[發明專利]整流消能跌井裝置

有效

• 申請號: 202110057245.8
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112854151B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王志剛;王金鶴;龔賓;張東;周蓓;吳一紅;張宏偉;張蕊;章晉雄;張文遠
• 申請（專利權）人: 安徽省引江濟淮集團有限公司;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: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 杜萌

本發明涉及一種整流消能跌井裝置，包括：跌坎，跌坎的上游銜接上游來水或支流匯水；消力井，消力井沿水流方向設置在跌坎的下游；消能梁，消能梁沿垂直于水流方向間隔設置在消力井中；尾坎，尾坎沿水流方向設置在消力井的末端；折彎部，折彎部沿水流方向設置在尾坎的下游；整流段，整流段沿水流方向設置在折彎部的下游；消能齒坎，消能齒坎沿垂直于水流方向間隔設置在整流段的底面。本申請提供的上述方案，通過跌坎、消力井、消能梁、尾坎、折彎部、整流段以及消能齒坎的綜合模塊設計，可以明顯減少工程量，同時，通過消力井、消能梁、折彎部以及消能齒坎的聯合作用，可以實現水流機械能的消殺。

技術領域

本發明涉及工程水力學泄洪消能技術領域，特別是涉及一種整流消能跌井裝置。

背景技術

在水利水電工程及航運工程中，時常遇到大落差跌水現象或坡度較陡的河段，為有效控制不利水流流態的影響，減輕水流對河道底坡及邊岸的侵蝕作用，常常需通過工程手段對該河段進行消能降速處理。

一種處理思路為：分散高差，即將河道的水流落差沿河段縱向分散開，通過設置多級跌流消力井將水流所攜帶的能量進行逐級消殺，最終達到消能降速的目標，該技術雖然簡便成熟，在工程中應用廣泛，但該方法最大的弊端是占地面積大，在空間局促時并不適用。

另外一種處理思路為：將水流的能量集中起來后集中處理，通常采用的技術手段是設置跌水+水墊塘組合式消能工，該技術通過跌水結構將水流攜帶大量機械能集中釋放，隨后利用跌水水舌在水墊塘中形成水躍流態，使水體強烈紊動、剪切，并伴隨大量水氣混摻作用實現水流能量的集中消耗。該方法在跌水落差較大，特別是水墊深度偏小的情況下，其跌落水流對水墊塘底板的沖擊力大，水流入水區域附近壓力梯度大，水流紊動強烈，易影響水墊塘底板的穩定性，威脅消能工結構安全。此外，該技術中的水流噪聲相對較大，不宜設置在居民區附近；若布置在支流與主流交匯處附近，受水墊塘水體波動影響，易對下游主流造成較大擾動，需額外增設穩水整流措施。

發明內容

基于此，有必要針對現有的河段消能降速處理裝置工程量大的問題，提供一種整流消能跌井裝置。

本發明提供了一種整流消能跌井裝置，包括：

跌坎，所述跌坎的上游銜接上游來水或支流匯水；

消力井，所述消力井沿水流方向設置在所述跌坎的下游；

消能梁，所述消能梁沿垂直于水流方向間隔設置在所述消力井中；

尾坎，所述尾坎沿水流方向設置在所述消力井的末端；

折彎部，所述折彎部沿水流方向設置在所述尾坎的下游；

整流段，所述整流段沿水流方向設置在所述折彎部的下游；

消能齒坎，所述消能齒坎沿垂直于水流方向間隔設置在所述整流段的底面；

上述整流消能跌井裝置，通過跌坎、消力井、消能梁、尾坎、折彎部、整流段以及消能齒坎的綜合模塊設計，可以明顯減小工程量，同時，通過消力井、消能梁、折彎部以及消能齒坎的聯合作用，可以實現水流機械能的消殺。

在其中一個實施例中，所述消能梁的上表面位于所述跌坎頂部的下方。

在其中一個實施例中，每一層所述消能梁與另一層所述消能梁錯位分布。

在其中一個實施例中，所述消能齒坎沿垂直于水流方向的截面為直角梯形，所述直角梯形上的豎直腰朝向上游，所述直角梯形上的傾斜腰朝向下游。

在其中一個實施例中，所述消能齒坎沿垂直于水流方向等間距布置。

在其中一個實施例中，還包括升坎，所述升坎沿垂直于水流方向通長設置在所述消能齒坎的下游，所述升坎上的斜面朝向上游設置，且所述升坎上的斜面與水流方向的夾角為鈍角。