[实用新型]一种导流洞进水口消涡体型

说明书

本实用新型公开一种导流洞进水口消涡体型，属于水利水电工程领域。该结构体型具体为，在导流洞进水口顶部与闸门井前，设置纵横交错的垂向栅格结构，栅格结构下游与闸门井上游连接，所述的栅格结构包括纵向隔板及横向隔板，纵向横向隔板形成空腔室，纵向横向隔板夹角为90°，栅格结构设置于导流洞进口顶部，与闸门井固定连接，迎水面与导流洞进口齐平。本实用新型提供的导流建筑物进口消涡、整流结构体型及布设方式，使得水流在导流洞进水口处，由明流进入压力隧洞时，有效调整进口处水流边界条件和水流三维流动结构，破坏进口前立轴漩涡形成的初始条件，抑制漩涡的形成，达到有压隧洞进水口水流平顺、均衡过渡的目的。

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，涉及一种消除导流洞进水口处漩涡的消涡体型。

背景技术

在水利水电工程中，水工导流洞、泄洪洞等有压式引、泄水管道进水口前时常出现立轴漩涡现象。这种漩涡，尤其是贯通式吸气漩涡，会对工程设施产生以下危害：(1)漩涡携带的空气进入导流洞后，减小了过流面积，增大了过流阻力，从而降低了导流洞过流能力；(2)形成气囊,影响导流洞内水流稳定，增大洞身脉动压力，易导致洞内负压和空蚀现象发生，严重时会造成对导流洞的破坏；(3)卷吸水面漂浮物，堵塞或者破坏导流洞。因此，需要采取措施避免或减弱导流洞进水口漩涡的危害。目前，常用的消涡措施主要有三类：(1)调整工程运行方式，保证进水口前一定的淹没水深等。(2) 合理设计胸墙、导墙位置和形式，优化进水口前缘地形等；(3)安装专门构筑物，如防涡梁、漂浮式排筏、带孔口的防涡板、金属网等。上述消涡方式在一定程度上和一些具体条件下可以消减进口漩涡的强度，但是随着进口水位变化，或者运行方式的影响，消涡效果不理想。这些消涡梁板，尤其是水平放置的消涡格栅消涡效果不理想，往往会受到地形或运行方式的限制，难以实施。

发明内容

导流洞进口中间部位通常设置闸门井，在闸门井与进口断面之间形成开敞水域，导流洞通常情况下是明渠水流，但遇大洪水时也会满流泄洪，此时受淹没水深不足及进口附近地形影响，进流时通常对此水体扰动形成尺度较大的平面旋转的立轴漩涡。

本发明所要解决的技术问题是提供一种导流建筑物进口消涡、整流结构体型和布设方式，使得水流在导流洞进水口处，由明流进入压力隧洞时，有效调整进口处水流边界条件和水流三维流动结构，破坏进口前立轴漩涡形成的初始条件，抑制漩涡的形成，达到有压隧洞进水口水流平顺、均衡过渡的目的。为解决的上述技术问题，本发明公开了一种导流洞进水口消涡体型，具体采用如下技术方案：

一种导流洞进水口消涡体型，在导流洞进水口顶部与闸门井前，设置纵横交错的垂向栅格结构，栅格结构下游与闸门井上游连接，所述的栅格结构包括纵向隔板及横向隔板，纵向横向隔板形成空腔室，纵向横向隔板夹角为 90°。

优选的，所述的栅格结构设置于进口顶部，与闸门井固定连接，迎水面与导流洞进口齐平，其中，纵向横向隔板间距可根据具体水流情况调节，空腔室垂向连续分布。

优选的，所述的纵向横向隔板采用混凝土板或钢板，混凝土板可采用预制或现浇。

优选的，所述的纵向横向隔板厚度根据结构安全稳定需要确定，优选 0.1m～1m，所述的，纵向隔板垂向高度高于设计水位，横向隔板水平宽度与两岸开挖的山坡地形平顺连接，以增加与进口前水域水体的接触面积。优选的，所述的纵向横向隔板形成的空腔室迎水面与进口前水域的水体连通，单个空腔室尺寸在水深方向上为最大淹没水深的1/2～1/10，水平方向尺寸为进水口总宽度的1/2～1/10。

优选的，所述的进水口两个以上且距离较近时，对进水口群整体布设串联的消涡结构，效果更佳。

若将进口前容易形成漩涡的水体看作一个整体，其水体边界部分插嵌在本发明的消涡栅格的空腔室内，有效增加边界阻力，削弱边界层的剪切力。抑制大范围立轴漩涡初生与发展，且随着水位的上升，栅格结构与水体接触面大大增加，效果更加明显。