[发明专利]一种二级消力池尾坎高度的设计方法

摘要

本发明一种二级消力池尾坎高度的设计方法，属于水利工程领域，包括以下步骤：(1)采用基础计算式初步计算尾坎高度；2)引入尾坎修正系数ω_i；3)根据流量进行试验，建立消力池消波、消能和水跃特征与ω_i关系，本发明优点在于：1、本发明提供了一种二级消力池尾坎高度的设计方法；2、按照本方法优化后的尾坎高度综合效果最优。

主权项

1.二级消力池尾坎高度的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：1)采用基础计算式初步计算尾坎高度c′_i为基础计算式：各级池c′_i计算式如下：其中，上标i＝1、2，指示消力池的级数；c′_i为初步计算尾坎高度，c_i为修正后尾坎高度，Eⁱ₀为池前断面总水头，为流速系数，h_c为收缩断面水深，h_c2为共轭水深；σ_j为水跃淹没度，m为尾坎流量系数，Fr为弗劳德数；q为单宽流量，g是重力加速度，p_i'为上一级尾坎底部高程减去该级池底部高程。2)引入尾坎修正系数ω_i；将各级池尾坎高度表示为：c_i＝(1‑ω_i)c′_i   (式6)其中hⁱ为该级池前缘断面水深，可以用该级池前缘断面水位减去上一级尾坎顶部高程；ω_i是反映来流条件以及各级池消力池消波、消能和消力池内流态等特性的综合系数，计算方法的目标就是确定ω_i。3)根据流量进行试验，建立消力池消波、消能和水跃特征与ω_i关系，拟合出ω_i表征消波、消能和水跃特征的综合表达式；定性关系如下：就消波而言，第二级池尾坎高度越小，出池水面波动就越小，如果消力池需要考虑消波越多，就需要越小的尾坎高度，则ω_i越大；如果ω_i越大，消力池内很容易产生远驱水跃；如果ω_i越小，消力池内很容易产生波状水跃；消能率与ω_i之间存在非正相关关系。