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专利号: 2015105511510
申请人: 河北工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于,包括:n个坝体;

n个坝体在竖直方向上顺次设置,n个坝体之间通过支撑装置进行连接,其中,n≥2;

最底层的坝体固定于河床。

2.根据权利要求1所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于:所述支撑装置为高度可调节支撑装置,所述高度可调节支撑装置与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于,所述可调节掺气生态景观拦水坝,包括:上层坝体、中层坝体和底层坝体,所述底层坝体固定于河床;

上层坝体和中层坝体之间以及中层坝体和底层坝体之间分别连接有高度可调节支撑装置;所述高度可调节支撑装置与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于:所述上层坝体包括第一过流面,所述第一过流面包括第一WES堰面;

所述中层坝体包括第二过流面,所述第二过流面包括依次连接的第二WES堰面和第一反弧曲面;

所述底层坝体包括第三过流面,所述第三过流面包括依次连接的第三WES堰面、第一斜面、第二反弧曲面、第一水平面和第三反弧曲面。

5.根据权利要求4所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于:所述上层坝体包括第一底面,所述第一底面包括依次连接的第二水平面、第二斜面和第三水平面;

所述中层坝体包括第二底面,所述第二底面包括依次连接的第四水平面、第三斜面和第五水平面;

所述底层坝体包括第三底面,所述第三底面固定于河床。

6.根据权利要求3所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于,所述上层坝体、所述中层坝体和所述底层坝体背水的一侧从上向下呈阶梯排列;

所述上层坝体、所述中层坝体和所述底层坝体采用钢筋混凝土浇筑而成。

7.根据权利要求4所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于,所述第一反弧曲面和第三反弧曲面的反弧角度均大于45°;

所述第一WES堰面包括依次连接的第一弧面、第二弧面、第三弧面和第四弧面;

所述第一弧面为圆弧,第一弧面的半径R1为:R1=0.04H0;

所述第二弧面为圆弧,第二弧面的半径R2为:R2=0.2H0;

所述第三弧面为圆弧,第三弧面的半径R3为:R3=0.5H0;

所述第四弧面的剖面曲线方程为:

其中,H0表示总的设计水头,x表示水平方向的坐标,y表示垂直方向的坐标。

8.根据权利要求3所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于,上层坝体堰前总高、中层坝体堰前总高和底层坝体堰前总高之和小于等于所在河道的最大设计水位,并大于等于所在河道的最小设计水位。

9.根据权利要求7所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于:所述第一弧面的起点到第三弧面的终点在水平方向上的距离L0为:L0=0.282H0;

所述第四弧面在水平方向上的长度L1为:

第一WES堰面末端到第一反弧曲面底部的水平距离L2为:中层坝体末端到第三反弧曲面起点的水平距离L3为:其中,H0表示总的设计水头,W1表示上层坝体堰前总高,W2表示中层坝体堰前总高,W3表示底层坝体堰前总高,H1表示上层坝体堰上水头,H2表示上层坝体和中层坝体之间的净空高度,H3表示中层坝体和底层坝体之间的净空高度,v1表示上层坝体下泄流速,v2表示中层坝体下泄流速,α1表示上层坝体下泄流速和x方向的夹角,α2表示中层坝体下泄流速和x方向的夹角,g表示重力加速度,S1表示第一反弧曲面底部到中层坝体底面的距离,S2表示第一水平面到底层坝体底面的距离。

10.根据权利要求5所述的可调节掺气生态景观拦水坝,其特征在于:上层坝体末端到中层坝体之间的垂直距离D1为:D1≥W2+H2;

中层坝体末端到下层坝体之间的垂直距离D2为:W3+H3-S1-R4(1-cosθ1)-≥D2≥W3;

第二斜面和第二WES堰面法线方向的最小距离D3为:D3≥H2;

第三斜面和第三WES堰面法线方向的最小距离D4为:D4≥H3;

其中,W2表示中层坝体堰前总高,W3表示底层坝体堰前总高,H2表示上层坝体和中层坝体之间的净空高度,H3表示中层坝体和底层坝体之间的净空高度,S1表示第一反弧曲面底部到中层坝体底面的距离,R4表示第一反弧曲面的反弧半径,θ1表示第一反弧曲面的反弧角度。