[发明专利]采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构

说明书

本发明提供了一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构，包括：沿垂直方向由上至下依次设置的表孔和底孔，所述表孔包括设置在中间的宽墩和所述宽墩两侧的溢流表孔，所述底孔包括设置在所述表孔下方中间的泄洪底孔，并且所述泄洪底孔的出口位于所述两个溢流表孔的相连区域内。将溢流表孔和泄洪底孔通过垂直方向由上至下联合布置，在小泄量时，仅通过底孔开闸泄水；在大泄量时，通过同时开启溢流表孔和泄洪底孔泄洪，增大了消能率和流量系数。表底孔出挑水流空中碰撞，水舌横向扩散，能量耗散，对消力池冲击强度降低，挖深可相应减小；同时纵向挑距减小，消力池长度可相应减小。因此泄洪建筑物和消力池布置更紧凑，便于管理，节省工程投资。

技术领域

本发明属于水利水电工程中泄洪消能技术领域，具体涉及一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构。

背景技术

我国河流的中下游一般都修建有大量的中小型闸坝、溢流坝等一些水利水电工程，这些水利工程作为泄洪建筑为当地提供了大量的防洪、灌溉、引水效益。但是，这些工程往往会因为受到坝址的地形地质等的影响导致泄洪过流宽度受到限制。因此，泄洪过流建筑物的单宽流量就会相对较大，而这些水利工程一般来说水头较低，所以工程的消能防冲问题尤为凸显。这种大流量、低水头的中小型水利工程在国内外一般采用底流消能。底流消能主要是通过水跃来实现的，但是当来流弗氏数较小时，其消能率比较低，水流容易直接冲刷下游河岸，对下游岸坡稳定有较大影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构，通过挑流和底流消能相结合的方式，提高了消力池内消能率，能显著减小下泄水流对岸坡的冲刷作用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构，该泄洪结构包括：沿泄洪建筑的垂直方向由上至下依次设置的表孔泄洪单元和底孔泄洪单元，

其中，所述表孔泄洪单元包括设置在中间位置的宽墩和设置在所述宽墩两侧的两个溢流表孔，

所述底孔泄洪单元包括设置在所述表孔泄洪单元下方的泄洪底孔，并且所述泄洪底孔的出口位于所述两个溢流表孔的相连区域内。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述溢流表孔的溢流堰堰面曲线依次由克-奥非真空堰面曲线段、表孔直线段、反弧段以及表孔挑坎组成。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述泄洪底孔的泄洪路径由进口渐变段、底孔直线段、出口渐变段、出口明流段以及底孔挑坎组成。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述出口明流段低于所述表孔泄洪单元的溢流坝面预定距离，并且所述底孔挑坎呈扩散式结构。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述底孔挑坎的高程位置低于所述表孔挑坎从而形成差动式挑流鼻坎。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述宽墩的首部为椭圆形或半圆形。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述底孔泄洪单元的泄洪起始位置位于两个表孔的中间部位，其高程由实际工程决定。

较佳地，在该采用底孔与表孔联合泄洪消能的泄洪结构中，所述底孔泄洪单元的出口设置在所述表孔泄洪单元的溢流堰堰面的中下部位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：将泄洪底孔和溢流表孔通过垂直方向由上至下联合布置，在泄洪流量小时，可以仅通过底孔进行泄流；在泄洪流量大时，通过溢流表孔和泄洪底孔同时进行泄流，增大了消能率和流量系数。表底孔出挑水流空中碰撞，水舌横向扩散，能量耗散，对消力池冲击强度降低，挖深可相应减小；同时纵向挑距减小，消力池长度可相应减小。因此泄洪建筑物和消力池布置更紧凑，便于管理，节省工程投资。

附图说明