[发明专利]一种水利水电工程的消能结构

说明书

本发明涉及水利水电工程技术领域。目的在于提供一种消能效果好的水利水电工程的消能结构。所采用的技术方案是：一种水利水电工程的消能结构，包括设置在大坝上部的泄流口、设置在大坝下游一侧表面的第一泄流通道、及设置在大坝主体内部的第二泄流通道。第一泄流通道的上端与泄流口的末端连通，泄流口的底部设置分水口，分水口位于第一泄流通道与泄流口连接处的前方。第二泄流通道的上端与分水口连通，所述分水口处设置流量调节阀门。第二泄流通道的出水口位于第一泄流通道的出水口下方，第一泄流通道排出的水流和第二泄流通道排出的水流在空中相互碰撞实现消能。本发明具有极好的消能效果。

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域,具体涉及一种水利水电工程的消能结构。

背景技术

目前，随着我国山区性河流水力资源的逐步开发，我国水电工程建设事业发展进入了高潮阶段，尤其是在西部山区修建了大量的中小型水电站。天然河道中的水流一般属于缓流，单宽流量沿河宽方向的分布较为均匀。但当河道中修建了坝、闸等泄水建筑后，河道的流动条件发生了巨大的变化，下泄水流流速大、水流能量大，对泄水建筑下游河床具有较大的破坏作用。这个问题在实际工程中如果解决不好，不仅将在下游河床产生严重的冲刷、河道淤积，而且还会造成恶劣的流态，影响水利水电工程中其他建筑物的正常运行，甚至危及大坝安全。因此，采取有效的工程措施，人为地控制泄水建筑物下游水流的衔接与消能，以确保建筑物的安全是十分重要的。水利水电工程的消能结构是一种消除泄水建筑物下泄急流的动能，防止或减轻水流对水工建筑物及其下游河渠的冲刷破坏，并使水流在较短的距离内与下游正常水流取得妥善衔接而修建的工程设施。

现有的消能结构主要有以下方式：

一是在泄水建筑物的下游人工建设消力池，并从泄水建筑物处修建倾斜的护坦与消力池连通。其消能机理是，急流沿护坦排入消力池中，通过在消力池中形成水跃从而将急流转变为缓流。消能主要是通过水跃产生的表面漩滚与底部主流间强烈紊动、剪切和混掺作用来完成。该方式具有流态稳定、消能效果好、对地址条件和喂水变幅适应性强及水流雾化小等优点。但由于护坦长度较长，一方面工程造价高，另一方面建筑物布置的空间不足，尤其是在山区河流修建水电工程时，该情况尤为突出。

二是在泄水建筑物的末端修建挑流鼻坎，将泄出的高速水流抛向下游离泄水建筑物较远的位置，水流在空中与空气混掺、摩擦下实现消能，水流在落下后在河床上自然冲刷出凹坑，水流在凹坑中形成紊流，再次实现消能。该方式结构简单、工程造价低，目前广泛应用在水利水电工程中。然而该结构仍然存在巨大的缺陷，由于水流在下落的过程中落点较为集中，往往对下游落点处造成严重的局部冲刷。同时在泄水流量较大、流速较快时，水流高速冲击落点位置，造成落点位置河床下凹严重，极大的改变了河床原貌，增加了流态的不稳定性。同时，在上下游水位落差较大时，水流自身夹带的动能较大，单纯采用挑流消能的方式往往达不到预期的消能效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消能效果好的水利水电工程的消能结构。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种水利水电工程的消能结构，包括设置在大坝上部的泄流口、设置在大坝下游一侧表面的第一泄流通道、及设置在大坝主体内部的第二泄流通道。

所述第一泄流通道和第二泄流通道均由大坝的上游侧向下游侧斜向下延伸，所述第一泄流通道的上端与泄流口的末端连通，所述泄流口的底部设置分水口，所述分水口位于第一泄流通道与泄流口连接处的前方。所述第二泄流通道的上端与分水口连通，所述分水口处设置流量调节阀门。所述第二泄流通道的出水口位于第一泄流通道的出水口下方，第二泄流通道的出水口处设置挑流机构。第一泄流通道的出水口处设置导流机构。第一泄流通道排出的水流和第二泄流通道排出的水流在空中相互碰撞实现消能。

优选的，所述导流机构包括导流板和调节液压缸，所述导流板与第一泄流通道出水口的下边沿铰接，所述调节液压缸固定设置在导流板下方，且调节液压缸的缸体和伸缩杆均呈以导流板的铰接位置为中心的弧形。