一种跌水消能装置的制作方法

本发明属于水利建筑设计技术领域，尤其属于水力消能设备设计技术领域，特别涉及一种跌水消能装置。

背景技术：

在实际水利工程中，由于地形地质的原因，跌水广泛地存在于各个引水渠道、自然沟渠，以及泄水坝下，由于跌水具有长期性，破坏的持续性，因此令很多设计者和管理者感到头痛。目前设计的跌水样式比较多，如阶梯式跌水消能措施，筛网式跌水消能措施。这些治理跌水有一定的消能措施，但是这些措施比较复杂，造价也高，不能满足需要一般，还有较多问题需要解决。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足公开了一种跌水消能装置。本发明要解决的问题是提供一种结构更简单，适应性更好，应用更广泛，更经济的跌水消能装置。

本发明通过以下技术方案实现：

跌水消能装置，包括跌水下方的消能池，其特征在于：所述消能池沿水流方向纵向剖面为上口大下口小的梯形槽结构，消能池中布设大小任意的乱石，消能池的两侧边墙均有排水口，排水口由梯形槽上口贯通梯形槽侧边墙至消能池底部。

所述消能池的下游出口与排水系统连接，且下游出口高程高于排水系统。

所述乱石布满消能池三分之二以上容积。

所述排水口位于消能池跌水落水区两侧边墙。

通常可按系列方式计算设计：梯形槽距跌坎边缘的距离和槽下游铺石宽度为b₁＝0.1p，该部分不会受到跌水的冲击，不需要消能；梯形槽顶的宽度b₂＝10h₁，上述高宽比能够完全能够承接跌下的水流，有利于消能；槽底宽b₃＝(2-5)h₁，上述宽度形成边坡稳定，有利于梯形槽结构稳固，槽深为h₂＝0.5q^0.5p^0.3，h₃＝(0.1-0.2)h₂，上述深度设计结构给水流足够的缓冲空间，上面铺满乱石不会对槽形成破坏；其中，q是水流的单宽流量，单位为米²/秒，p是跌水坎的高度，单位为米，h₁为坎上水深，h₂为槽深，单位为米，h₃为槽上部高，单位为米，b₁为梯形槽距跌坎边缘的距离和槽下游铺石宽度，单位为米，b₂为梯形槽顶的宽度，单位为米，b₃为槽底宽，单位为米。

本发明有益性，本发明装置在跌水下方设置一个上口大下口小的梯形消能池，在跌水下方的消能池里面堆满任易大小的乱石，乱石直径大致在0.1-1m，以消能池能装下和便于运输为宜，用以消除水流对消能池破坏的能量，消能池的两边留有缺口作为排水口，让水流出，减少消能池中卵石浮力，及时排水消能，同时也可以在没有水流时放干消能池中水流，方便清理和免生长微生物。

附图说明

图1是本发明装置俯视平面示意图；

图2是图1中A1-A1截面结构示意图；

图3是图1中A2-A2截面结构示意图。

图中，1-过流渠道，2-跌坎，3-消能池底部，4-下游排水系统，5-排水口，6-消能池两侧边墙，7-乱石，8-跌水水流，9-水流方向。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。

结合图1至图3。

跌水消能装置，包括跌水下方的消能池，消能池沿水流方向9纵向剖面为上口大下口小的梯形槽结构，消能池中布设大小任意的乱石7，消能池的两侧边墙6均有排水口5，排水口5由梯形槽上口贯通梯形槽侧边至消能池底部3。

消能池的下游出口与排水系统4连接，且下游出口高程高于排水系统4。乱石7布满消能池三分之二以上容积。排水口5位于消能池跌水落水区两侧边墙6。

如图1所示，图1是本发明装置俯视平面示意图。图中，在过流渠道1中箭头为水流方向9，在过流渠道1跌水水流8下方设置有消能池，本例消能池上口为矩形，消能池下游出口与排水系统4连接，再消能池两侧边墙6均有排水口5，消能池中布设大小任意的乱石7。

如图2所示，图2是图1中A1-A1截面结构示意图；即消能池中部沿水流方向9截面结构示意图。消能池截面为上口大下口小的梯形槽结构，消能池中布设大小任意的乱石7，跌水水流8下方设置有消能池，消能池的下游出口与排水系统4连接，且下游出口高程高于排水系统4。

如图3所示，图3是图1中A2-A2截面结构示意图，即消能池边墙沿水流方向9截面结构示意图。排水口5位于消能池跌水落水区两侧边墙6。

本例按下列方式计算：梯形槽距跌坎边缘的距离和槽下游铺石宽度为b₁＝0.1p，梯形槽顶的宽度b₂＝10h₁，槽底宽b₃＝(2-5)h₁，槽深为h₂＝0.5q^0.5p^0.3，h₃＝(0.1-0.2)h₂；其中，q是水流的单宽流量，单位为米²/秒，p是跌水坎的高度，单位为米，h₁为坎上水深，h₂为槽深，单位为米，h₃为槽上部高，单位为米，b₁为梯形槽距跌坎边缘的距离和槽下游铺石宽度，单位为米，b₂为梯形槽顶的宽度，单位为米，b₃为槽底宽，单位为米。

某跌坎p为5m高，其单宽流量q为1m/s，坎上水深h₁为0.5m,那么槽深度h₂为0.81m，槽上部高为0.1米，消能槽距跌坎边缘的距离b₁为0.5m，b₂为消能槽顶的宽度5m，底宽取1米，槽下游铺石宽度为0.5m，槽底宽b₃为1米。