本實(shí)用新型屬于水利水電工程中的泄洪消能設(shè)施領(lǐng)域，特別是涉及一種彎道水閘消力池。

背景技術(shù)：

一般的攔河閘宜選在河道順直、河勢相對穩(wěn)定的河段,且閘的軸線宜與河道中心線正交,其上、下游河道直線長度不宜小于5倍水閘進(jìn)口處水面寬度。然而在工程地理位置，地質(zhì)、水文及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多因素綜合影響下，大多會(huì)迫使設(shè)計(jì)人員不得不把水閘布置在河道拐彎處。

由于彎道水流是一種復(fù)雜的三元流，其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出水面橫向比降、水面縱向比降、彎道環(huán)流及流速重分布等特性。在彎道內(nèi)布置攔河閘，會(huì)出現(xiàn)不利水利條件，進(jìn)閘流速平面分布不均，致使靠近凸岸的水閘邊孔泄流能力降低，出閘流速偏小。如此長期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致下游凸岸河道出現(xiàn)淤積，凹岸河道出現(xiàn)沖刷坑，影響凸岸表孔出流，同時(shí)也會(huì)危機(jī)消力池甚至水閘安全。因此，如何保證出閘后水流平順，流量分布均勻以及不出現(xiàn)偏流等不利情況的出現(xiàn)，在彎道水閘設(shè)計(jì)過程中變得至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種橫向階梯整流式消力池，該消力池應(yīng)能用于彎道水閘泄水消能，保證水流出坎后水流平順，避免出現(xiàn)偏流和危險(xiǎn)性沖刷以及淤積問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種用于轉(zhuǎn)彎河道的橫向階梯整流式消力池，其特征在于：該消力池的底部包括沿著水流方向依次布置的導(dǎo)流坡、消力段、尾坎與海漫，并且消力池兩側(cè)配置著邊墻且兩側(cè)邊墻的之間的距離沿著水流方向逐漸增大；所述導(dǎo)流坡為沿著水流方向從高往低延伸的斜面；尾坎平行于消力池的橫斷面布置并且尾坎的兩端分別連接兩側(cè)邊墻，尾坎頂部設(shè)有與凹岸側(cè)邊墻連接的整流坎；所述海漫與尾坎的頂面平齊。

所述導(dǎo)流坡的坡比小于等于1：4。

邊墻的擴(kuò)散角為7-12°。

所述整流坎的長度小于等于同部位尾坎長度的1/2，整流坎的高度小于等于尾坎高度的2/3，整流坎的寬度為1-2m。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型不僅可以提高消能效率，還能發(fā)揮整流作用，使得水流更加均勻，有效避免出現(xiàn)偏流和危險(xiǎn)性沖刷以及淤積等不利流態(tài)，同時(shí)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)較為簡單，體型優(yōu)化容易，施工檢修方便。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖(平行于水流方向的剖視圖)。

圖3是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實(shí)施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2和圖3所示，一種用于轉(zhuǎn)彎河道的橫向階梯整流式消力池，該消力池的底部包括沿著水流方向依次布置的導(dǎo)流坡1、消力段5、尾坎2與海漫3，消力池兩側(cè)配置著邊墻且兩側(cè)邊墻6的之間的距離沿著水流方向逐漸增大，單側(cè)邊墻的擴(kuò)散角(邊墻與水流方向的夾角，或者是邊墻與兩側(cè)邊墻的對稱中心線的夾角)θ為7-12°。作為優(yōu)選的是，擴(kuò)散角為9°。圖3中從左往右方向?yàn)樗鞣较?消力池長度方向)，圖3中的豎直方向?yàn)橄Τ貙挾确较颉?/p>

所述導(dǎo)流坡為沿著水流方向從高往低延伸的斜面，導(dǎo)流坡的頂部連接排洪閘的閘底板并且導(dǎo)流坡的底部連接水平布置的消力段，導(dǎo)流坡的坡比(導(dǎo)流坡的高度與長度之比)不大于1：4。

所述尾坎呈橫向延伸的臺(tái)階，尾坎平行于消力池的橫斷面布置并且尾坎的兩端分別連接消力池的兩側(cè)邊墻，尾坎的攔截面為豎直布置的平面。所述尾坎頂部設(shè)有與凹岸側(cè)邊墻6-1連接的整流坎5，整流坎的長度不大于(即小于等于，以下同)整流坎部位的尾坎長度(與該部位的水流截面寬度相同)的1/2，整流坎的高度不大于尾坎高度的2/3，整流坎的寬度為1-2m。作為優(yōu)選的是，整流坎的長度l為同整流坎部位的尾坎長度L的一半，整流坎的寬度d為1m，整流坎的高度h為尾坎高度H的2/3。所述整流坎布置在河道的凹岸側(cè)，可以降低施工難度和施工成本低。所述海漫與尾坎的頂面平齊。

本實(shí)用新型中：整流坎的尺寸可根據(jù)實(shí)際流態(tài)調(diào)整需要綜合考慮設(shè)計(jì)，兩側(cè)邊墻也可根據(jù)實(shí)際流態(tài)調(diào)整需要決定(可以是平面也可以是曲面的)，兩側(cè)邊墻對稱分布且向外水平擴(kuò)散，尾坎為橫向臺(tái)階，消力池內(nèi)的水流為三元流，水流橫向擴(kuò)散，不僅存在縱向漩滾還存在橫向漩滾，在消力池內(nèi)充分摻混、紊動(dòng)，可增加出池阻力，提高池內(nèi)水躍第二共扼水深，同時(shí)由于彎道的影響閘口出流不均勻，一般是凸岸小，凹岸大。在階梯尾坎的作用下，出口流速大的一側(cè)水流效能更加充分，使得水流出池后橫向分布更加均勻，實(shí)現(xiàn)整流消能的目的。

下面通過實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述，本實(shí)施例只用于對本實(shí)用新型進(jìn)行更清晰、完整的說明，但不能理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整的其他事實(shí)例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)例一

本實(shí)施例中，如圖4所示，將橫向階梯整流式消力池A用于平原感潮河轉(zhuǎn)彎河段排洪閘。該排洪閘設(shè)5孔，每孔凈寬5m，總過流凈寬25m，閘墩7厚1m，墩頂高程5.13m，刺墻8頂高程3.13m，水閘設(shè)計(jì)過流流量240m³/s，最大過閘流量275m³/s，閘底板9為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)地板高程-0.34m，順?biāo)鏖L度10m，上下游設(shè)齒墻，閘室上游漿砌塊石護(hù)底，長10m，下游設(shè)砼消力池；該消力池的池長15m，池深1.5m(即尾坎高度為1.5m)，下游翼墻單側(cè)擴(kuò)散角為9°，導(dǎo)流坡的坡比為1:4。，尾坎凹岸設(shè)置了長12.5m、高1m、寬1m的整流坎，池底設(shè)計(jì)高程-2.34m，海漫高程為-0.84m。

經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型消能效果良好，水流出坎后流速平面分布均勻，消力池內(nèi)為淹沒水躍，流態(tài)較為平穩(wěn)，摻氣強(qiáng)烈，消力池內(nèi)基本沒有泥沙淤積，出池水流平穩(wěn)，波動(dòng)較小，對下游河床和岸坡的沖刷輕微，不需要特別防護(hù)。