[實(shí)用新型]壩面消能工

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320562560.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203475400U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建平;吳小明;陳文龍;何用;何貞俊;蘇波;張金明;范群芳;呂文斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): E02B8/06
• 分類(lèi)號(hào): E02B8/06
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44253
• 代理人: 郭曉桂

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及溢流壩結(jié)構(gòu)，特別是一種溢流壩的壩面消能工。

背景技術(shù)

水壩，是攔截江河渠道水流以抬高水位或調(diào)節(jié)流量的擋水建筑，其具有形成水庫(kù)，抬高水位、調(diào)節(jié)徑流、集中水頭，用于防洪、供水、灌溉、水力發(fā)電、改善航運(yùn)等作用，但水壩泄洪時(shí)水流高度集中，必須采取有效的消能方式對(duì)下泄的水流進(jìn)行消能，否則，下泄洪流產(chǎn)生的巨大水能會(huì)對(duì)下游河床及周邊環(huán)境造成不良影響。

在現(xiàn)有的消能方式中，通過(guò)修造壩面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行消能是相當(dāng)有效的方式，例如，傳統(tǒng)的壩面常修造成糙率很小的光滑曲面，下泄水流90%以上的能量被輸送到壩面末端集中進(jìn)行底流消能，但采用底流消能時(shí)所需的消力池既深又長(zhǎng)，消能防沖設(shè)施工程量大、造價(jià)高。

為此，如圖1、圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了將壩面修造成內(nèi)凹式連續(xù)階階梯狀、或者外凸式不連續(xù)階梯狀的消能方式，其中，內(nèi)凹式連續(xù)階梯消能工多用于坡度較陡的壩面上，外凸式不連續(xù)階梯消能工多用于坡度較緩的壩面上。通過(guò)階梯對(duì)水流產(chǎn)生破碎作用，加劇了水流紊動(dòng)和邊界層的發(fā)展，使壩面階梯上出現(xiàn)沿水平軸漩轉(zhuǎn)的橫向含氣漩渦，主流受其襯墊，掠過(guò)各階梯末端，逐步形成表面有摻氣水舌、底部有穩(wěn)定含氣漩滾的階梯壩面典型流態(tài)——滑掠水流，水流能量通過(guò)摻氣、漩滾間的剪切作用和連續(xù)跌坎造成的強(qiáng)烈摻混作用得到消散，大大增加了壩面的消能率，從而減少下游余能，改善下游消力池的消能壓力，有利于減少消力池的長(zhǎng)度和深度，節(jié)省工程投資。但這兩種臺(tái)階狀的壩面消能工10，尚有不足之處：1、當(dāng)單寬流量較大時(shí)，水舌厚度比臺(tái)階100高度大，摻氣及穩(wěn)定漩滾發(fā)生的位置靠下，滑掠水流發(fā)展不充分，致使消能效率低下；2、對(duì)于中低壩、壩面流程短的情況，甚至無(wú)法形成穩(wěn)定的滑掠水流，不能體現(xiàn)出壩面階梯消能的優(yōu)勢(shì)；3、即使在正常運(yùn)行條件下，該消能工亦有一定的優(yōu)化提升空間，進(jìn)一步減少下游消力池的工程量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種消能效果更好的壩面消能工。

本實(shí)用新型所述的壩面消能工，包括呈階梯狀分布在傾斜壩面上的多個(gè)凸臺(tái)組，每個(gè)凸臺(tái)組具有多個(gè)獨(dú)立的凸臺(tái)，上下相鄰的凸臺(tái)組的凸臺(tái)相錯(cuò)位，凸臺(tái)的頂面與壩面接合的區(qū)域略微下凹，凸臺(tái)頂面的前緣為圓弧形。

本實(shí)用新型在傾斜的壩面由上至下呈階梯狀設(shè)置多個(gè)凸臺(tái)組，上下相鄰的凸臺(tái)組的凸臺(tái)錯(cuò)位分布且其頂面的前緣呈圓弧形，其與現(xiàn)有的平直的階梯消能工相比，圓弧形的前緣能有效增加摻氣長(zhǎng)度，增大了水流和空氣的接觸面，使泄流水舌表面摻氣更充分，底緣含氣漩滾更加穩(wěn)定和完整，另外，凸臺(tái)頂面與壩面的接合區(qū)域微凹，如同微型消力塘，形成的水墊層可減少跌流沖擊，防止壩面空化；泄洪時(shí)部分水流經(jīng)同一凸臺(tái)組中相鄰的凸臺(tái)之間的壩面分散下泄，部分水流則跌落在凸臺(tái)頂面之后呈扇形散開(kāi)，向兩側(cè)散開(kāi)的水流與相鄰的凸臺(tái)上形成的扇形分散流碰撞摻混，消去部分能量后，跌落至下一個(gè)凸臺(tái)組，逐步形成表面有摻氣水舌、底部有穩(wěn)定含氣漩滾、局部有水流分散和碰撞消能的滑掠分散破碎水流，其可更有效地提高壩面消能效率。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的臺(tái)階狀壩面消能工的俯視圖。

圖2是圖1沿A-A方向的剖視圖。

圖3、圖5是本實(shí)用新型的俯視圖。

圖4是圖3沿B-B方向的剖視圖。

圖6是圖5的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

如圖3至6所示，所述的壩面消能工，包括呈階梯狀分布在傾斜壩面1上的多個(gè)凸臺(tái)組，每個(gè)凸臺(tái)組具有多個(gè)獨(dú)立的凸臺(tái)2，上下相鄰的凸臺(tái)組的凸臺(tái)2相錯(cuò)位，凸臺(tái)2的頂面與壩面接合的區(qū)域略微下凹，凸臺(tái)2頂面的前緣為圓弧形。其與現(xiàn)有的平直的階梯消能工相比，圓弧形的前緣能有效增加摻氣長(zhǎng)度，增大了水流和空氣的接觸面，使泄流水舌表面摻氣更充分，底緣含氣漩滾更加穩(wěn)定和完整，另外，凸臺(tái)2頂面與壩面1的接合區(qū)域微凹，如同微型消力塘，形成的水墊層可減少跌流沖擊，防止壩面空化；泄洪時(shí)部分水流經(jīng)同一凸臺(tái)組中相鄰的凸臺(tái)2之間的壩面分散下泄，部分水流則跌落在凸臺(tái)頂面之后呈扇形散開(kāi)，向兩側(cè)散開(kāi)的水流與相鄰的凸臺(tái)2上形成的扇形分散流碰撞摻混，消去部分能量后，跌落至下一個(gè)凸臺(tái)組，逐步形成表面有摻氣水舌、底部有穩(wěn)定含氣漩滾、局部有水流分散和碰撞消能的滑掠分散破碎水流，其可更有效地提高壩面消能效率。

為進(jìn)一步提高壩面消能工的消能效率，所述的凸臺(tái)頂面的前部可設(shè)置為向上翹起。