一種穩(wěn)流減磨消力池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水利水電領(lǐng)域，尤其涉及一種穩(wěn)流減磨消力池。
【背景技術(shù)】
[0002]出于工程布置需要及為了節(jié)省工程投資，現(xiàn)有中高水頭水電站有時(shí)兩條或多條泄洪洞出口共用一個(gè)消力池。對(duì)于二洞或多洞合一的消力池，其運(yùn)行方式多樣，既有兩條洞或多條洞分別單泄，也有兩條洞或多條洞聯(lián)合共同泄，不同運(yùn)行方式和運(yùn)行條件下消力池的水力特點(diǎn)差別巨大。要保證在不同運(yùn)行工況下，消力池都具有良好的水流流態(tài)和理想的消能效果有一定難度。
[0003]現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)中無論是兩洞或多洞合一的消力池，還是單洞消力池在，其體型設(shè)計(jì)原理相同，即工程設(shè)計(jì)中通常按單寬流量的大小根據(jù)水躍消能理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，兩條泄洪洞經(jīng)過一段分開的漸變段后，在消力池首上游即交匯在一起，共同進(jìn)入同一個(gè)消力池。這種消力池在單洞泄洪時(shí)消力池內(nèi)流態(tài)不對(duì)稱，水流嚴(yán)重偏流，泄洪洞關(guān)閉側(cè)的回水壅高，容易翻入泄洪側(cè)漸變段，影響泄洪水流水躍的發(fā)展和穩(wěn)定，惡化水流流態(tài)，降低消能效果。同時(shí)不對(duì)稱的水力特征容易引起消力池內(nèi)發(fā)生渦漩流動(dòng)，對(duì)于多砂河流，消力池內(nèi)的旋渦流動(dòng)勢(shì)必加劇底板的磨損，從而增加消力池池底發(fā)生磨蝕破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種穩(wěn)流減磨消力池，以解決現(xiàn)有技術(shù)中兩條或多條泄洪洞共用一個(gè)消力池單開運(yùn)行工況下不易形成穩(wěn)定水躍、消能效果欠佳、不利有旋流及消力池出口水流不均等問題。
[0005]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，提供了一種穩(wěn)流減磨消力池，包括:漸變段、水躍消能段、整流段；漸變段的首部用于連接泄洪洞出口，尾部與水躍消能段的首部連接；水躍消能段呈方形或逐漸變寬的梯形布置；整流段設(shè)于水躍消能段下游并與消力池的尾坎連接；消力池的尾坎為斜坡式；漸變段包括兩個(gè)，分別用于與兩條泄洪洞出口連接；兩個(gè)漸變段均呈漸擴(kuò)狀布置；漸變段的底板高程沿直線降低，漸變段的前端與泄洪洞出口底板等高，末端與水躍消能段的底板平齊；兩個(gè)漸變段的中部及尾部由中導(dǎo)墻隔開；中導(dǎo)墻為直墻式，其首端與兩個(gè)漸變段內(nèi)側(cè)邊墻交匯處相接，尾端設(shè)于水躍躍頭下游；中導(dǎo)墻頂部高程高于單洞運(yùn)行時(shí)回流區(qū)水面高程；水躍消能段的前端設(shè)有淹沒式消旋隔流墩，消旋隔流墩呈縱向布置；消旋隔流墩的前端與中導(dǎo)墻的尾端連接。
[0006]進(jìn)一步，消旋隔流墩的高度大于下泄主流深度，消旋隔流墩的頂部低于躍后水面；消旋隔流墩斷面形狀為矩形，頂部?jī)山菫閳A角。
[0007]進(jìn)一步，水躍消能段末端設(shè)有一道斷面形狀為梯形的連續(xù)消能坎；連續(xù)消能坎緊靠消旋隔流墩末端；連續(xù)消能坎的迎水面呈反坡型，坡比為1:0.5?1.1 ;連續(xù)消能坎的高度為消力池池深的1/3?1/4。
[0008]進(jìn)一步，連續(xù)消能坎及尾坎之間設(shè)有整流池；整流池的首部寬度與連續(xù)消能坎的長(zhǎng)度相等；整流池平面縱向采取等寬或漸擴(kuò)布置；整流池的長(zhǎng)度等于0.5?1.0倍的連續(xù)消能坎的長(zhǎng)度。
[0009]進(jìn)一步，還包括設(shè)于消力池的尾坎后并與該尾坎反坡相接的下游護(hù)坦。
[0010]進(jìn)一步，整流段的前端高程與消力池的尾坎頂部高程平齊，整流段尾端高程與下游的地面高程平齊；整流段的反坡坡度范圍為1/10?1/200。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是:有利于單洞運(yùn)行時(shí)在消力池內(nèi)形成完整水躍，增強(qiáng)消能效果，消除或顯著減弱消力池內(nèi)的旋流流動(dòng)，同時(shí)對(duì)于下泄含沙水流的情況，可以減少回流區(qū)泥沙沉積，從而降低旋流帶動(dòng)泥沙對(duì)消力池底板磨蝕破壞風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型兩洞合一消力池的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型兩洞合一消力池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]參圖1至圖2所示，圖1是本實(shí)用新型兩洞合一的穩(wěn)流減磨消力池的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型穩(wěn)流減磨消力池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]本實(shí)施例提供了一種穩(wěn)流減磨消力池，包括:漸變段1、水躍消能段2及整流段；漸變段I的首部用于連接泄洪洞出口，尾部與水躍消能段2的首部連接；水躍消能段2呈方形或逐漸變寬的梯形布置；整流段設(shè)于水躍消能段2下游并與消力池的尾坎4連接；消力池的尾坎4為斜坡式，尾坎4坡度可按1:1設(shè)計(jì)；消力池的尾坎4后設(shè)有下游護(hù)坦；下游護(hù)坦與尾坎4之間反坡相接；漸變段I包括兩個(gè)，分別用于與兩條泄洪洞出口連接；兩個(gè)漸變段I均呈漸擴(kuò)狀布置，洞出口對(duì)稱漸擴(kuò)，中下游段可根據(jù)布置需要采用分段非對(duì)稱漸擴(kuò)，但需保證變角處不發(fā)生水流分離或出現(xiàn)水翅；漸變段I的底板高程沿直線降低，漸變段I的前端與泄洪洞出口底板等高，末端與水躍消能段2的底板平齊。兩個(gè)漸變段I的中部及尾部由中導(dǎo)墻5隔開；中導(dǎo)墻5為直墻式，其首端與兩個(gè)漸變段I內(nèi)側(cè)邊墻交匯處相接，尾端設(shè)于水躍躍頭下游；中導(dǎo)墻5頂部高程高于單洞運(yùn)行時(shí)(消力池泄洪消能控制工況下)回流區(qū)水面高程。中導(dǎo)墻寬度需滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求即可。水躍消能段2設(shè)有淹沒式消旋隔流墩隔流墩6，消旋隔流墩6呈縱向布置；消旋隔流墩6的前端與中導(dǎo)墻5的尾端連接。
[0017]在本實(shí)施例中，水躍消能段2的深度、寬度和長(zhǎng)度可根據(jù)泄洪功率來確定，以保證池內(nèi)能形成完整水躍，消除水流主要能量，出口流態(tài)平穩(wěn)。
[0018]本實(shí)施例提供的穩(wěn)流減磨消力池有利于單洞運(yùn)行時(shí)在消力池內(nèi)形成完整水躍，增強(qiáng)消能效果，消除或顯著減弱消力池內(nèi)的旋流流動(dòng)，降低了消力池底板磨蝕破壞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能減少了回流區(qū)泥沙沉積，從而能有效的減小消力池池深，降低工程造價(jià)，同時(shí)利于排沙。
[0019]在本實(shí)施例中，消旋隔流墩6的高度約大于下泄主流水深，消旋隔流墩6頂部低于躍后水面；消旋隔流墩6斷面形狀為矩形，頂部?jī)山菫閳A角，以防局部發(fā)生水流空化。
[0020]在本實(shí)施例中，水躍消能段2末端設(shè)有一道斷面形狀為梯形的連續(xù)消能坎3 ;連續(xù)消能坎3緊靠消旋隔流墩6末端；連續(xù)消能坎3的迎水面為反坡型，坡比為1:0.5?1.1 ;連續(xù)消能坎3的高度為消力池池深的1/3?1/4。連續(xù)消能坎3具體位置需通過試驗(yàn)確定，既不宜太靠前而引起主流直接頂沖消能坎導(dǎo)致流態(tài)惡化，也不宜太靠后而