[实用新型]一种狭窄河谷、多泥沙河流水闸新型消能结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种河流水闸的消能结构，尤其是狭窄河谷、多泥沙河流水闸的消能结构，适用于水利水电工程。 

背景技术

根据《水闸设计规范》以及已建工程实例，水闸闸下宜采用底流式消能。底流消能是广泛适用于高、中、低水头各类泄水建筑物的消能方式。底流消能通常采用消力池＋砌石海漫方案、平底长护坦＋砌石海漫方案等。

模型试验及现有工程原型观测结果表明：

（1）消力池+砌石海漫方案：该方案能将大部分能量集中消散在消力池内，且出闸底流流态已被明显调整，出池水流均匀，对下游河道冲刷减轻，达到了消能的目的。但对于多泥沙河流，消力池方案由于尾坎的存在，进入池内的粗颗粒泥沙或卵块石不易随水流出池，且随池内水流翻滚，将对消力池混凝土表面产生冲刷磨损。

（2）平底长护坦+砌石海漫方案：该方案是将过闸水流在护坦段适当扩散水流后平顺过渡，水流在护坦末端附近有一水跃（波状水跃或弱水跃）发生，跃前断面在护坦上，水跃消散部分能量；此后，下泄水流底部通过与砌石海漫摩擦及撞击，又消散部分能量；水流通过砌石海漫段后，下切河床形成冲坑，并通过淹没水跃消散部分能量后，将具有一定表流速的水流送入下游河道。该方案对于宽阔河谷适用性较好，对于狭窄河谷由于水流出室后不能充分扩散，且护坦上水跃仅消散部分能量，护坦末端水体单宽能量仍较高，容易反掏护坦末端基础，威胁闸室安全。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便的狭窄河谷、多泥沙河流水闸新型消能结构，以提高下泄水流的消能率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种狭窄河谷、多泥沙河流水闸新型消能结构，具有闸室，以及平底长护坦、消能塘和砌石海漫三要素，其特征在于：闸室底板的下游侧依次设置平底长护坦和消能塘，消能塘末端通过小于或等于1：6的斜坡与砌石海漫衔接；所述平底长护坦两岸设混凝土边墙，消能塘与砌石海漫两岸筑有混凝土护坡，混凝土护坡与混凝土边墙之间经扭面混凝土护坡衔接。

所述平底长护坦的上游侧通过1：5的斜坡段与闸室底板衔接。

在平底长护坦末端设有防冲墙。

所述消能塘塘深4~6m。

混凝土护坡与扭面混凝土护坡下部设护坡墙趾。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型将水闸底流消能中常用的消力池＋砌石海漫方案与平底长护坦＋砌石海漫方案结合起来，整合两方案的优点，对消力池结构进行改进，形成消能塘，下泄水流消能率大大提高，减轻了对下游河道河床及边坡的冲刷；2、由于本实用新型中消能工的设置，避免了对平底长护坦末端基础的反淘刷，甚至可以取消护坦末端防冲墙，同时也可以减少砌石海漫末端河道护坡长度，降低工程造价；3、本实用新型中消能塘末端设缓坡，保证进入塘内的粗颗粒泥沙或卵块石随水流出塘，减少粗颗粒泥沙或卵块石对消能塘混凝土表面的冲刷磨损。

附图说明

图1为本实用新型的平面布置图。

图2为本实用新型的剖面图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种狭窄河谷、多泥沙河流水闸新型消能结构，该结构结合了水闸底流消能中常用的消力池＋砌石海漫方案与平底长护坦＋砌石海漫方案，对消力池结构进行改进形成消能塘，最终形成平底长护坦+消能塘+砌石海漫方案。本例中包括闸室1，以及依次设置于闸室1底板下游的平底长护坦2、消能塘3和砌石海漫4。在平底长护坦2两侧筑有竖直的混凝土边墙6，消能塘3与砌石海漫4的两岸设混凝土护坡7，混凝土护坡7与混凝土边墙6经扭面混凝土护坡8衔接，混凝土护坡7与扭面混凝土护坡8下部设护坡墙趾9。平底长护坦2的末端设置有防冲墙5，该防冲墙可根据工程实际需要设置。

本实施例的结构特征及在消能过程中所起的作用具体如下：

a、平底长护坦2。平底长护坦2为钢筋混凝土底板结构，上游采用1：5斜坡段与闸室1底板衔接，出闸水流在护坦末端附近有一水跃（波状水跃或弱水跃）发生，跃前断面在护坦上，水跃消散部分能量；

b、消能塘3。本实施例中消能塘3为钢筋混凝土结构，塘深以4~6m为宜，可通过模型试验确定。消能塘3前端为1：0.5的斜坡，两边坡度为1：1，消能塘3末端设不大于1：6的斜坡与砌石海漫4衔接。水流经过平底长护坦2到达消能塘3后，与塘内水体相互作用消散大部分能量。消能塘3末端设缓坡保证进入塘内的粗颗粒泥沙或卵块石随水流出塘；

c、砌石海漫4。砌石海漫4为具有一定粒径的大块石结构，流出消能塘3的水流能量已大部分被消散，通过与砌石海漫4摩擦及撞击，又消散一部分能量。

通过本实施例中消能工的设置，水闸下泄水流绝大部分能量已被消散，水流平顺导入下游河道，对下游河道河床及边坡危害大大减轻。