一種多級扇形陡坡消能結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于水利工程技術領域，尤其屬于水利工程技術中水流消能技術領域，特別涉及一種多級扇形陸坡消能結構。
【背景技術】
[0002]為了防止水流在落差處對下游河床的沖刷破壞，因此必須設置必要的落差建筑物和消能建筑物。跌水和陡坡都是常見的集中落差的水工建筑物。現有的消能方式中，消力池是較為常見的一種，且消能效果較好。但現有的消力池中，采用傳統(tǒng)的單級或多級消能結構，其總體長度長，土石方開挖量以及混凝土方量較大，工程造價較高；山區(qū)河流流量較小但含沙量相對較大，這些泥沙長期排入下游，容易淤積在下游河道，抬高河床高度，影響通航與生態(tài)，因此解決消能結構的功能的單一性，也十分有意義。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型根據現有技術的不足公開了一種多級扇形陡坡消能結構，其消能效果好，減少了土石方開挖量，縮短了護坦長度，適用性能廣，對于山區(qū)河流還兼具一定的沉砂功能，結構功能多樣化。
[0004]本實用新型通過以下方案實現:
[0005]—種多級扇形陡坡消能結構，陡坡主體由三段扇形消力槽和兩個扇形消力墩組成的一個多級消能結構;陡坡入水端的背水凸弧面，多級消能結構和消能底板平滑連接。消能底板的尾端設置有消能尾坎，與河道邊坡相連接。在兩個扇形消力墩中設置有排沙通道，可以將上游河道的泥沙輸送到下游，防止在消力槽凹處淤積;消能尾坎中設置有排水通道，在枯水期可以把消力池中水排出，便于人工清除淤沙。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
[0007]所述背水凸弧面所在的扇形段圓心角為60°。
[0008]所述消力槽分為三級，第一級消力槽和第二級消力槽所在的扇形段圓心角為120° ;第三級消力槽圓心角為90°且與消能底板平滑連接。
[0009]所述消力墩分為兩級，第一級消力墩和第二級消力墩所在的扇形段圓心角為120。。
[0010]所述第一級消能槽，第二級消能槽和第三級消力槽的半徑相等;背水凸弧面，第一級消力墩和第二級消力墩的半徑相等;第一級消能槽的半徑為第一級消力墩的2倍。
[0011 ]所述消力墩中設置的排沙通道的結構斷面為一矩形，寬度為0.2-0.4米，高度為
0.2 米。
[0012]所述消能尾坎中設置的排沙通道的結構斷面為一矩形，寬度為0.2-0.4米，高度為
0.2 米。
[0013]本實用新型的有益性在于:本實用新型采用多級消力槽和消力墩形成的陡坡結構，與消能尾坎相結合，實現了多次的集中消能，水流在消力槽中發(fā)生跌落、回旋、剪切、碰撞作用，可以有效的降低水流速度，消能效果好結構緊湊;可以減少護坦的長度和土石方開挖量，降低了建造成本，適用性能廣；對于山區(qū)河流，還兼具一定的沉砂作用，結構功能多樣。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖中:I是陡坡主體;2是背水凸弧面;3是第一級消力槽;4是第一級消力墩;5是第二級消力槽;6是第二級消力墩;7是第三級消力槽;8是消能底板;9、10是排沙通道；11是消能尾坎;12是排水通道。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明。本實施方式只用于對本實用新型作進一步的說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員可以根據上述內容作出一些非本質的改進和調整，但仍屬于本實用新型的保護范圍。
[0017]如圖1所示，本實施例的一種多級扇形陡坡消能結構，包括設置于河道陡坡處的陡坡主體I，陡坡主體的入水端設有背水凸弧面2，與之后的第一級消力槽3，第一級消力墩4，第二級消力槽5，第二級消力墩6，第三級消力槽7以及消能底板8平滑連接;消能底板8的尾端設置有消能尾坎11，該結構與河道邊坡相連接，其中布置有至少兩條排水通道12;在第一級消力墩4和第二級消力墩6中，布置有至少兩條排沙通道9和10。
[0018]背水凸弧面2所在扇形段的圓心角為60°，可以使水流平順的進入第一級消力槽3，第一級消力槽3所在扇形段的圓心角為120°，水流可以在這個消能槽中發(fā)生強烈的旋轉，碰撞，剪切作用進行消能，降低了流速，進行第一次消能;第一級消力墩4所在扇形段的圓心角為120°，是具有緩沖水流的背水角，能夠將一部分水流平順地引入第二級消力槽5;由于在第一級消力墩4中，還開設有排沙通道9，另一部分水流通過排沙通道進入第二級消力槽5，兩股水流在第二級消力槽5中發(fā)生碰撞，旋轉作用，又一次進行了消能并且減緩了流速;按照同樣的原理，第二級消力槽5中的水流，一部分經過第二級消力墩6平順地流入第三級消力槽7，另一部分則通過排沙通道10進入第三級消力槽7，實現第三次消能。最終水流平穩(wěn)地通過消能尾坎，進行第四次消能后，流入下游。這樣多級消能使水流自身多次發(fā)生碰撞，跌落，旋轉等作用，大大的減少了水流的能量，有效降低了水流速度。
[0019]排沙通道9和10分別在第一級消力墩4和第二級消力墩6中的設置，可以排走水中夾帶的泥沙，有效的減少泥沙在第一級消力槽3和第二級消力槽5凹槽處的積累，維持該結構的正常使用。
[0020]消能尾坎11與河道邊坡相連接，與消能底板8組合成一個類似沉砂池的凹槽結構，對于含沙量較大的山區(qū)河流，該結構還可以起到沉砂的作用；排水通道12的設置就是便于在枯水期，排走凹槽結構中的水，便于人工清除凹槽結構中的淤沙，防止泥沙在下游河道淤積，影響通航以及減少河道清理的成本。
【主權項】
1.一種多級扇形陡坡消能結構，包括設置在河道陡坡段上的陡坡主體(I)，陡坡主體(1)的入水端設有背水凸弧面(2)，與之后的第一級消力槽(3)，第一級消力墩(4)，第二級消力槽(5)，第二級消力墩(6)，第三級消力槽(7)以及消能底板(8)依次平滑連接;消能底板(8)的尾端設置有消能尾坎(11)，該結構與河道邊坡相連接，其中布置有至少兩條排水通道(12)； 所述第一級消力墩(4)中至少布置有2條排沙通道(9); 所述第二級消力墩(6)中至少布置有2條排沙通道(10)。2.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述背水凸弧面(2)所在的扇形段圓心角為60°。3.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述第一級消力槽(3)和第二級消力槽(5)所在的扇形段圓心角為120°;第三級消力槽(7)圓心角為90°且與消能底板(8)平滑連接。4.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述第一級消力墩(4)和第二級消力墩(6)所在的扇形段圓心角為120°。5.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述第一級消力槽(3)，第二級消力槽(5)和第三級消力槽(7)的半徑相等;背水凸弧面(2)，第一級消力墩(4)和第二級消力墩(6)的半徑相等;第一級消力槽(3)的半徑為第一級消力墩(4)的2倍。6.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述第一級消力墩(4)中設置的排沙通道(9)和第二級消力墩(6)中設置的排沙通道(10)的結構斷面為一矩形，寬度為0.2-0.4米，高度為0.2米。7.按照權利要求1所述的一種多級扇形陡坡消能結構，其特征在于:所述消能尾坎(11)中設置的排水通道(12)的結構斷面為一矩形，寬度為0.2-0.4米，高度為0.2米。
【專利摘要】本實用新型涉及一種多級扇形陡坡消能結構，其結構特點為：陡坡主體由三段扇形消力槽和兩個扇形消力墩組成；與陡坡入水端的背水凸弧面和消能底板平滑連接。消能底板的尾端設置有消能尾坎；在兩個扇形消力墩中設置有排沙通道，可以防止泥沙在消力槽凹處淤積；消能尾坎中設置有排水通道，在枯水期可以把消力池中水排出，便于人工清除淤沙。本實用新型采用消力槽、消力墩以及消能尾坎相集合，使水流在消力槽中發(fā)生跌落、回旋、剪切、碰撞作用，消能效果好；可以減少護坦的長度和土石方開挖量，降低建造成本。消能尾坎與河道邊坡相連接，還兼有沉砂的作用，可以有效的防止下游河道淤積堵塞，具有較大的實用價值和推廣價值。
【IPC分類】E02B8/06
【公開號】CN205314071
【申請?zhí)枴緾N201521009873
【發(fā)明人】羅先偉, 吳宇峰, 陳怡 , 陳婷, 戴長勝, 李信, 鄭勝意, 張曉麗
【申請人】西華大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月9日