本發(fā)明倒l型擋沙檻設(shè)置方法，屬于通航工程布置領(lǐng)域，尤其是在通航工程上下游布置擋沙檻維護航道穩(wěn)定的方法。

背景技術(shù)：

梯級樞紐實現(xiàn)河流渠化是內(nèi)河航道規(guī)劃的重要內(nèi)容。梯級樞紐間各級樞紐下游與下一級樞紐庫尾航道水流銜接應(yīng)滿足船舶安全航行的水深和水流等要求。但實際航道工程設(shè)計中，尤其山區(qū)航道，多礙航淺灘、彎道、支流入?yún)R等復(fù)雜河段，且洪、枯水位變幅大，樞紐選址設(shè)計困難。很多航道需深開挖才能滿足通航水深要求。在山區(qū)性轉(zhuǎn)彎河道中維持人工深開挖航道的穩(wěn)定性，是國內(nèi)外低水頭水利樞紐遇到的重大技術(shù)難題，一直無法解決。尤其時深開挖引航道布置在凸岸時，泥沙淤積嚴(yán)重，亟需解決航道中的泥沙淤積問題。

現(xiàn)在工程領(lǐng)域中一般有兩種方案解決淤積問題：1、采用潛壩、丁壩等手段將水流挑出，在水流挑出的同時也挾帶泥沙離開凸岸；2、采用人工清淤，每隔一定的時間利用挖沙船挖沙。

但是潛壩、丁壩布置在彎曲河段的凸岸并且是不連續(xù)布置，還是會有很多泥沙通過潛壩和丁壩間的縫隙進入航道，沉積在航道中。而人工清淤費用高，持續(xù)性差。

因此亟需一種有效的凸岸擋沙檻設(shè)置方法，使得深開挖的航道保持不被淤積的狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對以上缺陷，提出一種倒l型擋沙檻設(shè)置方法，滿足維持布置在凸岸的深開挖航道穩(wěn)定性的需要。

具體而言本發(fā)明包括以下內(nèi)容：

1、倒l型擋沙檻設(shè)置的必要條件：

1a，在凸岸的深開挖航道；發(fā)明人試驗研究發(fā)現(xiàn)由于凸岸的淤積作用，凸岸側(cè)的深開挖航道被淤積的風(fēng)險要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過凹岸側(cè)，而凹岸側(cè)的深開挖航道是不需要布置倒l型擋沙檻進行航道穩(wěn)定性維護的；

1b，航道底高程低于樞紐下游靠近航道側(cè)的平均河底高程；由于航道底高程較低，因此航道內(nèi)流速較低，進而造成河道中的泥沙在通過航道附近時淤積在航道中，若航道底高程高于靠近航道側(cè)的平均河底高程，則無需布置l型擋沙檻；

1c，最低通航水位低于泄水閘全關(guān)電站滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位；若最低通航水位高于泄水閘全關(guān)電站滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位，則在最低通航期間，為保證通航，泄水閘會部分泄水，一般情況下不必對下游航道進行深開挖，只有在最低通航水位低于泄水閘全關(guān)電站滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位時，為保證最低通航水位船舶仍能通航，才會對下游航道進行深開挖，以滿足通航水深的要求；

2、確定倒l型擋沙檻的設(shè)計參數(shù)；

2a，垂直方向：倒l型擋沙檻頂高程為泄水閘全關(guān)電站滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位；

2b，水平方向：倒l型擋沙檻平面為圓弧布置，其半徑大于水邊線外接圓半徑的1.1～1.7倍；上述的水邊線外接圓半徑是指，當(dāng)泄水閘全關(guān)電站滿負(fù)荷發(fā)電時，擋沙檻布置范圍岸側(cè)天然水邊線外接圓半徑；

3、確定倒l型擋沙檻的長度參數(shù)：

3a，上游起點為為引航道口門；

3b，擋沙檻平面圓弧末端與航道直線段相切連接后，向下游延伸不短于20m仍采用倒l型擋沙檻體型。

4、所述的倒l型擋沙檻包括河床以上擋沙部分及河床以下基礎(chǔ)部分，其中河床以上擋沙部分?jǐn)嗝嬗?條線段相互連接：

4條線段分別為頂部直線，臨岸側(cè)直線，底部直線，臨河側(cè)斜線和臨河側(cè)四分之一橢圓；

所述的頂部直線與臨河側(cè)四分之一橢圓相切；

所述的臨河側(cè)四分之一橢圓長軸水平，短軸豎直，長短軸比例為倒l型擋沙檻圓弧半徑與水邊線外接圓半徑的比值；

所述的臨岸側(cè)直線與底部直線正交于檻踵；

所述的底部直線與臨河側(cè)斜線相交于檻趾；

所述的臨河側(cè)斜線與臨河側(cè)四分之一橢圓相交于檻腰；

所述的臨河側(cè)斜線在底部直線上的水平投影長度為臨河側(cè)四分之一橢圓半長軸的一半。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

為凸岸布置的船閘下游倒l型擋沙檻的布置提供了定量的方法；解決了凸岸布置船閘航道淤積的問題。

附圖說明

圖1倒l型擋沙檻平面布置型式示意圖；

圖2倒l型擋沙檻斷面型式示意圖。

具體實施方式

1、倒l型擋沙檻1設(shè)置的必要條件：

1a，在凸岸的深開挖航道2；發(fā)明人試驗研究發(fā)現(xiàn)由于凸岸的淤積作用，凸岸側(cè)的深開挖航道被淤積的風(fēng)險要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過凹岸側(cè)，而凹岸側(cè)的深開挖航道是不需要布置倒l型擋沙檻1進行航道穩(wěn)定性維護；

1b，航道2底高程低于樞紐下游靠近航道2側(cè)的平均河底高程；由于航道2底高程較低，因此航道2內(nèi)流速較低，進而造成河道中的泥沙在通過航道2附近時淤積在航道2中，若航道2底高程高于靠近航道2側(cè)的平均河底高程，則無需布置l型擋沙檻1；

1c，最低通航水位低于泄水閘3全關(guān)電站4滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位；若最低通航水位高于泄水閘3全關(guān)電站4滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位，則在最低通航期間，為保證通航，泄水閘3會部分泄水，一般情況下不必對下游航道2進行深開挖，只有在最低通航水位低于泄水閘3全關(guān)電站4滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位時，為保證最低通航水位船舶仍能通航，才會對下游航道2進行深開挖，以滿足通航水深的要求；

2、確定倒l型擋沙檻1的設(shè)計參數(shù)：

泄水閘3全關(guān)電站4滿負(fù)荷發(fā)電的下游水位為23.5m，

2a，垂直方向：倒l型擋沙檻1頂高程為23.5m；

2b，水平方向：倒l型擋沙檻1平面為圓弧布置，

倒l型擋沙檻1布置范圍，岸側(cè)水位23.5m時天然水邊線6外接圓如圖1所示，其半徑為204m；

倒l型擋沙檻1平面圓弧半徑為204m的1.2倍，即244.8m；

3、確定倒l型擋沙檻1的長度參數(shù)：

3a，上游起點為為引航道口門7；

3b，倒l型擋沙檻1平面圓弧末端與航道直線段相切連接后，向下游延伸25m仍采用倒l型擋沙檻1體型。

4、所述的倒l型擋沙檻包括河床以上擋沙部分101及河床以下基礎(chǔ)部分102，其中河床以上擋沙部分101斷面由4條線相互連接：

4條直線分別為頂部直線11，臨岸側(cè)直線12，底部直線，臨河側(cè)斜線和臨河側(cè)四分之一橢圓13；

所述的頂部直線與臨河側(cè)四分之一橢圓13相切；

所述的臨河側(cè)四分之一橢圓13長軸水平，短軸豎直，長短軸比例為1.2：1；

所述的臨岸側(cè)直線12與底部直線正交于檻踵16；

所述的底部直線與臨河側(cè)斜線相交于檻趾14；

所述的臨河側(cè)斜線與臨河側(cè)四分之一橢圓13相交于檻腰15；

所述的臨河側(cè)斜線在底部直線上的水平投影長度為臨河側(cè)四分之一橢圓13半長軸4.8m的一半2.4m。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
倒L型擋沙檻設(shè)置方法，屬于通航工程布置領(lǐng)域，尤其是在通航工程上下游布置擋沙檻維護航道穩(wěn)定的方法。包括：倒L型擋沙檻設(shè)置的必要條件，確定倒L型擋沙檻的長度參數(shù)，倒L型擋沙檻包括河床以上擋沙部分及河床以下基礎(chǔ)部分，其中河床以上擋沙部分?jǐn)嗝嬗?條線段相互連接。為凸岸布置的船閘下游倒L型擋沙檻的布置提供了定量的方法。解決了凸岸布置船閘航道淤積的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：吳時強;王峰;韓昌海;尤克詩;方向征;劉云;李艷富;尚艷麗;楊宇
受保護的技術(shù)使用者：水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.20
技術(shù)公布日：2017.07.04