减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构

摘要

减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构涉及泄洪领域，为减少泄洪雾雨量，技术方案是：泄洪口分成多个出水通道，竖直方向纵剖，所有出水通道都为矩形，顶部出水通道水平，其余的出水通道向下弯曲，出水口内壁上表面沿水流方向的切线与水平方向的夹角称为出射角，从底部出水通道到顶部出水通道，出射角逐渐减小；顶部出水通道出水口的面积为其进水口的面积80‑90%。底部出水通道的出射角为45度。每个出水通道的出水口水平方向的宽度都大于下方的出水通道的出水口的水平方向的宽度，所有出水口的中心线都位于一个平面内。顶部出水通道的出水口的上表面有导水板。有益效果是：泄洪雾雨量大为降低。

权利要求

1.减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：泄洪口分成3-10个出水通道（1），竖直方向纵剖，所有出水通道（1）都为矩形，顶部出水通道（1）水平，其余的出水通道（1）向下弯曲，出水口（3）内壁上表面沿水流方向的切线与水平方向的夹角称为出射角（4），从底部出水通道（1）到顶部出水通道（1），出射角（4）逐渐减小；顶部出水通道（1）出水口（3）的面积为其进水口（2）的面积80-90%，垂直于出水通道（1）水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道（1）在进水口（2）纵剖形成的孔洞的面积为进水口（2）的面积，垂直于出水通道（1）水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道（1）在出水口（3）纵剖形成的孔洞的面积为出水口（3）的面积。

2.根据权利要求1所述的减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：底部出水通道（1）的出射角（4）为45度。

3.根据权利要求1所述的减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：顶部出水通道（1）的出水口（3）的上表面有导水板（5），即出水口（3）的内侧的上表面向两侧各延伸0.5米-

1米、出水口（3）的内侧的上表面向前端延伸0.5-1米。

4.根据权利要求1所述的减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：顶部出水通道（1）的流量为泄洪口总泄洪流量的5%-10%。

说明书

减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构

所属技术领域

[0001] 本发明涉及泄洪领域，特别是泄洪水冲击下方的水体形成的水雾。

背景技术

[0002] 根据专业人士在专利“一种水电工程泄洪雾化降雨强度测量方法（申请号201210327163.1）”中描述：泄洪雾化是指在水电工程泄水建筑物泄流过程中，枢纽下游局部区域内所产生的降雨和雾流现象。泄洪引起的降雨量往往远远大于自然降雨，目前泄洪雾化降雨测得的最大雨强达5000mm/h，而常规气象上的短时间雨强，超过1000～2000mm/h 已极罕见。

[0003] 从上述文献可以看出，泄洪引起的雾雨很大，持续时间也比较长，对下游两岸岸坡的稳定以及发电站的电器和厂房安全造成威胁，因此，怎样减少泄洪雾雨量就是一个紧迫的问题。

发明内容

[0004] 为减少泄洪雾雨量，本发明设计减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构。

[0005] 本发明实现发明目的采用的技术方案是：减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：泄洪口分成3-10个出水通道，竖直方向纵剖，所有出水通道都为矩形，顶部出水通道水平，其余的出水通道向下弯曲，出水口内壁上表面沿水流方向的切线与水平方向的夹角称为出射角，从底部出水通道到顶部出水通道，出射角逐渐减小；顶部出水通道出水口的面积为其进水口的面积80-90%，垂直于出水通道水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道在进水口纵剖形成的孔洞的面积为进水口的面积，垂直于出水通道水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道在出水口纵剖形成的孔洞的面积为出水口的面积。

[0006] 底部出水通道的出射角为45度。每个出水通道的出水口水平方向的宽度都大于下方的出水通道的出水口的水平方向的宽度，所有出水口的中心线都位于一个平面内，中心线是指垂直于出水口表面的通过出水口表面中心的直线。顶部出水通道的出水口的上表面有导水板，即出水口的内侧的上表面向两侧各延伸0.5米-1米、出水口的内侧的上表面向前端延伸0.5-1米。顶部出水通道的流量为泄洪口总泄洪流量的5%-10%。

[0007] 本发明的有益效果是：由于采用分层泄洪，下层出水通道泄洪形成雾雨受到上层出水通道形成的水幕的阻挡，从而减少泄洪雾雨的外溢；所有出水口的中心线都位于一个平面内，即各层出水通道对称分布，有利于上层出水通道形成的水幕对下层出水通道泄洪形成的雾雨的阻挡（覆盖）；相对于现有的泄洪方式，本发明产生的泄洪雾雨基本上为顶部出水通道形成的，如果顶部出水通道的流量为泄洪口总泄洪流量的5%-10%，则泄洪雾雨量大为降低。顶部出水通道由于出水口展宽，落水点的冲击力减小，所能够溅起的水雾的动能减少，使水雾能够扩散的距离大为缩短：从常识知道，扔一个大石头能够溅起较大的水花、扔一个小石头能够溅起小的水花，丢一把散沙，则基本上不会有水花，顶部出水通道水幕掉落水面，更接近于一把散沙掉落水面的效果。

附图说明

[0008] 图1为出水通道示意图；图2为出射角示意图；图3为多层出水通道示意图；

[0009] 其中，1、出水通道，2、进水口，3、出水口，4、出射角，5、导水板。

具体实施方式

[0010] 减少泄洪雾雨量的分层泄洪结构，其特征是：泄洪口（现有技术的泄洪通道的出水口位置简称泄洪口）分成多个出水通道1(3-10个出水通道1为宜，出水通道1大于10个以后，其效果提高不会太明显)，可以是在修建泄洪口时形成多个出水通道1（即一体式结构），也可以是在现有泄洪口固定某个装置从而形成多个出水通道1（即分立式结构，或者称为可拆卸式结构，有利于维护和维修）；竖直方向纵剖，所有出水通道1的内部孔洞的边缘轮廓都为矩形，矩形的上边和下边平行于水平面（即出水口3内侧的上边和下边都平行于水平面），顶部出水通道1水平布置（即顶部出水通道1内壁的上表面和下表面都为水平面），其余的出水通道1向下弯曲（指出水通道1的内壁的上部表面和下部表面沿水流走向向下弯折），出水口3内壁上表面沿水流方向的切线（出水口3内壁的上表面和下表面相互平行）与水平方向的夹角称为出射角4，从底部出水通道1到顶部出水通道1，出射角4逐渐减小（顶部出水通道1的出射角4为0度）；顶部出水通道1出水口3的面积为其进水口2的面积80-90%，有利于保证出水口3的出水压力，垂直于出水通道1水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道1在进水口2纵剖形成的孔洞的面积为进水口2的面积，垂直于出水通道1水流方向中心轴线的竖直平面与出水通道1在出水口3纵剖形成的孔洞的面积为出水口3的面积，即出水通道1内部的中心轴线垂直于竖直平面（竖直平面此处就是纵剖面）。中心轴线指通过进水口（出水口）表面中心且垂直于进水口（出水口）表面的直线。

[0011] 底部出水通道1的出射角4为45度。

[0012] 每个出水通道1的出水口3水平方向的宽度都大于下方的出水通道1的出水口3的水平方向的宽度，所有出水口3的中心线都位于一个平面内，中心线是指垂直于出水口3表面的通过出水口3表面中心的直线。即存在一个竖直平面能够将所有出水通道1沿水流方向平分为两部分。

[0013] 顶部出水通道1的出水口3的上表面有导水板5，即出水口3的内侧（内壁）的上表面向两侧各延伸0.5米-1米、出水口3的内侧（内壁）的上表面向前端延伸0.5-1米，有利于减少出水口3内侧表面不光滑导致水溅射形成的雾雨。

[0014] 顶部出水通道1的流量为泄洪口总泄洪流量的5%-10%。

[0015] 对于分层泄洪的强度问题:分层泄洪结构可以看做是在同一个水平泄洪位置（横坐标相同），在竖直方向（纵坐标）布置多个泄洪通道（出水通道），在泄洪水出口（出水口3），由于下端的出水口向下倾斜，在出水口出水通道之间的管壁增厚，有利于增强耐受泄洪水的冲击力，并不改变现有的单个泄洪通道的构造，因此是可行的。

[0016] 对于挑流泄洪问题：现有技术为了减少水的冲击力，使出水口下降、再稍微上升，使水流向上，使部分水流紊乱，同时延长水的落地时间（即延长水与空气的作用时间），优点是减少泄洪水的冲击力，缺点是加重了泄洪水的雾化。本发明的出水口也能够设计为挑流，本发明主要在于顶部出水通道泄洪水的水幕遮蔽作用、顶部出水通道的出水口的压力（与水库水面的水头差）相对于下层出水通道的出水口要小了许多，挑流雾化对顶部出水通道的影响也不会很严重，因此不与现有的挑流技术违背。

[0017] 上层泄洪通道可以采用金属制品，比如厚铁板，固定在上层泄洪通道口，增强其耐受能力：顶部出水通道出水口的四周管径（空腔）大于前端，金属制品管道插入后，通过螺钉固定或者插销插入再焊接固定在出水口，固定金属制品后的，金属制品管道与前端的水泥管道的结合部光滑连接（管径相等）。如果金属制品出水口出现破损或者锈蚀严重，则出水口的金属管道能够替换，便于维护。