本實用新型涉及水力學大壩消能技術領域，尤其涉及一種差動式挑流坎及帶有差動式挑流坎的消力池。

背景技術：

在水利水電工程中，泄洪建筑物是水庫安全的保證，也是發揮工程效益的關鍵。目前針對大單寬流量低弗洛德數(Fr.＜4.5)水躍，主要采用的設計為寬尾墩設計和T型墩消能方案。

T型墩消能方案是借助T型墩及圍坎對水流的分散、撞擊、參混、分割等作用，在坎前形成強迫水躍后，在坎后形成二次旋滾與尾水相接，池內水流與下游退水渠能較好的銜接，流態類似消力戽的水流流態。T型坎與綜合式消力池相比，消能工體積較小且效能利率高，可縮短消力池長度。但當下泄水流中摻雜石塊時，石塊在水流的帶動下易撞擊尾坎引起磨損，消能工破壞之后進行維修難度較大且耗資巨大。

寬尾墩是利用閘墩尾部的急劇加厚，使過水斷面突然收縮，導致水流在在豎面上產生收縮射流，加大了水流入池前的能量消耗。但當上下游水位落差較大時，寬尾墩縱向拉開的下泄水流會集中跌落到較小的區域內，對該區域消力池產生較大的沖擊動壓和沖擊壓力，使該區域損壞嚴重。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種使水流能量迅速耗散，減少對下游的沖刷的差動式挑流坎以及帶有該差動式挑流坎的消力池。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種差動式挑流坎，包括多個相間隔設置在消力池內的坎體；所述坎體的第一端到相對第二端逐步上翹，在所述坎體上形成供水流逐漸上挑通過的呈弧形曲面的迎水面。

優選地，所述坎體的上翹角度為20°-45°。

優選地，多個所述坎體沿所述消力池寬度方向間隔排列。

優選地，所述坎體的寬度為所述消力池寬度的1/10-1/3。

本實用新型還提供一種帶有差動式挑流坎的消力池，包括消力池、以及以上任一項所述的差動式挑流坎；所述差動式挑流坎設置在所述消力池內。

優選地，所述差動式挑流坎的多個坎體沿所述消力池的寬度方向間隔布置其中。

優選地，所述消力池包括池體、與所述差動式挑流坎相對設置在所述池體下游端的尾坎。

優選地，所述坎體的高度為所述尾坎高度的0.5-3倍。

優選地，所述尾坎的迎水面相對水平面向上傾斜。

優選地，所述尾坎的迎水面的傾斜角度為20°-60°。

本實用新型的有益效果：通過差動式挑流坎可降低消力池前段涌浪高度、緩和消力池后段漩滾強度，并防止塊石在消力池內滯留；可提高低弗洛德數(Fr＝1.5-4.5)下泄水流的效能率，并減少對下游的沖刷。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型一實施例的帶有差動式挑流坎的消力池的平面結構示意圖；

圖2是圖1的縱向剖面結構示意圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1、2所示，本實用新型一實施例的帶有差動式挑流坎的消力池，包括消力池1以及差動式挑流坎；差動式挑流坎設置在消力池2內。

其中，差動式挑流坎包括多個間隔布置的坎體2。優選地，多個坎體2沿消力池1的寬度方向間隔排列。消力池1內水流通過時從坎體2的第一端到第二端。

坎體2的第一端到相對第二端逐步上翹，在坎體2上形成呈弧形曲面的迎水面20，供水流逐漸上挑通過。水流經過坎體2時分成兩股水流，第一股水流A(如圖中帶箭頭的實線)沿坎體2的迎水面20上挑，出坎體2后向兩側擴散，同時受慣性作用繼續上挑到最大高度后跌落。第二股水流B(如圖中帶箭頭的虛線)從坎體2之間通過，沿消力池1底部貼底流動，在坎體2尾部位置向兩側擴散，繼續流動至消力池1尾部。

為更好使得坎體2上水流向兩側擴散，并挑流至上層水深位置，坎體2的上翹角度為20°-45°，即第二端相對第一端上挑的角度為20°-45°。

此外，坎體2的寬度為消力池1寬度的1/10-1/3。沿水流前進方向看，坎體2設置在消力池1內的1/4-3/4位置處。

其中，消力池1包括池體11、與差動式挑流坎相對設置在池體11下游端的尾坎12。尾坎12為一整體長條狀結構，沿消力池1的寬度延伸。差動式挑流坎的多個坎體2分別以其寬度方向平行尾坎12長度方向設置。

尾坎12的迎水面121相對水平面向上傾斜，使得水流通過坎體2后，沿著尾坎12的迎水面121上挑前進。如圖2所示，第二股水流B在坎體2尾部位置向兩側擴散，繼續流動至尾坎12后受尾坎12作用上挑，出尾坎12后受慣性作用繼續上挑。

優選地，尾坎12的迎水面121的傾斜角度為20°-60°。

進一步地，坎體2的高度為尾坎12高度的0.5-3倍，保證出坎體2后受慣性作用繼續上挑到最大高度后的水流能夠跌落到尾坎12上，繼續前進。

本實用新型應用時：水流主流進入消力池1，經過坎體2時分成兩股水流，第一股水流A沿坎體2的迎水面20上挑，使坎體2的消力池1上層區域形成強迫水躍，增加效能率，出坎體2后向兩側擴散，同時受慣性作用繼續上挑到最大高度后跌落。第二股水流B從坎體2之間通過，沿消力池1底部貼底流動，在坎體2尾部位置向兩側擴散，繼續流動至消力池1尾部，后受尾坎12作用上挑，出尾坎12后受慣性作用繼續上挑。第一股水流A在跌落過程中與第二股水流B的上挑過程相碰撞，兩股水流互相摻混、能量迅速耗散。

綜上，本實用新型中，通過差動式挑流坎可降低消力池前段涌浪高度、緩和消力池后段漩滾強度，并防止塊石在消力池內滯留；可提高低弗洛德數(Fr＝1.5-4.5)下泄水流的效能率，并減少對下游的沖刷。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。