[發明專利]斜井式泄洪洞的側壁摻氣坎和出口潛水挑流坎的消能方法

有效

• 申請號: 201210108132.7
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102619200A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 董興林;楊開林;李福田;付輝;郭新蕾;王濤;郭永鑫
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 袁建水

1.一種斜井式泄洪洞的側壁摻氣坎和出口潛水挑流坎的消能工，所述的斜井式泄洪洞包括：入水口，所述入水口與斜井連接，所述的斜井與出水洞連接，所述的斜井與出水洞的連接處為反弧段，所述反弧段的起始處的底板上設置帶有通氣管的主摻氣坎，其特征在于，在所述主摻氣坎的上游的兩側壁設置相對而立的一對分別帶有通氣管的側摻氣坎；所述的出水洞的出口的位置設置在河道的洪水水位之下，所述出水洞的出口與所述河道水流的夾角小于90度并沿泄洪水流的方向擴大，形成喇叭形，所述出水洞的出口處底板上設置帶有通氣管的沿所述河道水流方向和所述泄洪水流方向逐漸抬起的潛水挑流坎。

2.根據權利要求1所述的消能工，其特征在于，所述的側摻氣坎的通氣管，由主管和連接主管上的支管組成，所述的主管的進氣口設置在側摻氣坎的頂部，所述支管的出氣口設置在側摻氣坎的背水面；所述側摻氣坎的挑射角≤15度；兩個側摻氣坎之間的過流面積不小于0.65倍的斜井截面積。

3.根據權利要求1或2所述的消能工，其特征在于，所述的潛水挑流坎的通氣管聯通沿潛水挑流坎的背水面設置，所述通氣管的進氣口設置在所述河道的最高洪水水位之上，并在潛水挑流坎的背水面均勻排列多個出氣口。

4.根據權利要求3所述的消能工，其特征在于，所述的潛水挑流坎沿所述河道水流的挑射角小于15度，沿所述泄洪水流的挑射角≤30度。

5.一種使用權利要求4所述消能工的消能方法，所述方法的步驟如下：

水流通過入水口進入斜井；

水流接近斜井底部時，通過所述主摻氣坎，在主摻氣坎后產生負壓吸允的大量空氣，由高速水流帶到反弧段的末端形成水氣墊層，以抑制發生空蝕，導致對鋼筋混凝土底板的破壞；

水流經過反弧段進入出水洞，在出水洞出口水流應與河道水流小于90度的角度流入河道；

其特征在于：

所述在斜井中的水流在經過主摻氣坎之前，流經側摻氣坎，水流在側摻氣坎背水面產生立軸渦流和負壓，所述負壓經通氣管吸收大量洞頂空氣，摻入水中形成水汽墊層，保證下游主摻氣坎兩側壁不發生空蝕，同時側摻氣坎產生的立軸渦流也起到一定的消能作用；

所述出水洞中的水流流出出水洞，與所述河道中的水流匯合，使河道中的水流在出水洞流出的水流高速射流的拖曳下，在出水洞潛水挑流坎作用下，挑流水舌的下方產生水平軸順時針的漩渦流，并通過通氣管摻入大量空氣，在所述挑流水舌上方產生水平軸逆時針的漩渦流，進行紊動剪切作用，提高消能率，減輕對河道的沖刷。