CN212896230U - 一种折坡扩散消力池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种折坡扩散消力池，该折坡扩散消力池采用折坡扩散段将溢洪道及消力池衔接；前述的折坡扩散段包括折坡扩散段边墙和折坡扩散段底板，该折坡扩散段边墙上游与溢洪道边墙相接，下游与消力池边墙相接；前述的折坡扩散段底板上游与溢洪道底板相接，下游与消力池底板相接。本实用新型的折坡扩散段的设置能较好的适应地形的变化，减少基础开挖量，同时扩大了水流进入消力池的宽度，增大了消力池进口弗劳德数，降低单宽流量，提高消力池消能率。且折坡扩散段首部设置掺气坎，可以对溢洪道下泄水流进行充分掺气，避免高速下泄水流对结构产生空蚀破坏。

Description

一种折坡扩散消力池

技术领域

本实用新型属于水利水电工程技术领域，适用于水利水电工程工程中采用底流消能的消力池结构。

背景技术

水利水电工程工程中，在下泄水流消能区地形条件受限、河岸河床抗冲蚀能力较差，下游水位较浅、水位变幅较大时，下泄水流的消能方式多采用底流消能方式。底流消能是指在下泄水流出口处设消力池，促使水流在限定范围内产生水跃，通过水流的内部摩擦，掺气和撞击消耗能量。工程中，常规消力池与溢洪道的衔接方式主要有两种：一种是采用圆弧段或者跌坎直接将溢洪道与消力池相接；一种是采用折坡衔接段将溢洪道与消力池相接。常规情况下，溢洪道及消力池的宽度采用等宽型式，通过水跃，将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流，以消除或减弱水流动能，保证建筑物结构安全。

水跃消能具有流态稳定，消能效果较好，对地质条件和尾水变幅适应性强，尾水波动小，维修费用省等优点。但采用常规消力池结构时，为形成完整水跃，消力池池长往往较长，池深也较深，导致土石方开挖量和混凝土浇筑量较大，增加了工程投资。因此，如何在有限的长度内有效保证水跃的发生，并保证消力池内水流的流态，是减少消力池工程量、降低工程投资的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种折坡扩散消力池，以期达到避免空蚀对结构的破坏、增加水流进入消力池的宽度以降低单宽流量、增大消力池进口弗劳德数以增大消力池消能率、改善消力池内水流流态、降低消力池的长度及深度、降低工程量、节省工程投资的目的。

本实用新型的技术方案如下：

一种折坡扩散消力池，该折坡扩散消力池采用折坡扩散段将溢洪道及消力池衔接；前述的折坡扩散段包括折坡扩散段边墙和折坡扩散段底板，该折坡扩散段边墙上游与溢洪道边墙相接，下游与消力池边墙相接；前述的折坡扩散段底板上游与溢洪道底板相接，下游与消力池底板相接。

进一步的，在前述的折坡扩散段首部设置掺气坎。

进一步的，前述的折坡扩散段尾部采用反弧段与消力池底板相切衔接。

进一步的，在前述的反弧段位置设置差动式挑流鼻坎，挑流鼻坎表面采用弧形。

进一步的，在消力池尾部设置尾坎。

采用该消力池结构，具有以下效果：

①折坡扩散段的设置能较好的适应地形的变化，减少基础开挖量，同时扩大了水流进入消力池的宽度，增大了消力池进口弗劳德数，降低单宽流量，提高消力池消能率。

②折坡扩散段首部设置掺气坎，可以对溢洪道下泄水流进行充分掺气，避免高速下泄水流对结构产生空蚀破坏。

③折坡扩散段尾部设置挑流鼻坎，下泄水流受挑流鼻坎作用，向上形成一定的角度，与上部水流相互作用加强紊动扩散，增大了消力池内水体旋滚、摩擦消能，进一步提高单宽消能率。

④降低消力池内跃后共轭水深，从而降低消力池的长度以及深度，减少工程量，降低工程投资。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖面图；

图3是图1中的B-B剖面图。

附图标记说明：1-溢洪道边墙；2-折坡扩散段边墙；3-消力池边墙；4-溢洪道底板；5-折坡扩散段底板；6-反弧段；7-挑流鼻坎；8- 消力池底板；9-消力池尾坎；10-掺气坎。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型是一种折坡扩散消力池，主要包括以下构件：溢洪道边墙1，折坡扩散段边墙2，消力池边墙 3，溢洪道底板4，折坡扩散段底板5，反弧段6，挑流鼻坎7，消力池底板8，消力池尾坎9，掺气坎10。其具体设计方案如下：

①折坡扩散消力池采用折坡扩散段将溢洪道及消力池衔接：折坡扩散段边墙2上游与溢洪道边墙1相接，下游与消力池边墙3相接；折坡扩散段底板5上游与溢洪道底板4相接，下游与消力池底板8相接。折坡扩散段的设置，可以更好的适应地形的变化，减少基础开挖量，并增加了下泄水流进入消力池的宽度，增大了消力池进口弗劳德数，这样可以降低单宽流量、增大消力池的消能率。

②折坡扩散段首部设置掺气坎10，可以对下泄水流进行充分掺气，避免高速下泄水流对结构产生空蚀破坏。

③折坡扩散段尾部采用反弧段6与消力池底板8相切衔接，其中反弧段7的圆弧半径为R，R＝(4～10)h(h为校核洪水位闸门全开时反弧最低处的水深，可根据能量公式进行计算得出，流速大时，应取大值)。

④在反弧段6位置设置差动式挑流鼻坎7，挑流鼻坎7表面采用弧形，圆弧半径r(0.4R～0.7R)，向上形成一定的夹角α(α角度宜在 15°与40°之间，流速大时，应取小值)，改变水流流动方向，使底层水流与上部水流相互作用加强紊动扩散，增加消力池内水体的旋滚、摩擦消能。

⑤消力池尾部设置消力池尾坎9，增加消力池内消能水体，有利于降低水跃长度。

当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种折坡扩散消力池，其特征在于：该折坡扩散消力池采用折坡扩散段将溢洪道及消力池衔接；所述折坡扩散段包括折坡扩散段边墙(2)和折坡扩散段底板(5)，该折坡扩散段边墙(2)上游与溢洪道边墙(1)相接，下游与消力池边墙(3)相接；所述折坡扩散段底板(5)上游与溢洪道底板(4)相接，下游与消力池底板(8)相接。

2.根据权利要求1所述的折坡扩散消力池，其特征在于：在所述折坡扩散段首部设置掺气坎(10)。

3.根据权利要求1所述的折坡扩散消力池，其特征在于：所述折坡扩散段尾部采用反弧段(6)与消力池底板(8)相切衔接。

4.根据权利要求3所述的折坡扩散消力池，其特征在于：在所述反弧段(6)位置设置差动式挑流鼻坎(7)，挑流鼻坎(7)表面采用弧形。

5.根据权利要求3所述的折坡扩散消力池，其特征在于：在消力池尾部设置消力池尾坎(9)。

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