[实用新型]一种水利水电工程中的折坡底流消能结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水利水电工程中的底流消能结构，尤其是涉及一种大流量、低弗汝德数、尾水变幅较大的水利水电工程中的底流消能结构。

背景技术

传统的水力学底流消能工计算理论计算确定的消力池长度，以平底段视为消力池池长，水跃消能在平底段池内发生。对于进入消力池内单宽流量较大、弗汝德数较低、下游尾水较浅的水流进行消能工设计，采用这种计算理论计算所需的消力池长度较大；同时，由于入池流量较大，则第二共轭水深较大，因而池深较大。因此消力池的工程量和工程投资较大，尤其是布置在岸边的溢洪道受地形地质条件限制，常难以满足按传统理论设计出的消力池布置的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能减少消力池平底段长度、降低对下游消能区水深要求，适应大流量、低弗汝德数、尾水变幅较大等条件的、消能效果较好的底流消能的水利水电工程中的泄洪消能结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种水利水电工程的折坡底流消能结构，包括岸边溢流堰、泄槽、消力池。消力池为折坡消力池，包括与泄槽连接的消力池折坡段和人工开挖形成的平底深池的消力池平底段，消力池池内水跃跃首在消力池折坡段上形成，在折坡消力池内形成稳定的完整水跃。

所述消力池池内设置有辅助消能的多个消力墩。

所述消力墩置于消力池平底段池内，消力墩的墩顶高程低于消力池尾槛高程。

所述消力墩的高度以等于设计工况入池处水流收缩水深、且不超过消力池尾槛深度的0.4-0.6倍，高度范围为2-4m；消力墩的宽度为其高度的0.7-1倍，范围为2-4m。

所述相邻两个消力墩间隔与消力墩高度相等，消力墩设置排数不超过2排。

泄洪消能结构中下泄水流的水头为20～40m；折坡消力池内水流弗汝德数为1～2，最大流速14～26m/s，进入消力池平底段的流速小于16～18m/s；入池单宽流量为60～200m³/s。

下游尾水深度变幅为4～25m。

本实用新型的有益效果是：

（1）利用泄水建筑物布置有岸边溢流堰及泄槽，折坡消力池段包括消力池折坡段和人工开挖形成的平底深池的消力池平底段，本实用新型结构可以最大程度的利用岸边泄槽，从而减少消力池平底段长度，消力池平底段池长可减少30％～50％。

（2）同时由于依情况设置了消力墩参与辅助消能，减少了消能对池深的要求的同时增加了消能率，池深可减少20％～30％、消能率由未设置消力墩时的20％～26％提高至30％～50％。

（3）入池水流的单宽流量越大，节省的消力池工程量效果越为显著。

（4）对岸边式溢洪道的消力池布置设计节省效果尤为显著。

（5）本实用新型的消能结构，经济且有效地解决了大流量、低弗汝德数、且尾水水位变幅较大的水流的消能问题，有效地提高了消能率；利用消力池折坡段，并在消力池平底段内设置了消力墩进行辅助消能，有效地减少了消力池的平底段池长和池深，提高了消能率，减小了工程量和工程投资，降低了工程区边坡的开挖高度和范围，从而减少了施工对工程区生态环境的破坏和影响、降低了施工风险，获得了良好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的水利水电工程中的底流消能结构平面示意图。

图2为图1中A—A剖面图。

图3为本实用新型的水利水电工程中的底流消能结构流态图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1-2所示，本实用新型的水利水电工程的折坡底流消能结构，包括岸边溢流堰、泄槽、消力池。消力池为折坡消力池，包括与泄槽2连接的消力池折坡段3和人工开挖形成的平底深池的消力池平底段4，消力池池内水跃跃首在消力池折坡段3上形成，在折坡消力池内形成稳定的完整水跃。

所述折坡消力池池内设置有辅助消能的多个消力墩5。

所述消力墩5置于消力池平底段4池内，消力墩5的墩顶高程低于消力池尾槛高程。

所述消力墩5的高度以等于设计工况入池处水流收缩水深、且不超过消力池尾槛深度的0.4-0.6倍，高度范围为2-4m；消力墩5的宽度为其高度的0.7-1倍，范围为2-4m。

所述相邻两个消力墩5间隔与消力墩5高度相等，消力墩设置排数不超过2排。