本发明属于水利水电工程泄洪消能，具体涉及设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩。
背景技术：
1、位于高山狭谷地区的大型水电工程，坝身泄洪建筑物往往具有高水头大单宽泄流量的特点，受消能区狭窄河道地形的限制，考虑地质条件、工期及造价等因素，挑流消能往往是首选的消能方式。而传统的挑流消能，水舌横向扩散幅度大，容易冲击并掏刷消能区两岸边坡，尤其对峡谷地形非常不利，同时水舌落点也比较集中，下游河床冲刷严重。为使水舌纵向拉伸分散入水，减小下泄水流的单宽流量，降低水流对水垫塘底板或河床的冲击，高坝坝身泄洪建筑物常采用宽尾墩“横向收缩水流，纵向拉伸水流”的方式进行消能，特别是在重力坝工程中应用较为广泛。
2、宽尾墩作为一种在水电工程中常见的泄洪建筑物消能工，已经在许多大中型工程中得到应用，尤其是狭谷地区高水头大单宽流量泄洪建筑物。工程上，宽尾墩常与底流、挑流及台阶等消能方式进行联合运用。典型的宽尾墩构造型式是在闸墩尾部两侧过流面分别增加一个三角形楔形体，其结构特点是宽尾墩末端底部和顶部过流宽度相同，但目前此种结构，消能效率低，对下游消能区两岸边坡的冲击和掏刷程度较为严重。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，解决了狭谷地区高水头大单宽泄洪建筑物出口采用挑流消能效率低及两岸边坡冲击掏刷的问题。
2、本发明所采用的技术方案是，设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，包括混凝土实体，混凝土实体顶部设有边墩a与边墩b，边墩a与边墩b设于泄洪建筑物流道两侧，边墩a内侧设有三角形墩体a，边墩b内侧设有与三角形墩体a相对应的三角形墩体b，混凝土实体顶部开设有凹槽缺口，凹槽缺口设于三角形墩体a与三角形墩体b之间；凹槽缺口是在混凝土实体顶部沿水流方向切除一块实体形成的，凹槽缺口是由两个矩形过流面和两个直角梯形过流面围成，凹槽缺口两侧面均为直角梯形过流面，凹槽缺口底宽与顶宽相等，凹槽缺口底部设有坡度，坡度为1：1.5~1：3，凹槽缺口的缺口起点与三角形墩体a及三角形墩体b的起始折点位置a重合，凹槽缺口的缺口起点处深度h为2m～3m。
3、本发明的特点还在于：
4、混凝土实体、边墩a、边墩b、三角形墩体a与三角形墩体b由混凝土整体浇筑而成。
5、三角形墩体a与三角形墩体b均为不规则三角形墩体，三角形墩体a与三角形墩体b均由上部锲形体与下部锲形体组合而成，上部锲形体为三角锥结构体，上部锲形体由四个三角形围成；下部锲形体为三角柱结构体，下部锲形体由四个三角形和一个矩形围成，上部锲形体底面与下部锲形体顶面重合，三角形墩体a与三角形墩体b往水流方向逐渐增厚至流道末端形成矩形实体面。
6、三角形墩体a靠近河道岸坡，三角形墩体a的宽度a大于三角形墩体b的宽度b。
7、三角形墩体a与三角形墩体b向水流上游内倾，三角形墩体a及三角形墩体b与垂直方向形成的倾斜角ɑ为15°～20°。
8、三角形墩体a及三角形墩体b的起始折点位置a与混凝土实体的泄洪孔末端距离l为5m～10m，三角形墩体a及三角形墩体b高度h不低于洪水水面线高程。
9、三角形墩体a及三角形墩体b之间距离d与边墩a及边墩b之间距离c的比值为收缩比，收缩比d/c为0.45～0.6；c与d满足c-d=a+b。
10、本发明的有益效果是：
11、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，通过设置凹槽缺口、倾斜式边墩a与边墩b及不对称式三角形墩体a与三角形墩体b的组合结构，使常规平尾墩的二元水流通过宽尾墩的约束变成三元窄而高的收缩射流，水舌横向缩窄，纵向充分扩散，水流具有明显的三维特性，水流之间相互碰撞和混掺，提高了消能效率；
12、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，主要应用于坝身泄水底孔，且设置在底孔流道末端位置。一般情况下，坝身泄水底孔流速很大，而流道底部多为平底或小角度俯角结构，全部水流由末端宽尾墩压缩水舌挑出，利用下游远处水垫塘水体进行消能，而水垫塘近处水体未承担消能作用，水垫塘利用效率低；另外，若为使部分水流提前落入水垫塘，底孔平底流道末端衔接倾斜或曲线底板，高速水流则容易使流道末端底板产生负压，造成空蚀破坏，为了解决上述问题，本发明通过在流道末端底板上设置凹槽缺口，使流道内水流分成两股，形成一股底部跌流，一股挑射水流的水流流态，设置凹槽缺口的作用，一方面是迫使一股水流提前从落入下游水垫塘，大幅度提高水舌纵向扩散程度，使水舌落点更加分散，水垫塘利用率高，提高消能率。另一方面，从凹槽缺口提前下泄的水流，这部分水流不接触凹槽缺口底板，能够提高水流掺气效果，避免宽尾墩造成空蚀破坏；
13、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，通过采用上下不等宽的布置形式，底部宽度d小，使小流量洪水可以达到较好的挑流消能效果，在某个高度以上通过三角形墩体a及三角形墩体b的布置形式使过水宽度逐渐增大，防止大流量洪水时水流收缩过度；
14、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，通过设置三角形墩体a及三角形墩体b与垂直方向形成的倾斜角ɑ为15°～20°，效果在于使挑射水流提前落入水垫塘，缩短挑距约10m～15m，减小消能区防护范围，节约工程投资，尤其是小流量情况下，与底部凹槽缺口联合使用，挑距缩短更加显著，使河床冲刷范围不会过于集中；
15、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，通过设置三角形墩体a靠近河道岸坡，三角形墩体a的宽度a大于三角形墩体b的宽度b，三角形墩体a与三角形墩体b的宽度不同，通过增加靠近岸坡一侧三角形墩体a的宽度a，迫使水舌向河床扩散，远离岸坡，降低对岸坡的不利影响；
16、本发明提供的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，通过调节宽尾墩底部宽度和顶部渐变段三角形墩体a与三角形墩体b的比例来实现；可应用于重力坝泄洪表或底孔、溢洪道及泄洪洞等泄洪建筑物的挑流消能，消能效果显著，降低消能区边坡防护工程量，节约工程投资。
1.设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，包括混凝土实体（40），所述混凝土实体（40）顶部设有边墩a（11）与边墩b（12），边墩a（11）与边墩b（12）设于泄洪建筑物流道两侧，边墩a（11）内侧设有三角形墩体a（21），边墩b（12）内侧设有与所述三角形墩体a（21）相对应的三角形墩体b（22），混凝土实体（40）顶部开设有凹槽缺口（30），凹槽缺口（30）设于所述三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）之间；凹槽缺口（30）是在混凝土实体（40）顶部沿水流方向切除一块实体形成的，凹槽缺口（30）是由两个矩形过流面和两个直角梯形过流面围成，凹槽缺口（30）两侧面均为直角梯形过流面，凹槽缺口（30）底宽与顶宽相等，凹槽缺口（30）底部设有坡度，所述坡度为1：1.5~1：3，凹槽缺口（30）的缺口起点与三角形墩体a（21）及三角形墩体b（22）的起始折点位置a重合，凹槽缺口（30）的缺口起点处深度h为2m～3m。
2.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述混凝土实体（40）、边墩a（11）、边墩b（12）、三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）由混凝土整体浇筑而成。
3.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）均为不规则三角形墩体，所述三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）均由上部锲形体与下部锲形体组合而成，所述上部锲形体为三角锥结构体，所述上部锲形体由四个三角形围成；所述下部锲形体为三角柱结构体，所述下部锲形体由四个三角形和一个矩形围成，所述上部锲形体底面与下部锲形体顶面重合，所述三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）往水流方向逐渐增厚至流道末端形成矩形实体面。
4.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述三角形墩体a（21）靠近河道岸坡，所述三角形墩体a（21）的宽度a大于三角形墩体b（22）的宽度b。
5.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述三角形墩体a（21）与三角形墩体b（22）向水流上游内倾，所述三角形墩体a（21）及三角形墩体b（22）与垂直方向形成的倾斜角ɑ为15°～20°。
6.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述三角形墩体a（21）及三角形墩体b（22）的起始折点位置a与混凝土实体（40）的泄洪孔末端距离l为5m～10m，所述三角形墩体a（21）及三角形墩体b（22）高度h不低于洪水水面线高程。
7.根据权利要求1所述的设置凹槽缺口的不对称式的倾斜宽尾墩，其特征在于，所述三角形墩体a（21）及三角形墩体b（22）之间距离d与边墩a（11）及边墩b（12）之间距离c的比值为收缩比，所述收缩比d/c为0.45～0.6；c与d满足c-d=a+b。
