[发明专利]一种减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构

说明书

本发明公开了一种减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构，包括依次设置在水闸闸室下游的一级消力池、二级消力池和尾坎，水闸闸室末端出口鼻坎采用平底鼻坎，一级消力池池首设置竖直跌坎，一级消力池尾部设置迎水面直立的连续式消力坎，连续式消力坎位于下游低水位运行控制工况时，一级消力池内淹没水跃发生的临界点位置上游的1～2m。本发明通过调整出口结构体形，将下泄水流进行控制引导，首先控制在下游低水位运行时形成远离闸室的远驱式水跃，然后再形成临界或稍有淹没的水跃进行消能，既满足了结构安全、正常使用功能要求，同时具有较好的经济性，对其它类似工程的设计具有很好的示范性和借鉴意义。

技术领域

本发明涉及一种泄洪消能结构，尤其是涉及一种减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构。

背景技术

水闸工程泄洪消能一般采用底流消能方式，依靠形成水跃来消杀水能。大单宽流量、低弗劳德数、上下游水位变幅大的多孔、高闸坝工程的闸门调度运行方式复杂，运行时的水位边界条件也较为复杂。常规的底流消能设计，为尽量减少消力池长度以节省工程量，往往会有部分消能区位于闸室内部区域，在闸门局开、单孔或少孔运行时，该范围能量较为集中，加之底流消能工消能率低，池内流速较高，使得闸室消能区内水流紊动较为强烈。尤其当水流紊动引起的脉动压力作用在高闸坝、多孔闸的这种闸墩高度较大、闸墩结构较为单薄的水工结构上时，往往会诱发结构产生水流拍击振动，导致结构上部的变形幅度较大，影响结构的运行安全。当出现下游尾水较低运行工况时，则更难以在底流消力池中形成稳定的水跃，消能率低，无法满足消能要求，也加剧了水流拍击振动对闸室的影响程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构型式简单、经济性较好、对施工工艺要求低、施工较为方便的减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构，包括依次设置在水闸闸室下游的一级消力池、二级消力池和尾坎，水闸闸室末端出口鼻坎采用平底鼻坎，一级消力池池首设置竖直跌坎，一级消力池尾部设置迎水面直立的连续式消力坎，连续式消力坎位于下游低水位运行控制工况时，一级消力池内淹没水跃发生的临界点位置上游的1～2m。

所述平底鼻坎和竖直跌坎使下游为低水位运行控制工况，下泄水流跃首位于水闸闸室外。

所述连续式消力坎采用迎水面直立的梯形断面，高度为3～5m，顶高程高于二级消力池的尾坎坎顶高程0.5～1m。

所述泄洪消能结构中下泄水流单宽流量150～200m³/s、池内弗劳德数为1～2、流速14～20m/s、闸室高度为30～50m，闸室结构横河向厚度为3～6m。

本发明的有益效果是：打破了一般水闸工程消能设计中采用常规底流消能出口段即刻形成淹没水跃进行消能的设计理念，通过调整闸室出口鼻坎和跌坎体形，将下泄水流进行控制引导，首先控制在下游低水位运行时形成远离闸室的远驱式水跃，然后再形成临界或稍有淹没的水跃进行消能，既满足了结构安全、正常使用功能要求，同时具有较好的经济性，对其它类似工程的设计具有很好的示范性和借鉴意义。

附图说明

图1为本发明的减缓高闸坝闸室水流拍击振动影响的泄洪消能结构剖面示意图。

图中：

1——水闸闸室；

2——一级消力池；

3——平底鼻坎；

4——竖直跌坎；

5——连续式消力坎；

6——二级消力池；

7——尾坎。

具体实施方式