[发明专利]一种在陡坡渠道中设置消力池的方法

说明书

本发明提供一种在陡坡渠道中设置消力池的方法，其包括如下步骤：根据射流长度和水跃长度确定消力池的长度；根据沟宽确定消力池的宽度；根据清水水深和掺气水深确定消力池的边墙高度。本发明提供的设置消力池的方法相比于现有的消力池设计规范，算法简单，实现容易，既能减少水利工程的设计时间，又提高了消力池尺寸计算的准确性。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体涉及一种在陡坡渠道中设置消力池的方法。

背景技术

山区、丘陵地区的排水渠在设计时考虑到陡坡急流的水力特性及结构稳定性，以及高差大，排水渠流至低处的水流流速快、冲击力巨大等情况，为了将下泄急流迅速变为缓流，需要在陡坡渠道中设计消力池来消能，从而将下泄水流的动能消除40％～70％。

然而，现有的消力池设计规范中，消力池相关参数的计算公式十分复杂，既延长了水利工程的设计时间，又影响了消力池尺寸计算的准确性。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种在陡坡渠道中设置消力池的方法，其包括如下步骤：

根据射流长度和水跃长度确定消力池的长度；

根据沟宽确定消力池的宽度；

根据清水水深和掺气水深确定消力池的边墙高度。

可选地，所述根据射流长度和水跃长度确定消力池的长度的步骤具体为：

消力池的长度L的计算公式如下：

L＝L₁+0.8L₂

其中，L₁为射流长度；L₂为水跃长度。

可选地，宽顶堰时，射流长度L₁的计算公式如下：

其中，H₀为堰上水头；P为跌水高度，算至消力池底；

水跃长度L₂的计算公式如下：

当1.7＜Fr≤9.0时，L₂＝9.5h₁(Fr-1)，

当9.0＜Fr≤16时，L₂＝[8.40(Fr-9)+76]h₁，

其中，Fr为跃前断面佛汝德数；v₁为跃前断面平均流速；h₁为跃前水深；g为重力加速度。

可选地，所述根据沟宽确定消力池的宽度的步骤具体为：

消力池的宽度W不小于3倍的沟宽B。

可选地，所述根据清水水深和掺气水深确定消力池的边墙高度的步骤具体为：

消力池的边墙高度h的计算公式如下：

h＝hw+ha

其中，hw为清水水深；ha为掺气水深。

可选地，所述根据清水水深和掺气水深确定消力池的边墙高度的步骤还包括：

在计算消力池的边墙高度时，取一定的安全超高。

可选地，清水水深hw的计算公式如下：

hw＝hc-0.215-sinθ^(-1/3)

hc/d＝0.91-0.14tgθ