汇流口整流装置的制作方法

本发明涉及航道规划和整治工程技术领域，特别是涉及一种汇流口整流装置。

背景技术：

支渠汇流是航道工程中一种常见的现象，支渠流量的汇入可以有效补充航道主渠中的流量，有利于维持航道中的水位和通航条件，但同时也在一定程度上改变了汇流口附近的流场结构，易对航道安全造成一定影响。特别是当汇流量较大或交汇角较大时，易显著增大汇流口附近航道局部水域的横向流速，引起汇流和航道内水流摆动等恶劣流态，对航道安全造成不利影响，严重时甚至会引起安全事故。

目前，传统的做法为拓宽汇流口，使支渠汇流量在更大的范围内汇入主渠，即根据支渠设计流量及主渠航道对横向流速的要求，核算汇流口所需要的水深和宽度，或利用跌水或跌井以及辅助的消能梁消杀支渠水流的动能，减小支渠入流对主渠航道流场的不利影响。

然而上述技术通常仅适用于支渠流量较小或显著小于主渠流量的汇流口的导流整流，即当支渠流量较小时，支渠流量汇入不会对主渠航道内流场产生显著影响。但当汇流比较大时，即支渠流量较大时，现有的技术无法良好保证汇流口附近水域流场的平稳；同时当支渠流量较大时，现有技术通常需要较大的占地面积及开挖量，不仅工程投资大，且易受征地红线限制，且不同支渠来流条件差异较大，汇入主渠前可能有弯道、陡坡等结构影响，使得支渠汇入水流在汇流口附近易产生水流局部集中、旋流、回流等水流现象，易对航道横向流速产生不利影响。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的支渠流量在汇入主渠时，无法保证汇流口附近水域流场平稳的问题，提供一种汇流口整流装置。

本发明提供了一种汇流口整流装置，包括：

溢流坝，所述溢流坝沿支渠的宽度方向设置在所述支渠内；

跌坎，所述跌坎沿所述支渠内水流方向设置在所述溢流坝的下游；

消力池，所述消力池沿所述支渠内水流方向设置在所述跌坎的下游；

整流排桩，所述整流排桩沿所述支渠内水流方向设置在所述消力池的下游；

多个导流屏，多个所述导流屏沿所述支渠的宽度方向间隔设置，且所述导流屏沿所述支渠内水流方向设置在所述整流排桩的下游。

上述汇流口整流装置，支渠中的水流依次经过溢流坝、跌坎、消力池以及整流排桩后，可以有效地消杀了支渠来流的能量，消除支渠汇流中不利流动现象的影响，良好实现了水流在进入主渠前在断面内的均匀分布，随后水流在导流屏的作用下，均匀地从航道边缘逐渐与主渠航道水流混合，有效减小了支渠汇入对主渠航道中横向流速的不利影响，从而保证了汇流口附近水域流场的平稳。

在其中一个实施例中，所述溢流坝的下游弧面与所述跌坎的立面通过平面相连，或直接相连。

在其中一个实施例中，还包括通气管，所述通气管上的进气口设置在所述跌坎的两端；

所述跌坎内沿所述支渠宽度方向设置有补气孔，所述补气孔的一端沿所述支渠内水流方向与所述消力池连通，所述补气孔的另一端与所述通气管上的进气口连通。

在其中一个实施例中，还包括辅助消能工，所述辅助消能工设置在所述消力池内。

在其中一个实施例中，所述辅助消能工包括t型墩和尾槛，所述t型墩上的前墩朝向所述跌坎，所述t型墩上远离所述前墩的一端与所述尾槛紧贴。

在其中一个实施例中，所述t型墩上的前墩与所述跌坎沿所述支渠内水流方向之间的间距为其中，q为单宽流量，g为重力加速度，hd为跌坎的高度，lx为跌坎与前墩沿支渠内水流方向之间的间距，取1.5～2.0。

在其中一个实施例中，所述整流排桩中的多个整流桩沿支渠的宽度间隔均匀分布。

在其中一个实施例中，其中一排所述整流排桩中的整流桩与另一排所述整流排桩中的整流桩沿所述支渠内水流方向错位分布。

在其中一个实施例中，沿主渠的水流方向，多个所述导流屏的末端距离所述主渠上的航道边线之间的间距逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述导流屏上位于水下部分设置有孔洞。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种汇流口整流装置的结构示意图；

图2为图1中的局部示意图；

图3为图2中的侧视图；

图4为图1中的跌坎和通气管的结构示意图；

图5为图1中的导流屏与主渠上的航道边线之间间距的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本发明一实施例中，提供了一种汇流口整流装置，包括：设置在支渠20中的溢流坝201、跌坎202、消力池204、整流排桩206以及多个导流屏207，其中，溢流坝201沿支渠20的宽度方向设置在支渠20内，跌坎202沿支渠20内水流方向设置在溢流坝201的下游，且跌坎202也沿支渠20的宽度方向设置在支渠20内，消力池204沿支渠20内水流方向设置在跌坎202的下游，且消力池204同时沿支渠20的宽度方向设置在支渠20内，整流排桩206沿支渠20内水流方向设置在消力池204的下游，多个导流屏207沿支渠20的宽度方向间隔设置，且导流屏207沿支渠20内水流方向设置在整流排桩206的下游。

上述汇流口整流装置，溢流坝201的上游与支渠20衔接，支渠20中的水流可在溢流坝201处形成壅水溢流，一方面可以削弱溢流坝201上游支渠20不同方向水流对下游的冲击，另一方面水流在溢流坝201处实现横向均流，从而有利于下游衔接的跌坎202和消力池204的设计，均匀消力池内水流的横向分配；当支渠中的水流依次经过溢流坝、跌坎、消力池以及整流排桩后，可以消除支渠汇流中不利流动现象的影响，有效地消杀了支渠来流的能量，良好实现了水流在进入主渠前在断面内的均匀分布，随后水流在导流屏的作用下，均匀地从航道边缘逐渐与主渠航道水流混合，有效减小了支渠汇入对主渠航道中横向流速的不利影响，从而保证了汇流口附近水域流场的平稳。

在一些实施例中，如图1或图2或图3所示，本申请中的溢流坝201的下游弧面与跌坎202的立面通过平面连接，或当在空间有限的支渠20中，该溢流坝201的下游弧面与跌坎202的立面直接连接。

进一步地，为了避免溢流坝201高度过高时影响支渠20的泄洪能力，本申请中的溢流坝201的顶高设计为高于最高通航水位0.5m-1.0m。

在一些实施例中，如图3结合图4所示，本申请还包括通气管203，该通气管203设置在跌坎202的两端；同时跌坎202内沿支渠20宽度方向设置有补气孔2021，该补气孔2021的一端沿支渠20内水流方向与消力池204连通，补气孔2021的另一端与通气管203连通。通气管203的设置，方便了给跌坎202上从上游到下游形成的跌水水舌下部空间的补气，保证了跌坎202上可形成稳定的跌流水舌。

在一些实施例中，如图1或图3所示，本申请还包括辅助消能工205，该辅助消能工205设置在消力池204内，消力池204和辅助消能工205的结合设置，一方面可以实现支渠20内水流能量的消杀，一方面能进一步实现横向水流的均化；

具体地，如图2所示，该辅助消能工205包括t型墩2051和尾槛2052，其中，t型墩2051上的前墩20511朝向跌坎202，t型墩2051上远离前墩20511的一端与尾槛2052紧贴。

进一步地，如图2所示，上述t型墩2051上的前墩20511与跌坎202沿支渠20内水流方向之间的间距为其中，q为单宽流量，g为重力加速度，hd为跌坎202的高度，lx为跌坎202与前墩20511沿支渠20内水流方向之间的间距，取1.5～2.0。

需要说明的是，本申请实施例中辅助消能工的结构以及t型墩上的前墩与跌坎沿支渠内水流方向之间的间距仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构或间距，例如，辅助消能工包括方形导流块，t型墩上的前墩与跌坎沿支渠内水流方向之间的间距为1.5hd。本申请对辅助消能工的具体结构以及t型墩上的前墩与跌坎沿支渠内水流方向之间的间距不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。

在一些实施例中，如图2所示，本申请中的整流排桩206中的多个整流桩2061沿支渠20的宽度间隔均匀分布。

进一步地，本申请包括多排整流排桩206，其中一排整流排桩206中的整流桩2061与另一排整流排桩206中的整流桩2061沿支渠20内水流方向错位分布。从而可以通过整流桩绕流使得支渠20内的水流实现在横向和沿水深方向的双向均流，通常上述整流排桩206可以包括3-4排，过少不易起到良好的均流作用，过多经济性差。

再进一步地，上述整流排桩206中的整流桩2061的直径为0.5-1.0m的圆柱体或边长为0.5-1.0m的方桩，整流桩2061之间的间距则应保留足够的过流断面及排漂能力，整流桩2061的高度不小于最大规划航运水深。

在一些实施例中，如图5所示，本申请中的多个导流屏207沿主渠10的水流方向距离主渠10上的航道边线101之间的间距逐渐增大。例如，本申请中包括六个导流屏207，其中，沿主渠10的水流方向，导流屏207的末端与航道边线101之间的间距依次为0m、2m、4m、6m、8m、10m，需要说明的是，本申请中的导流屏207的个数，以及导流屏207的末端与航道边线101之间的间距仅为示例，具体可以根据实际产品需要进行设计。多个导流屏207的设置可以有效降低逐次汇流对主渠10航道水流速度的影响，其中每级收缩的距离不宜过大，可视汇流口的宽度1.0m-2.0m。

具体地，该导流屏207朝向整流排桩206的一端与支渠20水流方向平行，起分割流量作用；导流屏207远离整流排桩206的一端呈折线或弧线布置，导流屏207远离整流排桩206一端的末端切线方向与主渠10内水流方向的夹角宜为3-5°。

进一步地，当支渠20内水流速度较小时，导流屏207出口切线方向与主渠10内水流方向的夹角可取推荐大值；当支渠20内水流速度较大时，导流屏207出口切线方向与主渠10内水流方向的夹角可取推荐小值。

进一步地，上述多个导流屏207的高度可不一致，导流屏207朝向整流排桩206的一端起分割流量作用，高度可参考规划最低通航水位高度来设置；导流屏207远离整流排桩206一端的高度起导流作用，因此应覆盖所有的航道规划水深范围。

在一些实施例中，本申请中的导流屏207上位于水下部分设置有孔洞。当支渠和主渠在汇流口附近水的深度较大时，导流屏207位于水下部分设置有孔洞，从而可以有效增大水下部分流量，减小支渠流量对汇流口附近表面流场的影响；同时平衡导流屏两侧的水压差，改善导流屏的受力状态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除