[实用新型]潜水起旋墩竖井旋流消能泄洪洞

说明书

本实用新型涉及水利水电工程领域，针对高水头大泄量竖井泄洪洞易产生空蚀的问题，提供了一种潜水起旋墩竖井旋流消能泄洪洞，该技术方案如下：包括竖井、平洞以及出水洞，竖井一端设有进水口，竖井与平洞的连接处设有呈U型管道设置的存水弯，进水口处设有窄口端与竖井连接的环形堰，进水口处设有与环形堰小夹角连接的起旋墩。使用与环形堰小夹角连接的起旋墩，可以对流经起旋墩的水流起到有效的起旋作用，竖井底部设置的存水弯中有积水，水流在进入到存水弯时，存水弯中的积水可对泄洪时的水流起到缓冲的作用，减少水流直接冲刷对泄洪洞侧壁产生的冲击力，达到消能的目的，以起到对泄洪洞的保护作用。

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程领域，更具体地说，它涉及一种潜水起旋墩竖井旋流消能泄洪洞。

背景技术

在水利水电工程中，水库挡水建筑物为土石坝时，常采用的溢洪道或泄洪洞方式泄洪，但当坝址两岸地形较陡，不具备做溢洪道条件时，往往选择采用泄洪洞方式，且常结合施工导流洞布置。

传统喇叭形堰竖井泄洪洞，在二十世纪四、五十年代美国修建较多。这种泄洪洞通常不设闸门，正常蓄水位即堰顶高程，自动泄洪，因此，适用于无人操作的非常泄洪洞，特别是在人烟稀少的水工程采用这种泄洪洞最有利。当具有修建喇叭形堰的开阔地形时，它的最大泄流能力可达3000m³/s。

传统的喇叭形堰竖井泄洪洞存在许多缺点：如进水口易产生漩涡，影响泄流能力，和出现不稳定涡带引起结构物振动，有时会出现反向气爆现象（如美国俄勒冈州阿威希坝竖井泄洪洞）。在溢流堰同竖井连接段处易产生负压，特别是靠近竖井下部的负压能达到气化压力，引起竖井空蚀。由于上述原因，使高水头大泄量竖井泄洪洞的应用受到了很大限制。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种潜水起旋墩竖井旋流消能泄洪洞，具有对进入泄洪洞中的水流消能的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种潜水起旋墩竖井旋流消能泄洪洞，包括依次相连的竖井、平洞以及出水洞，所述竖井远离平洞的一端设有进水口，所述竖井与平洞的连接处设有存水弯，所述存水弯呈U型管道设置，所述进水口处设有呈喇叭状的环形堰，所述环形堰的窄口端与竖井连接，所述进水口处设有若干沿进水口的周向均布的起旋墩，所述起旋墩与环形堰的宽口端的外圆周的切线成夹角不大于15°连接。

采用上述技术方案，使用与环形堰小夹角连接的起旋墩，可以对流经起旋墩的水流起到有效的起旋作用，使得水流有效的旋转，同时高水位工况下小夹角的起旋墩不会影响泄洪流量，而底层水流可以有效的拖曳上层水流旋转，同样可以产生有效的起旋作用，水流进入到竖井后发生旋转，可在离心力的作用下消除负压，从而有效地放置空蚀，同时竖井底部设置的存水弯中有积水，水流在进入到存水弯时，存水弯中的积水可对泄洪时的水流起到缓冲的作用，减少水流直接冲刷对泄洪洞侧壁产生的冲击力，达到消能的目的，以起到对泄洪洞的保护作用。

优选的，所述平洞的底部设有若干输水管，若干所述输水管连通有同一排水管，所述排水管上设有阀门。

采用上述技术方案，通过输水管以及排水管可将平洞底部的积水排离平洞，从而减少平洞中的积水量，同时排水管上的阀门可根据泄洪的需要启闭，以达到排走平洞中的积水或者在泄洪过程中起到分流的作用。

优选的，所述平洞呈螺旋状且倾斜设置。

采用上述技术方案，平洞螺旋状设置可对进入到平洞中的水流起到缓冲的作用。

优选的，所述平洞包括沿直线方向延伸的直道，所述平洞还包括若干与直道连通的上凹坑和下凹坑，所述平洞呈波浪状且倾斜设置。

采用上述技术方案，水流进入到平洞后经过直道排走时，经过与直道连通的上凹坑以及下凹坑，使得水流经过呈波浪状设置的平洞时可对水流起到缓冲的作用。