一種穩(wěn)流減磨消力池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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兩條或多條泄洪洞出口共用一個消力池。對于二洞或多洞合一的消力池,其運行方式多樣,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,不同運行方式和運行條件下消力池的水力特點差別巨大。要保證在不同運行工況下,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)計原理相同,即工程設(shè)計中通常按單寬流量的大小根據(jù)水躍消能理論進行設(shè)計,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,共同進入同一個消力池。這種消力池在單洞泄洪時消力池內(nèi)流態(tài)不對稱,水流嚴重偏流,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。同時不對稱的水力特征容易引起消力池內(nèi)發(fā)生渦漩流動,對于多砂河流,消力池內(nèi)的旋渦流動勢必加劇底板的磨損,從而增加消力池池底發(fā)生磨蝕破壞的風(fēng)險。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實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消力池單開運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]在本實用新型的實施例中,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,分別用于與兩條泄洪洞出口連接;兩個漸變段均呈漸擴狀布置;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行時回流區(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,頂部兩角為圓角。
[0007]進一步,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)消能坎的長度相等;整流池平面縱向采取等寬或漸擴布置;整流池的長度等于0.5?1.0倍的連續(xù)消能坎的長度。
[0009]進一步,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坦。
[0010]進一步,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)相比本實用新型的有益效果是:有利于單洞運行時在消力池內(nèi)形成完整水躍,增強消能效果,消除或顯著減弱消力池內(nèi)的旋流流動,同時對于下泄含沙水流的情況,可以減少回流區(qū)泥沙沉積,從而降低旋流帶動泥沙對消力池底板磨蝕破壞風(fēng)險。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型兩洞合一消力池的平面結(jié)構(gòu)示意圖;
[0013]圖2是本實用新型兩洞合一消力池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0015]參圖1至圖2所示,圖1是本實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是本實用新型穩(wěn)流減磨消力池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]本實施例提供了一種穩(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;消力池的尾坎4后設(shè)有下游護坦;下游護坦與尾坎4之間反坡相接;漸變段I包括兩個,分別用于與兩條泄洪洞出口連接;兩個漸變段I均呈漸擴狀布置,洞出口對稱漸擴,中下游段可根據(jù)布置需要采用分段非對稱漸擴,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行時(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]在本實施例中,水躍消能段2的深度、寬度和長度可根據(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]本實施例提供的穩(wěn)流減磨消力池有利于單洞運行時在消力池內(nèi)形成完整水躍,增強消能效果,消除或顯著減弱消力池內(nèi)的旋流流動,降低了消力池底板磨蝕破壞風(fēng)險,同時能減少了回流區(qū)泥沙沉積,從而能有效的減小消力池池深,降低工程造價,同時利于排沙。
[0019]在本實施例中,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,頂部兩角為圓角,以防局部發(fā)生水流空化。
[0020]在本實施例中,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