及水利水电泄水设施领域，尤其是一种斜切扭曲挑坎结构。

背景技术：

根据泄水出口消能方式的适用条件，在中、高水头的泄水建筑物中，下泄水流的动能较大，工程中常采用挑流消能方式。

当下游河道狭窄，泄槽轴线和河道中心线交角较大时，为了使挑流水舌挑落在预定的位置，减轻挑流水舌对岸坡的影响，常选用斜切扭曲挑坎。斜切坎坎顶与水流流向斜交，挑距沿程变化；扭曲坎将底板设置成长边墙侧高、短边墙侧低的连续扭面，使水舌在空中翻转并落在河床中心线附近。斜切扭曲挑坎集成了斜切挑坎与扭曲挑坎的优点，广泛运用于河谷狭窄的岸边泄水建筑物。

在运行水位变幅较大的工程条件下，当满足低水位工况不砸本岸的要求，易采用较大挑角，水舌挑距较远的设计方案；但在下游河床狭窄的地形条件下，此方案在高水头工况时，其水舌挑距又过大，从而导致水流严重冲刷对岸，造成不利于对岸边坡稳定的后果。反之亦然，当满足高水头工况不冲刷对岸时，宜采用较小挑距方案，但此方案在低水头运行工况时，挑距又过小，其水流砸落本岸，影响挑坎基础及本岸边坡稳定。

因此常规的挑流消能结构，各级泄量工况下，其挑距相差较大，在峡谷地区，难以满足运行水位变幅较大的泄水建筑物的运行要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种在运行水头变幅较大的情况下，通过较好的调整水流流向从而调整挑角，并能使水舌落点始终处于理想状态的斜切扭曲挑坎结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：斜切扭曲挑坎结构，包括左边墙和右边墙，所述左边墙和右边墙之间设置有挑坎流道底面结构，所述挑坎流道底面结构由挑坎右侧贴角斜面和挑坎左侧斜面构成。

进一步的是，所述挑坎贴角斜面为靠近右边墙一侧。

进一步的是，所述右边墙底部所在水平面低于左边墙底部所在水平面。

进一步的是，所述左边墙和右边墙为喇叭口结构。

进一步的是，所述喇叭口结构沿水流方向为开口结构。

进一步的是，所述右边墙与挑坎右侧贴角斜面垂直。

进一步的是，所述左边墙与挑坎左侧斜面垂直。

本发明的有益效果是：本发明巧妙构建了挑坎流道底面结构的“一侧高一侧低”的结构特点，并结合“水往地处流”的特性，获得了十分理想的解决方案，即：在低水位工况时，流速较低，其水流惯性力相对较小，受水体自重影响较大，此时，水流易集中于挑坎流道底面结构中较低的挑坎右侧贴角斜面一侧，汇聚成为主流区，并最终形成具有理想水舌落点的状态；而在高水位工况时，水流由于主要受惯性力影响，主流仍为泄槽轴线方向，此时水流的汇聚效应则降低，而形成的水舌落点同样十分的理想。这样的设计也就保证了无论水头大小，都可以形成落点理想的水舌。本发明对原有结构的改动也很小，却可以取得十分巧妙的效果，尤其适用于运行水位变动幅度大，且下游河床狭窄，以至于当小流量时挑流水舌易砸本岸，大流量时则易冲刷对岸，且其大、小流量工况难以兼顾的情况。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1去除右边墙后的结构示意图。

图中标记为：右边墙1、左边墙2、挑坎左侧斜面3、挑坎右侧贴角斜面4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1、图2所示的斜切扭曲挑坎结构，包括左边墙2和右边墙1，所述左边墙2和右边墙1之间设置有挑坎流道底面结构，所述挑坎流道底面结构由挑坎右侧贴角斜面4和挑坎左侧斜面3构成。

现有的挑坎结构，由于结构设计存在的缺陷，一旦其下方的下游河道狭窄，泄槽轴线和河道中心线交角较大时，就会出现因水头小而导致的水流砸落本岸，或因水头大而导致的水流严重冲刷对岸的情况。本发明十分巧妙的利用了水头大与水头小时各自的流动特点以及挑坎流道底面结构的特点，通过设置挑坎右侧贴角斜面4，从而使低水位工况的主流区抬高挑出点高程，加大挑角，能有效增加挑距，解决低水位工况水舌砸本岸的问题。而在高水位主流区结构型式不变，不影响其水舌主流形态及落点。从而增加挑坎运行适应的水位变幅区。具体的讲，当在低水位工况时，流速较低，其水流惯性力相对较小，受水体自重影响较大，此时，水流易集中于挑坎流道底面结构中较低的挑坎右侧贴角斜面4一侧，汇聚成为主流区，并最终形成具有理想水舌落点的状态；而在高水位工况时，水流由于主要受惯性力影响，主流仍为泄槽轴线方向，此时水流的汇聚效应则降低，而形成的水舌落点同样十分的理想。本发明构思基于对水流流动特性的充分理解，设计出了对原有结构改动小，但是却十分富有创造性的技术改进方案。

结合实际的水流特点，优选所述挑坎右侧贴角斜面4为靠近右边墙1一侧。如图1所示，这样当在低水位工况时，流速较低，水流主要汇聚于靠近右边墙1一侧，从而有效增加挑距，获得理想的水舌落点。结合水流实际流动特点，优选所述右边墙1底部所在水平面低于左边墙2底部所在水平面。从而保证水流在水头较高时不会经由左边墙2而飞溢出。

一般的，优选所述左边墙2和右边墙1为喇叭口结构，从而为理想水舌形态的形成提供结构上的支持。优选所述喇叭口结构沿水流方向为开口结构。为了降低施工的难度，优选所述右边墙1与挑坎右侧贴角斜面4垂直，以及优选所述左边墙2与挑坎左侧斜面3垂直，从而保证水流的顺利流动。

技术特征：

技术总结
本发明涉及水利水电泄水设施领域，尤其是一种在运行水头变幅较大的情况下，通过较好的调整水流流向从而调整挑角，并能使水舌落点始终处于理想状态的斜切扭曲挑坎结构，包括左边墙和右边墙，所述左边墙和右边墙之间设置有挑坎流道底面结构，所述挑坎流道底面结构由挑坎右侧贴角斜面和挑坎左侧斜面构成。本发明对原有结构的改动也很小，却可以取得十分巧妙的效果，尤其适用于运行水位变动幅度大，且下游河床狭窄，以至于当小流量时挑流水舌易砸本岸，大流量时则易冲刷对岸，且其大、小流量工况难以兼顾的情况。

技术研发人员：唐碧华;张清琼;谢金元;金伟;张娅琴;陈军
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2018.11.21
技术公布日：2019.05.03