[实用新型]碰撞式组合底流消能工结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及泄洪消能设施领域，特别涉及一种适用于大型水利工程的二级泄流槽碰撞消能的新型碰撞式组合底流消能工结构。

背景技术

底流消能是利用水跃进行流态转变及消刹能力的一种消能形式，底流消能不受地基限制，且具有流态稳定、雾化影响小等优点，但其射流临底，底部水流水力学指标很高，而且消力池底需建护坦，因此是一种耗费较大的消能设施。

由于常规消能方式在应用过程中存在一定的局限性，因此，为提高底流消能工结构消能率，水利工作者常采用设置辅助消能工的方案，例如专利号CN201512774U中国实用新型专利公开了一种底孔泄洪消能结构，实用新型中在底孔出口端设置了折流墩。挑流消能是通过挑流鼻坎将高速下泄水射流导入到远离坝址的区域，形成挑流消能。挑流射流在空中掺气、扩散并相互碰撞，消除部分能量，进入下游水面后，在水体内扩散，并与两侧水体发生剪切作用进行消能。

结合挑流消能的特点，专利号CN101538841A的中国专利在底流消能工结构基础上公开了一种消力池内的差动式挑流消能工，在消力池内设置三角形挑坎完成辅助消能。

虽然这些辅助消能工能够取得一定的效果，但布置方案的确定较为复杂且容易产生空蚀或遭撞击破坏，另外，这些措施引起的回流对坝址威胁较大。

因此，如何提高底流消能工结构消能率，解决底板水力学指标与高水头、大单宽流量之间的矛盾，使其应用于大型水利工程是目前底流消能研究的关键点，也是本实用新型的直接出发点。

综上所述，提供一种碰撞式组合底流消能工结构，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种适用于大型水利工程的二级泄流槽碰撞消能的新型碰撞式组合底流消能工结构，以克服传统底流消能工结构的不足。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种碰撞式组合底流消能工结构，所述碰撞式组合底流消能工结构包括一级泄流槽、二级泄流槽、消力池、消力池尾坎以及下游护坦，所述二级泄流槽设于所述一级泄流槽与所述消力池之间，所述消力池尾坎以及下游护坦顺序连接所述消力池，所述一级泄流槽尾部与所述消力池存在高程差，所述二级泄流槽包括溢流曲面和末端挑坎。

优选地，所述的组合式底流消能工包括泄槽隔墙，所述泄槽隔墙设置于所述的一级泄流槽内，并将所述一级泄流槽按照水流方向分成多个部分，便于形成水流多股下泻方式。

优选地，所述二级泄流槽的末端挑坎为连续型挑坎。

优选地，所述二级泄流槽的末端挑坎为差动型挑坎。

优选地，所述二级泄流槽的溢流曲面与所述一级泄流槽的末端平滑连接。

优选地，所述溢流曲面的表面曲线为抛物线其中，坐标原点取一级泄流槽的末端，以水平指向下游为x轴正向，竖直向下为y轴正向；g为重力加速度；v_x为x点处的流速。

优选地，所述二级泄流槽的长度L的范围为2P～3P，其中，P为所述一级泄流槽的末端到消力池底板的高度。

优选地，所述二级泄流槽的底面与所述消力池的底板重合，所述末端挑坎的高度h₁为L/8～L/4，所述末端挑坎的挑角为45度。

优选地，所述末端挑坎的反弧半径R为6h₀～10h₀，h₀为所述一级泄流槽末端的水深。

优选地，所述差动型挑坎包括高坎和低坎，所述高坎的高度h₁为L/8～L/4，所述高坎的挑角为45度，所述低坎挑角为35～45度，所述挑坎的坎宽b₁≈h_k，h_k为所述尾端挑坎的坎顶水深的铅直投影高度。

优选地，所述二级泄流槽的溢流曲面表面为连续的平滑曲面。

优选地，所述二级泄流槽的溢流曲面表面设置有隔墩，将所述溢流曲面设置成间隔型曲面。

优选地，所述泄槽隔墙延长至所述二级泄流槽的尾部，所述泄槽隔墙设有流线型尾部，所述流线型尾部伸出所述二级泄流槽的末端，所述流线型尾部的长度a为所述泄槽隔墙厚度的1.5～2倍。

本实用新型的有益效果为：