[发明专利]感潮河段支流口门引水枢纽流态改善方法

说明书

本发明涉及一种感潮河段支流口门引水枢纽流态改善方法，采集感潮河段水文资料，并根据河段的实际水流条件，设计感潮河段主河道与引河的夹角，分析新开河的水流条件，根据实际水流情况利用整流墩和隔流墙辅助整流。本发明的流态改善方法设计的河道走向可以使进入引河的水流更为平顺，同时也减少了水流对岸坡的冲刷，使河势更为稳定，对于枢纽功能长期的稳定实现具有重要意义；同时采用整流墩和隔流墙辅助调整，可改善节制闸口门流态，增加枢纽过流能力。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，特别是涉及感潮河段入江口引水枢纽流态改善方法。

背景技术

水资源分布不均匀及水质恶化导致水问题突出，使得实施跨流域调水工程十分紧迫。跨流域调水工程中，感潮河段水位流速实时变化，涨落潮历时不对称，特别是土地使用受限条件下枢纽离主河道较近时，引河口门区水流受到主河道涨落潮牵制作用，水流问题复杂。

落潮引水情形下水流顺主河道而下，在引河下游侧堤头分为两股，一股沿主河继续行进，而另一股则转向沿引河岸壁而下进入引河，不合理的分流夹角将会导致堤头流态的紊乱及河势的不稳定。此外，水流沿泵站侧岸壁而下，在泵站前折冲进入节制闸，隔流墙头部存在斜流，使得节制闸靠泵站侧闸孔处于回流区，整体泄流能力减弱，传统的整流墩布置对此流态的改善效果不明显。

目前，对于感潮河段支流口门引水枢纽，如何确定引河与感潮主河道的夹角，从而保证分流及河势的稳定，尚无明确的计算方法；同时，如何精准布置整流墩，从而改善不良流态提升过流能力，亦缺乏整套设计方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种感潮河段支流口门引水枢纽流态改善方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种感潮河段支流口门引水枢纽流态改善方法，包括如下步骤：

(1)采集感潮河段水文资料，在主河岸堤上开设引河，感潮河段主河道与引河的夹角采用如下公式计算：

其中，T_F为涨潮历时，T_E为落潮历时；涨潮历时和落潮历时通过采集的感潮河段水文资料分析获取；

对于涨潮历时大于落潮历时情形下，夹角为钝角；涨潮历时等于落潮历时，枢纽呈现正交布置；涨潮历时小于落潮历时情形下，夹角为锐角；对于感潮河段属于第三种情形，因此夹角为锐角；

(2)据公式(1)计算的夹角来确定引河走向并按照设计规范要求在引河上布置水利枢纽建筑物，包括泵站、节制闸、隔流墙；

(3)建立物理模型，画出流场图并分析获取感潮河段支流口门引水枢纽整体水流条件；

(4)根据分析获取的水流条件，在引河上布置三个整流墩进行整流，所述三个整流墩布置在节制闸前隔流墙外侧出现斜流的区域，平行于隔流墙并排布置，并与隔流墙末端齐平，三个整流墩的间距与整流墩和隔流墙间的垂直距离相等。

本发明的方法，所述步骤(1)中，根据引河附近主河道的天然支流与主河道的夹角对新开引河与主河道夹角进行修正；具体方式如下：

测出天然支流与主河道的夹角β，以及天然支流处涨潮历时T_g和落潮历时T_h；使用修正公式为：

天然支流是在长期涨落潮动力及泥沙条件下自然塑造，为当地水动力与泥沙相互作用和适应的结果，支流口门最为适宜和稳定的形态和河势，利用天然支流与主河道的夹角β修正过的夹角θ，更利于枢纽功能长期的稳定实现。