1泄水建筑物消能剖析
37页1、泄水建筑物消能,天然河道中的水流多为缓流。当修建闸、坝等泄水建筑物后,下泄的水流具有很高的流速,动能很大。因此,需要修建泄流及消能措施。,设单宽流量:,水头:,则单宽河床上的能量为:,选择及设计适当的消能措施,使在下游较短距离内消除余能,并使下泄的高速水流安全地转变为下游的正常缓流,保证建筑物安全。,泄水建筑物下游水流的消能方式,葛洲坝底流消能,新安江挑流消能,富春江面流消能,底流式消能,底流式消能,是指在建筑物下游采取一定工程措施, 控制水跃发生的位置,通过水跃产生的表面旋滚和强烈的紊动以达到消能的目的。,多用于水闸、中小型溢流坝或地质条件 较差的各类泄水建筑物。,挑流式消能,挑流式消能,是利用下泄水流所挟带的巨大能量,因势利导将水流挑射至远离建筑物下游,使下落水舌对河床的冲刷不会危及建筑物安全。,多用于中高水头泄水建筑物。,面流式消能,当下游水深较大而且比较稳定时,可采取措施将下泄的高速水流导向下游水流的上层,主流与河床之间由巨大的底部旋滚隔开,避免高速主流对河床的冲刷。由于衔接段中高速主流位于表层,故称面流式消能。,多用于河床防冲能力较差情况。,综合式消能,消能戽:底流+面流消能
2、,泄水建筑物下游收缩断面水深的计算,底流消能的收缩断面水深计算,设流速系数,对矩形断面:,因此,计算 hc 需进行试算。,例 某分洪闸如图所示,底坎为曲线型低堰,泄洪单宽流量qc=11m3/sm,流速系数=0.90。计算其下游收缩断面处的水深hc。,解:,其中:,。,取01,则,已知 =0.90,故有,可采用试算法、迭代法或图解法计算 hc,依题意有:,hc=1.127m,泄水建筑物下游水跃的位置与形式及其对消能的影响,水跃发生的位置取决于坝趾收缩断面水深 hc的共轭水深hc”与下游水深ht的相对大小。,临界式水跃,远驱式水跃,淹没式水跃,淹没系数:,上述水跃位置与形式判别方法对闸孔出流情况仍然适用。,从消能效果看:,(2)临界式水跃所需护坦长度虽然较短LK=Lj,但这种 衔接极不稳定。,(1)远驱式水跃最为不利。因为在远驱式水跃条件 下,所需护坦长度为:,控制水跃位置的工程措施消能池的水力计算,降低护坦高程所形成的消能池,粗略估算时,可采用:,19,池深 d 的计算公式 :,d =j hc1(ht+z),池深 d 的近似计算公式:,(2)消能池长度LK的计算,(3)消能池设计流量的选
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