CN109778802A - 狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构 - Google Patents

狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构 Download PDF

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吕会娇
郑慧洋
屈文杰
彭小川
李桂青
桑林瀚
禹胜颖
苏通
吴金旭
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Abstract

本发明公开了一种狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，曲线形重力坝的溢流坝段由曲线形溢流堰和其堰顶架设的隔墩组成，形成满足泄流要求的过流表孔，曲线形溢流堰后接扇形戽式消力池，消力尾坎为弧线形式，与坝轴线为同心圆。溢流表孔隔墩墩尾位置增设宽尾墩。所述扇形戽式消力池由平直段加斜坡段组成。所述宽尾墩的体型为T型、Y型或X型，均能将戽池内的二维水流变为稳定、完全的三维戽跃。本发明简单实用、运行便捷，能大幅节约工程造价，可有效地解决狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量水利水电工程的泄洪消能问题。

Description

狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构
技术领域
本发明涉及曲线重力坝的泄洪消能结构，尤其是一种用于狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构。
背景技术
泄量大、单宽流量大、河谷狭窄是我国大型水利水电工程普遍存在的技术特点之一，为了满足工程泄洪要求，需要将坝体溢流前沿布置成曲线形式，若工程采用重力坝即形成曲线重力坝。现已有工程的曲线重力坝通常采用底流或挑流的消能方式，当单宽流量较大时，如果直接采用底流消能，由于弗汝德数小，常形成波状水跃和摆动水跃，消能效果差。由于单宽流量大，河谷狭窄，则消力池长度通常较长，深度较深，不仅可能使工程量增加，还可能延长整个施工工期。采用挑流消能，对下游地质条件要求高，挑流高速射流会直接冲击岸坡及强烈的回流淘刷岸坡地质，回流流速过大时，还须考虑加做护岸与护坡工程，且冲坑下游堆积物多，还应注意避免影响电站出力。当下游尾水较深时，可采用戽式消力池消能，常规戽式消力池以矩形结构较多，若河谷狭窄，则消力池的开挖工程量增大，施工难度增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，具有泄洪量大、消能效果好、工程量小和施工方便等优点。
本发明采用的技术方案是：一种狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，曲线形重力坝的溢流坝段由曲线形溢流堰和其堰顶架设的隔墩组成，形成满足泄流要求的过流表孔，曲线形溢流堰后接扇形戽式消力池，消力尾坎为弧线形式，与坝轴线为同心圆。
溢流表孔隔墩墩尾位置增设宽尾墩。
所述扇形戽式消力池由平直段加斜坡段组成。
所述宽尾墩的体型为T型、Y型或X型，均能将戽池内的二维水流变为稳定、完全的三维戽跃。
本发明的有益效果：消力池采用扇形结构布置，大大减小了下游消力池的开挖工程量，消力池的平直段加斜坡段，有效的增加了戽池体积，满足了消能要求，曲线重力坝能较好的缓解上游的泄洪压力，结合宽尾墩使水舌横向收缩、纵向拉开的特点，在扇形戽式消力池内消能充分，有效的解决了狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量的水利水电工程的泄洪消能问题。本结构工程量小、消能效果好、经济有效、施工方便，可靠性高。
附图说明
图1为本发明狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构的平面布置。
图2为本发明狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构的剖面布置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1、2所示，本发明的狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，曲线形重力坝1的溢流坝段由曲线形溢流堰2和其堰顶架设的隔墩组成，形成满足泄流要求的过流表孔，曲线形溢流堰2后接扇形戽式消力池3，消力尾坎4为弧线形式，与坝轴线为同心圆。
优选，在溢流表孔隔墩墩尾位置增设宽尾墩5。
所述扇形戽式消力池3由平直段加斜坡段组成。
所述宽尾墩5的体型为T型、Y型或X型，均能将戽池内的二维水流变为稳定、完全的三维戽跃。
本发明，重力坝为曲线型，能较好的缓解上游泄洪压力，减小下游开挖工程量，并能满足泄洪要求。扇形戽式消力池由平直段加斜坡段组成，能有效增加戽池体积，增强水流内部翻滚，加剧水流能量消散，提高消能效果。将戽式消力池以扇形结构布置，大大减小下游消力池宽度，在减少开挖工程量的同时，还可以满足下游泄洪消能要求，利用宽尾墩产生的多股收缩射流沿坝面下泄的水舌在戽池反弧段坦化、交汇、混合来极大的加强水流内部的紊动剪切和混掺作用，从而消耗了更多的过堰戽池内水流动能，将二元戽流转变为稳定、完全的三元戽跃，大大提高了戽池内水流的消能效果，使出戽水流平稳，流速大为降低，尾坎后的涌浪高度也大为降低，戽池内外水面衔接相对平稳，对下游的冲刷范围和深度相对减轻。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，曲线形重力坝(1)的溢流坝段由曲线形溢流堰(2)和其堰顶架设的隔墩组成，形成满足泄流要求的过流表孔，其特征在于，曲线形溢流堰(2)后接扇形戽式消力池(3)，消力尾坎(4)为弧线形式，与坝轴线为同心圆。
2.根据权利要求1所述狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，其特征在于，在溢流表孔隔墩墩尾位置增设宽尾墩(5)。
3.根据权利要求1所述狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，其特征在于，所述扇形戽式消力池(3)由平直段加斜坡段组成。
4.根据权利要求2所述狭窄河谷、深尾水、超大单宽流量曲线重力坝的泄洪消能结构，其特征在于，所述宽尾墩(5)的体型为T型、Y型或X型，均能将戽池内的二维水流变为稳定、完全的三维戽跃。
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