CN207314297U - 跌坎消力池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种跌坎消力池，涉及水利水电工程技术领域，提供一种底板的安全稳定性高且施工便利的跌坎消力池。跌坎消力池包括沿水流方向依次设置的大坝反弧段、跌坎和消力池，其跌坎上设置有微挑型挑坎；微挑型挑坎2与大坝反弧段平滑过渡；微挑型挑坎的挑角为α，α具体值推荐为10≤α≤15°。本实用新型在跌坎上增加一个微型小挑坎，将临底水流略微挑起再射入消力池，可降低消力池底板的脉动压力，进一步减小临底流速；同时消力池底板不必过度下挖，可减小消力池规模，减少工程投资。

Description

跌坎消力池

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种跌坎消力池。

背景技术

底流消能是一种传统的消能方式，通过消力池内形成水跃进行消能，具有消能率高、地质条件适应性强、泄洪雾化影响小等优点，在中低水头电站中得到了广泛应用。随着泄洪水头的增加，入池流速增大，消力池临底流速达到30m/s量级甚至更高，高速水流对消力池底板的抗冲磨性能和结构稳定性要求较高，有可能对消力池底板造成破坏，因此需要采取工程措施降低临底流速。

为了降低消力池的临底流速，可在消力池前端设置一定高度的跌坎，使入池的高速水流与消力池底板之间存在一个水垫层，主流在向消力池底板下潜过程中部分能量得以消耗，从而降低了临底流速。目前，跌坎型消力池已成功应用于多个水电站。

但在消力池前端设置跌坎，仍存在两个问题：1、在跌坎后主流触底区，消力池底板的脉动压力会大幅度增加，直接影响消力池底板的安全稳定性；2、跌坎需要达到一定的高度才能有效降低临底流速，导致消力池底板高程降低，消力池规模增大，工程投资增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种底板安全稳定性高且造价较低的跌坎消力池。

为解决上述问题采用的技术方案是：跌坎消力池包括沿水流方向依次设置的大坝反弧段、跌坎和消力池，其跌坎上设置有微挑型挑坎。

进一步的是：微挑型挑坎的挑角为α，10≤α≤15°。

进一步的是：微挑型挑坎与大坝反弧段平滑过渡。

本实用新型的有益效果是：在跌坎上增加一个微型小挑坎，将临底水流略微挑起再射入消力池，可降低消力池底板的脉动压力，进一步减小临底流速；同时消力池底板不必过度下挖，可减小消力池规模，减少工程投资。

附图说明

图1是跌坎消力池结构示意图；

图2是跌坎处放大视图；

图中标记为：大坝反弧段1、微挑型挑坎2、跌坎3、消力池4、尾坎5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

为了提供一种底板安全稳定性高且造价较低的跌坎消力池，如图1和图2所示：跌坎消力池包括沿水流方向依次设置的大坝反弧段1、跌坎3和消力池4，跌坎3上设置有微挑型挑坎2。微挑型挑坎2应与大坝反弧段1平滑过渡

消力池4前端设置跌坎3，以减小消力池4的临底流速。常规消力池4采用大坝反弧段1末端与消力池4底板同高程的衔接形式，这样临底高速水流将直接与消力池4底板接触，增大消力池4底板破坏的几率。将消力池4底板适当降低，使大坝反弧段1末端高于消力池4底板，这样高速水流与消力池4底板不会直接接触，入池主流与消力池4底板之间存在一个水垫层，主流需要穿过这个水垫层才能接触到消力池4底板，在这个过程中主流的部分能量得以消耗，接触消力池底板4时主流的流速已远小于大坝反弧段1末端的临底流速。

进一步的，在跌坎3上设置微挑型挑坎2，以降低消力池4底板的脉动压力。设置跌坎3时，入池主流经过跌坎3后下潜，以一定的角度冲击消力池4底板，而未设置跌坎3时入池主流方向与消力池底板4平行，因此设置跌坎3会明显增大消力池4底板的脉动压力。设置微挑型挑坎2，使入池主流先向上挑起再下潜，减小水流方向与底板的夹角，从而有效降低脉动压力。并且，水流从微挑型挑坎2到消力池4底板的路径增长，临底流速也可进一步降低。

微挑型挑坎2的挑角过小对水流的上挑作用不明显，消力池底板的脉动压力不会有效减小；挑角过大会形成面流流态，与底流大尺度水跃旋滚相比，消能率将大幅度降低。经反复试验，确定微挑型挑坎2的挑角为α，10≤α≤15°为宜。这样既有效减小消力池4底板的脉动压力有保证了消能率。

本实用新型弥补了跌坎型消力池的不足，经水工模型试验验证，在各种运行工况时均能形成稳定的底流水跃消能，消力池底板的脉动压力和临底流速满足工程设计要求。

Claims (3)

1.跌坎消力池，包括沿水流方向依次设置的大坝反弧段(1)、跌坎(3)和消力池(4)，其特征在于：跌坎(3)上设置有微挑型挑坎(2)。

2.根据权利要求1所述的跌坎消力池，其特征在于：微挑型挑坎(2)的挑角为α，10≤α≤15°。

3.根据权利要求1或2所述的跌坎消力池，其特征在于：微挑型挑坎(2)与大坝反弧段(1)平滑过渡。