[发明专利]差动分列式进口消能工

说明书

技术领域

本发明属于泄洪消能设施，特别涉及一种用于高水头、大单宽流量的水流进口消能 工。

背景技术

对于高水头、大单宽流量的水流，其泄洪消能非常重要，但难度也大，一直是水利 界研究的热点和难点问题。公开号CN 101215828A的专利申请公开了一种高低坎底流消 力池，其技术方案是将水流进口段的高坎(也称高位泄流槽)在平面上采用合适的收缩 角，但对边高坎的外侧墙不收缩。此种结构的消能设施在某些特定条件下虽然能解决消 力池内及消力池尾坎处水面波动较大的问题，但存在以下不足：1、水流进口段高坎(高 位泄流槽或泄流孔)和低坎(低位泄流槽泄流孔)出口端部的跌坎与消力池底板的接壤 处长时间沉积泥砂，在立轴漩涡和横轴漩涡作用下磨蚀消力池首部底板，势必损坏消力 池结构，严重影响泄洪设施的正常运行，甚至引起重大工程事故。2、消力池与下游河 道的衔接不理想，致使水流对下游河道的冲刷较严重。3、高坎(高位泄流槽或泄流孔) 和低坎(低位泄流槽或泄流孔)之间的中隔墩易空化空蚀破坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进的差动分列式进口消能工， 以解决水流进口段高位泄流槽或泄流孔和低位泄流槽或泄流孔出口端部跌坎与消力池 底板的接壤处长时间沉积泥砂和中隔墩的空化空蚀问题，并改善消力池与下游河道的衔 接，减小水流对下游河道的冲刷破坏。

本发明所述差动分列式进口消能工，包括水流进口段、与水流进口段相接的消力池、 与消力池相接的护坦，水流进口段由相间排列的高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽 或低位泄流孔构成；水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出 口端部的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚，所述贴脚为直角楔形，直角楔形的底 面位于消力池底板上，直角楔形中垂直于底面的侧面与水流进口段高位泄流槽或高位泄 流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎相贴；消力池尾坎为差动式尾坎，所述 差动式尾坎，其顶面由两种结构不同的组合面单元I和组合面单元II相间排列形成；高 位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔之间的中隔墩墩尾为悬臂式流线型 墩尾。

上述差动分列式进口消能工中的贴脚、差动式尾坎、中隔墩墩尾优选以下结构：

1、贴脚的坡度i为1∶1～1∶15，长度d₄≤L₃＜d₃，所述d₃为水流进口段高位泄流槽 或高位泄流孔出口端部的跌坎高度，d₄为水流进口段低位泄流槽或低位泄流孔出口端部 的跌坎高度。

2、形成差动式尾坎顶面的组合面单元I依次由斜面-平面-斜面-平面组成，其靠近 消力池的平面高于靠近护坦的平面；形成差动式尾坎顶面的组合面单元II依次由平面- 斜面-平面组成，其靠近消力池的平面高于靠近护坦的平面；所述组合面单元I的长度 b₁与组合面单元II的长度b₂之比b₁∶b₂＝1∶1～1∶3。

3、中隔墩墩尾的长度L₄为中隔墩厚度的1.5～2倍，其顶端与与中隔墩顶端齐平， 其底端与与消力池底板的距离d₄＝d₆＜d₃，所述d₃为水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔 出口端部的跌坎高度，d₄为水流进口段低位泄流槽或低位泄流孔出口端部的跌坎高度。

本发明所述差动分列式进口消能工的水流进口段可设计成以下四种体型：

1、高位泄流槽无压出流和低位泄流槽无压出流；

2、高位泄流槽无压出流、低位泄流孔有压出流；

3、高位泄流孔有压出流、低位泄流槽无压出流；

4、高位泄流孔有压出流和低位泄流孔有压出流。

本发明具有以下有益效果：

1、由于水流进口段高位泄流槽或高位泄流孔和低位泄流槽或低位泄流孔出口端部 的跌坎与消力池底板的接壤处设置有贴脚，因而避免了泥砂在此处长时间沉积，同时还 增加了消力池首部底板的厚度，因而改善了消力池首部底板的受力条件，提高了使用寿 命。

2、由于将消力池的尾坎设计为差动式尾坎，因而改善了消力池与下游河道的衔接， 减小了水流对下游河道的冲刷破坏。