CN112049067A - 一种新型水流对冲式跌水建筑物 - Google Patents

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翁茂峰
姜龙
顾嵋杰
马超
孔锐
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B5/00Artificial water canals, e.g. irrigation canals
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    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B8/00Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
    • E02B8/06Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates

Abstract

本发明公开了一种新型水流对冲式跌水建筑物,包括有渠道Ⅰ,渠道依次连通有消力池及渠道Ⅱ,渠道Ⅰ与消力池之间设置有跌坎,渠道Ⅰ底部开有跌井进口,消力池底部开有跌井出口,跌井进口与跌井出口之间设置有跌井管,跌井管连通渠道Ⅰ与消力池。本发明在原有的跌水建筑物的基础上,在跌水的跌坎前设置跌井入口,出口设置在消力池内,跌坎前的跌井可对渠道流量进行分流,减小跌水缺口的单宽流量,跌井出口的水流与跌坎跌下来的水舌形成对冲消能,可减小消能工规模。使水流能够互相对冲,利用水流冲击、摩擦、掺气增加消能效果。

Description

一种新型水流对冲式跌水建筑物
技术领域
本发明属于水利水电工程领域,涉及一种新型水流对冲式跌水建筑物。
背景技术
跌水建筑物是渠道上游水流经由跌水缺口流出,自由跌落于下游渠道消力池的连接建筑物。根据上下游渠道间的落差大小,可采用单级和多级的布置形式。跌水通常由上游进口连接段、控制堰口、消力池及下游出口连接整流砌护段等部分组成。消力池是跌水建筑物的重要组成部分,消力池能使下泄急流迅速变为缓流,一般可将下泄水流的动能消除40%~70%,并可缩短消力池长度,是一种有效而经济的消能设施。一般为了增加消力池效能效率,会在消力池底部设置混凝土墩、消力坎等效能设施。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型水流对冲式跌水建筑物,具有使水流能够互相对冲,利用水流冲击、摩擦、掺气消能效果。
本发明所采用的技术方案是,一种新型水流对冲式跌水建筑物,包括有渠道Ⅰ,渠道依次连通有消力池及渠道Ⅱ,渠道Ⅰ与消力池之间设置有跌坎,渠道Ⅰ底部开有跌井进口,消力池底部开有跌井出口,跌井进口与跌井出口之间设置有跌井管,跌井管连通渠道Ⅰ与消力池。
本发明的特点还在于:
通过跌井出口的流量Q跌井=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ设计流量。
通过跌坎下跌的流量Q跌坎=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ设计流量。
跌井进口与跌坎净距L1=(2.5~3.5)H,H为渠道Ⅰ设计水深。
跌井出口与跌坎净距L2=(0.8~1.0)H,H为渠道Ⅰ设计水深。
跌井管宽度b=(0.5~1.0)B,B为渠道Ⅰ底宽。
跌井沿渠道Ⅰ水流方向开口距离e=(0.3~0.5)B,B为渠道Ⅰ底宽。
本发明的有益效果是:
本发明在原有的跌水建筑物的基础上,在跌水的跌坎前设置跌井入口,出口设置在消力池内,跌坎前的跌井可对渠道流量进行分流,减小跌水缺口的单宽流量,跌井出口的水流与跌坎跌下来的水舌形成对冲消能,可减小消能工规模。使水流能够互相对冲,利用水流冲击、摩擦、掺气增加消能效果。
附图说明
图1是本发明一种新型水流对冲式跌水建筑物的结构示意图;
图2是本发明一种新型水流对冲式跌水建筑物的俯视图;
图中,1.渠道Ⅰ,2.消力池,3.渠道Ⅱ,4.跌井管,5.跌坎。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种新型水流对冲式跌水建筑物,结构如图1、2所示,包括有渠道Ⅰ1,渠道Ⅰ1依次连通有消力池2及渠道Ⅱ3,渠道Ⅰ1与消力池2之间设置有跌坎5,渠道Ⅰ1底部开有跌井进口,消力池2底部开有跌井出口,跌井进口与跌井出口之间设置有跌井管4,跌井管4连通渠道Ⅰ1与消力池2。
通过跌井出口的流量Q跌井=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ1设计流量。
通过跌坎5下跌的流量Q跌坎=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ1设计流量。
跌井进口与跌坎5净距L1=(2.5~3.5)H,H为渠道Ⅰ1设计水深。
跌井出口与跌坎5净距L2=(0.8~1.0)H,H为渠道Ⅰ1设计水深。
跌井管4宽度b=(0.5~1.0)B,B为渠道Ⅰ1底宽。
跌井4沿渠道Ⅰ1水流方向开口距离e=(0.3~0.5)B,B为渠道Ⅰ1底宽。
本发明一种新型水流对冲式跌水建筑物,其工作原如下:
水流从渠道Ⅰ以流量Q流入本跌水建筑物时,一部分水流从跌井4流入消力池2内,流量为Q跌井,末端水流向上;另一部分水流从跌坎5跌入消力池2内,流量为Q跌坎,末端水流向下。两股水流在消力池2内相向而遇,相互对冲,利用水流冲击、摩擦、掺气增加消能效果。水流在水舌跌落附近回旋、撞击、分散、混掺,消耗更多的能量,使水流流速分布均匀、流态平稳的进入下游渠道Ⅱ。

Claims (7)

1.一种新型水流对冲式跌水建筑物,包括有渠道Ⅰ(1),所述渠道Ⅰ(1)依次连通有消力池(2)及渠道Ⅱ(3),所述渠道Ⅰ(1)与消力池(2)之间设置有跌坎(5),其特征在于,渠道Ⅰ(1)底部开有跌井进口,消力池(2)底部开有跌井出口,所述跌井进口与跌井出口之间设置有跌井管(4),所述跌井管(4)连通渠道Ⅰ(1)与消力池(2)。
2.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,通过所述跌井出口的流量Q跌井=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ(1)设计流量。
3.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,通过所述跌坎(5)下跌的流量Q跌坎=(0.4~0.6)Q,Q为渠道Ⅰ(1)设计流量。
4.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,所述跌井进口与跌坎(5)净距L1=(2.5~3.5)H,H为渠道Ⅰ(1)设计水深。
5.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,所述跌井出口与跌坎(5)净距L2=(0.8~1.0)H,H为渠道Ⅰ(1)设计水深。
6.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,所述跌井管(4)宽度b=(0.5~1.0)B,B为渠道Ⅰ(1)底宽。
7.根据权利要求1所述的一种新型水流对冲式跌水建筑物,其特征在于,所述跌井(4)沿渠道Ⅰ(1)水流方向开口距离e=(0.3~0.5)B,B为渠道Ⅰ(1)底宽。
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