碰撞式組合底流消能工結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種碰撞式組合底流消能工結構，其包括一級泄流槽、二級泄流槽、消力池、消力池尾坎以及下游護坦，所述泄槽隔墻置于所述一級泄流槽內，所述二級泄流槽設于所述一級泄流槽與所述消力池之間，所述消力池尾坎以及下游護坦順序連接所述消力池，所述一級泄流槽尾部與所述消力池存在高程差，所述二級泄流槽的尾端設有挑坎。相對于現有底流消能工結構，本實用新型的新型組合底流消能工結構改變了泄流曲線，通過將部分下泄主流上挑，并與主流發生碰撞，加劇了水流流態的紊動，避免水流直接沖擊消力池底板，在提高消能效率的同時，減小了消力池內的水流脈動，保障了泄流建筑物的安全運行及使用壽命，可廣泛應用于不同流量、不同形式的泄流。
【專利說明】碰撞式組合底流消能工結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及泄洪消能設施領域，特別涉及一種適用于大型水利工程的二級泄流槽碰撞消能的新型碰撞式組合底流消能工結構。
【背景技術】
[0002]底流消能是利用水躍進行流態轉變及消剎能力的一種消能形式，底流消能不受地基限制，且具有流態穩定、霧化影響小等優點，但其射流臨底，底部水流水力學指標很高，而且消力池底需建護坦，因此是一種耗費較大的消能設施。
[0003]由于常規消能方式在應用過程中存在一定的局限性，因此，為提高底流消能工結構消能率，水利工作者常采用設置輔助消能工的方案，例如專利號CN201512774U中國實用新型專利公開了一種底孔泄洪消能結構，實用新型中在底孔出口端設置了折流墩。挑流消能是通過挑流鼻坎將高速下泄水射流導入到遠離壩址的區域，形成挑流消能。挑流射流在空中摻氣、擴散并相互碰撞，消除部分能量，進入下游水面后，在水體內擴散，并與兩側水體發生剪切作用進行消能。
[0004]結合挑流消能的特點，專利號CN101538841A的中國專利在底流消能工結構基礎上公開了一種消力池內的差動式挑流消能工，在消力池內設置三角形挑坎完成輔助消能。
[0005]雖然這些輔助消能工能夠取得一定的效果，但布置方案的確定較為復雜且容易產生空蝕或遭撞擊破壞，另外，這些措施弓I起的回流對壩址威脅較大。
[0006]因此，如何提高底流消能工結構消能率，解決底板水力學指標與高水頭、大單寬流量之間的矛盾，使其應用于大型水利工程是目前底流消能研究的關鍵點，也是本實用新型的直接出發點。
[0007]綜上所述，提供一種碰撞式組合底流消能工結構，成為本領域技術人員亟待解決的問題。
[0008]公開于該實用新型【背景技術】部分的信息僅僅旨在加深對本實用新型的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
實用新型內容
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種適用于大型水利工程的二級泄流槽碰撞消能的新型碰撞式組合底流消能工結構，以克服傳統底流消能工結構的不足。
[0010]為了達到上述目的，本實用新型提供一種碰撞式組合底流消能工結構，所述碰撞式組合底流消能工結構包括一級泄流槽、二級泄流槽、消力池、消力池尾坎以及下游護坦，所述二級泄流槽設于所述一級泄流槽與所述消力池之間，所述消力池尾坎以及下游護坦順序連接所述消力池，所述一級泄流槽尾部與所述消力池存在高程差，所述二級泄流槽包括溢流曲面和末端挑坎。
[0011]優選地，所述的組合式底流消能工包括泄槽隔墻，所述泄槽隔墻設置于所述的一級泄流槽內，并將所述一級泄流槽按照水流方向分成多個部分，便于形成水流多股下瀉方式。
[0012]優選地，所述二級泄流槽的末端挑坎為連續型挑坎。
[0013]優選地，所述二級泄流槽的末端挑坎為差動型挑坎。
[0014]優選地，所述二級泄流槽的溢流曲面與所述一級泄流槽的末端平滑連接。
[0015]優選地，所述溢流曲面的表面曲線為拋物線
【權利要求】
1.一種碰撞式組合底流消能工結構，所述碰撞式組合底流消能工結構包括一級泄流槽(1)、二級泄流槽(3)、消力池(4)、消力池尾坎(5)以及下游護坦(6)，所述二級泄流槽(3)設于所述一級泄流槽(1)與所述消力池(4)之間，所述消力池尾坎(5)以及下游護坦(6)順序連接所述消力池(4)，其特征在于，所述一級泄流槽(1)尾部與所述消力池(4)存在高程差，所述二級泄流槽(3)包括溢流曲面和末端挑坎。
2.根據權利要求1所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述的組合式底流消能工包括泄槽隔墻(2)，所述泄槽隔墻(2)設置于所述的一級泄流槽(1)內，并將所述一級泄流槽(1)按照水流方向分成多個部分，便于形成水流多股下泄方式。
3.根據權利要求1所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的末端挑坎為連續型挑坎。
4.根據權利要求1所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的末端挑坎為差動型挑坎。
5.根據權利要求1所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的溢流曲面與所述一級泄流槽(1)的末端平滑連接。
6.根據權利要求5所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述溢流曲面的表面曲線為拋物線7 = +以*其中，坐標原點取一級泄流槽(1)的末端，以水平指向下游2 Vv為X軸正向，豎直向下為y軸正向；g為重力加速度；vx為X點處的流速。
7.根據權利要求6所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的長度(L)的范圍為2P~3P，其中，P為所述一級泄流槽(1)的末端到消力池(4)底板的高度。
8.根據權利要求7所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的底面與所述消力池(4)的底板重合，所述末端挑坎的高度(h)為L/8~L/4，所述末端挑坎的挑角為45度。
9.根據權利要求8所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述末端挑坎的形狀為反弧形，所述反弧形的半徑R為~lOtv h0為所述一級泄流槽(1)末端的水深。
10.根據權利要求4所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述差動型挑坎包括高坎和低坎，所述高坎的高度h為L/8~L/4，所述高坎的挑角為45度，所述低坎挑角為35~45度，所述挑坎的坎寬匕^ hk，hk為所述尾端挑坎的坎頂水深的鉛直投影高度。
11.根據權利要求1~10任一項所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的溢流曲面表面為連續的平滑曲面。
12.根據權利要求1~10任一項所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述二級泄流槽(3)的溢流曲面表面設置有隔墩，將所述溢流曲面設置成間隔型曲面。
13.根據權利要求2所述的碰撞式組合底流消能工結構，其特征在于，所述泄槽隔墻(2)延長至所述二級泄流槽(3)的尾部，所述泄槽隔墻(2)設有流線型尾部，所述流線型尾部伸出所述二級泄流槽(3)的末端，所述流線型尾部的長度a為所述泄槽隔墻(2)厚度的1.5~2倍。
【文檔編號】E02B8/06GK203514274SQ201320597834
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】戴會超, 鄭鐵剛, 張培培, 楊文俊, 牛志攀 申請人:中國長江三峽集團公司