[发明专利]一种适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池

权利要求书

1.一种适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的突扩跌坎消力池包括挑坎(1)、底部跌坎(2)、突扩(3)、边墙(4)、底板(5)、尾坎(6)；所述的突扩跌坎消力池设置在溢洪道泄槽下游；在挑坎(1)下部设置有底部跌坎(2)；底部跌坎(2)两侧与边墙(4)的下部连接；在底部跌坎(2)两侧上部，边墙(4)的中部及上部连接设置有突扩(3)；边墙(4)呈对称设置；在对称设置的边墙(4)末端设置有尾坎(6)，尾坎(6)两侧与边墙(4)末端侧边连接；所述的挑坎(1)设置有一定俯角；

所述突扩跌坎消力池的设计方法包括以下步骤：首先确定设计运行最大临底流速U_max，根据确定的最大临底流速，按照拟合公式求得跌坎高度，其中q为消力池内单宽流量，H为上游水位距离消力池底板高程差，

消力池首部水深通过公式其中q'为泄槽内单宽流量，H₀为库水位与泄槽末端高差，为流速系数，取0.95，h₀为泄槽末端水深；

尾坎高度通过公式H₃＝1.4～1.6h，计算；

水跃长度L₁通过公式L₁＝9.4(Fr₁-1)h₀估算得到，Fr1为挑坎末端弗汝德数，突扩跌坎消力池大大提高了消能率，池长估算公式按L'＝(0.6～0.7)L₁，跌坎两侧突扩宽度取10m。

2.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的挑坎(1)上游侧与泄槽相切，下游侧通过一挑角α与消力池突扩跌坎相连接，α设置为圆弧末端切线与水平线夹角；所述的α根据下游水位及跌坎高度确定，设置为0-8°。

3.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的底部跌坎(2)坡度设置为1：a，其中a为跌坎面的坡度值，坡度a设置为0～0.4。

4.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的底部跌坎(2)高度设置为H1，H1不低于8m。

5.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的突扩(3)与边墙(4)之间的坡度设置为1：b，b设置为0～0.4。

6.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的突扩(3)宽度设置为B，B为挑坎(1)末端与边墙(4)同一水平高程距离，所述的B不小于10m。

7.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的突扩(3)与边墙(4)的高度设置为H2，所述的H2满足工程运行水面深度要求。

8.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的尾坎(6)高度设置为H3，H3满足下游控制水深为跃首发生在挑坎(1)末端时所对应消力池首部水深的1.1～1.3倍。

9.根据权利要求1所述的适用于高水头大单宽泄量的突扩跌坎消力池，其特征在于，所述的尾坎(6)其反坡坡度设置为1：c，其中c为尾坎面坡度值，c设置为0～3。