使水流在适当位置产生水跃以消杀能量的消能措施。泄水建筑物下游的急流在收缩断面紧下游产生完整水跃,通过旋滚、掺气、摩擦、撞击等作用消耗能量,以减轻对下游河床和两岸的冲刷。常用于水头不太高、地质条件较差的情况。底流消能具有运行可靠,消能效果较好,下游流态稳定,涌浪较小,对河床及两岸的淘刷较轻,对通航发电影响较小,基本无雾化等很多优点
使水流在适当位置产生水跃以消杀能量的消能措施。泄水建筑物下游的急流在收缩断面紧下游产生完整水跃,通过旋滚、掺气、摩擦、撞击等作用消耗能量,以减轻对下游河床和两岸的冲刷。常用于水头不太高、地质条件较差的情况。底流消能具有运行可靠,消能效果较好,下游流态稳定,涌浪较小,对河床及两岸的淘刷较轻,对通航发电影响较小,基本无雾化等很多优点;但土石方开挖量和混凝土浇筑量一般都较大。
底流消能示意图
设计底流消能工时,首先要进行水力计算以判断水流衔接状态。若为远驱水跃,为了缩短保护段的范围,必须采取工程措施,如设置消力池、综合消力池、消力槛等,促使水流在收缩断面紧下游产生临近水跃(见图);若水跃淹没度过大,也应采取相应措施,如斜坡消力池等,以减少淹没度。在某些特殊情况下,也可采用多级消力池形式。为了进一步消除剩余能量,保护底部及边墙,一般还须设置海漫和防冲槽等保护措施。有关水跃的水力计算、消力池深度及池长的确定等,参见水跃、消力池及护坦。
当单宽流量较大,水头较低,佛汝德数Fi较小时,水跃消能效果较差。为提高消能效果,可以布置一些辅助消能工。但当池首流速超过16~18米/秒时,辅助消能工易于遭受空蚀破坏和泥沙磨损,其工作不够可靠。
苏联萨彦舒申斯克(СаяНО-шушенcк)重力拱坝的深孔泄洪道,最大水头约250米,是目前水头最高的底流消能型式之一。巴基斯坦曼格拉(Mangla)枢纽的主溢洪道,最大设计单宽流量约207米3·秒-1·米-1,是目前单宽流量最大的底流消能型式之一。中国长江上的葛洲坝二江泄水闸也采用底流消能,实际通过最大单宽流量为130米3·秒-1·米-1。
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