[發(fā)明專利]碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310445059.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103498451A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴會(huì)超;鄭鐵剛;張培培;楊文俊;牛志攀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): E02B8/06
• 分類號(hào): E02B8/06
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及泄洪消能設(shè)施領(lǐng)域，特別涉及一種適用于大型水利工程的二級(jí)泄流槽碰撞消能的新型碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

底流消能是利用水躍進(jìn)行流態(tài)轉(zhuǎn)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(tài)穩(wěn)定、霧化影響小等優(yōu)點(diǎn)，但其射流臨底，底部水流水力學(xué)指標(biāo)很高，而且消力池底需建護(hù)坦，因此是一種耗費(fèi)較大的消能設(shè)施。

由于常規(guī)消能方式在應(yīng)用過程中存在一定的局限性，因此，為提高底流消能工結(jié)構(gòu)消能率，水利工作者常采用設(shè)置輔助消能工的方案，例如專利號(hào)CN201512774U中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種底孔泄洪消能結(jié)構(gòu)，發(fā)明中在底孔出口端設(shè)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(dǎo)入到遠(yuǎn)離壩址的區(qū)域，形成挑流消能。挑流射流在空中摻氣、擴(kuò)散并相互碰撞，消除部分能量，進(jìn)入下游水面后，在水體內(nèi)擴(kuò)散，并與兩側(cè)水體發(fā)生剪切作用進(jìn)行消能。

結(jié)合挑流消能的特點(diǎn)，專利號(hào)CN101538841A的中國(guó)專利在底流消能工結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上公開了一種消力池內(nèi)的差動(dòng)式挑流消能工，在消力池內(nèi)設(shè)置三角形挑坎完成輔助消能。

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(fù)雜且容易產(chǎn)生空蝕或遭撞擊破壞，另外，這些措施引起的回流對(duì)壩址威脅較大。

因此，如何提高底流消能工結(jié)構(gòu)消能率，解決底板水力學(xué)指標(biāo)與高水頭、大單寬流量之間的矛盾，使其應(yīng)用于大型水利工程是目前底流消能研究的關(guān)鍵點(diǎn)，也是本發(fā)明的直接出發(fā)點(diǎn)。

綜上所述，提供一種碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于大型水利工程的二級(jí)泄流槽碰撞消能的新型碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)，以克服傳統(tǒng)底流消能工結(jié)構(gòu)的不足。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)，所述碰撞式組合底流消能工結(jié)構(gòu)包括一級(jí)泄流槽、二級(jí)泄流槽、消力池、消力池尾坎以及下游護(hù)坦，所述二級(jí)泄流槽設(shè)于所述一級(jí)泄流槽與所述消力池之間，所述消力池尾坎以及下游護(hù)坦順序連接所述消力池，所述一級(jí)泄流槽尾部與所述消力池存在高程差，所述二級(jí)泄流槽包括溢流曲面和末端挑坎。

優(yōu)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(shè)置于所述的一級(jí)泄流槽內(nèi)，并將所述一級(jí)泄流槽按照水流方向分成多個(gè)部分，便于形成水流多股下瀉方式。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的末端挑坎為連續(xù)型挑坎。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的末端挑坎為差動(dòng)型挑坎。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的溢流曲面與所述一級(jí)泄流槽的末端平滑連接。

優(yōu)選地，所述溢流曲面的表面曲線為拋物線其中，坐標(biāo)原點(diǎn)取一級(jí)泄流槽的末端，以水平指向下游為x軸正向，豎直向下為y軸正向；g為重力加速度；v_x為x點(diǎn)處的流速。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的長(zhǎng)度L的范圍為2P～3P，其中，P為所述一級(jí)泄流槽的末端到消力池底板的高度。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的底面與所述消力池的底板重合，所述末端挑坎的高度h₁為L(zhǎng)/8～L/4，所述末端挑坎的挑角為45度。

優(yōu)選地，所述末端挑坎的反弧半徑R為6h₀～10h₀，h₀為所述一級(jí)泄流槽末端的水深。

優(yōu)選地，所述差動(dòng)型挑坎包括高坎和低坎，所述高坎的高度h₁為L(zhǎng)/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b₁≈h_k，h_k為所述尾端挑坎的坎頂水深的鉛直投影高度。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的溢流曲面表面為連續(xù)的平滑曲面。

優(yōu)選地，所述二級(jí)泄流槽的溢流曲面表面設(shè)置有隔墩，將所述溢流曲面設(shè)置成間隔型曲面。

優(yōu)選地，所述泄槽隔墻延長(zhǎng)至所述二級(jí)泄流槽的尾部，所述泄槽隔墻設(shè)有流線型尾部，所述流線型尾部伸出所述二級(jí)泄流槽的末端，所述流線型尾部的長(zhǎng)度a為所述泄槽隔墻厚度的1.5～2倍。

本發(fā)明的有益效果為：