一种适用于陡坡梯形明渠排水的跌水式消能工结构的制作方法

本实用新型属于水利及电力工程水工建筑物领域，特别涉及一种适用于陡坡梯形明渠排水的跌水式消能工结构。

背景技术：

在水利灌溉和火电厂泄、排水工程中，采用梯形明渠输水是常见的方式之一。在山区和丘陵地区修建明渠泄、排水工程时，可利用自然地形形成渠道的纵坡实现输水功能，但当天然纵坡较大或渠道两端落差较大，使得明渠内水流流速较大，形成急流时，必将对渠道底部和边坡砌体造成冲刷，严重时可导致渠道两岸边坡塌陷，因此必须采取消能防冲的工程措施来改善渠道内的水流状态。

水利及火电厂工程泄、排水的基本消能方式有底流消能、挑流消能、面流消能以及戽流消能等。急流水渠下接跌水消力池，一般能使高速来流大部分动能在池内得到消耗，这属于底流消能的范畴。底流消能的特点是通过水跃，将急流转变为缓流，消除多余动能的消能方式，其实质上是水跃消能。对于跌坎型的底流消能，因跌坎出口为射流，具有射流和水跃流混合流动的特征，如果跌水消力池结构不合理，水流经消能后仍存在较大的动能或紊动动能，则会在消力池出水口产生较严重的冲刷坑，同时在消力池中极易产生立轴漩涡、回流和颤跌水流，以致出池水流不平稳，在下游渠道断面两边坡上的流速仍偏大，仍可能造成下游渠道岸坡和底部的冲刷。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于陡坡梯形明渠排水的跌水式消能工结构，该结构能够使得水流消能充分，达到水流缓流，水面较平稳的效果。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适用于陡坡梯形明渠排水的跌水式消能工结构，包括设置在上游明渠和下游明渠之间的消力池，所述消力池的底宽大于跌水宽度且为上游明渠底宽的3-5倍，所述消力池的上部斜坡与所述下游明渠的斜坡平顺相接。

在所述消力池内设有间隔设置的多个消力墩，所述消力墩的高度高于最大流速层的设计高度。

在所述消力池内末端设置有尾坡。

所述尾坡的坡度为1：1.5～3。

所述上游明渠设有与所述消力池相接的上游平坡段，所述下游明渠设有与所述消力池相接的下游平坡段。

本实用新型具有的优点和积极效果是：通过采用底宽大于跌水宽度且为上游明渠底宽的3-5倍、上部斜坡与下游明渠斜坡平顺相接的消力池，使下泄水流产生的水跃表面旋滚，并与中间层主流之间发生强烈紊动、剪切和掺混作用，使得大部分动能消耗在水流内部的紊动中，以及水流与空气的摩擦上，故消能充分，达到水流缓流，同时消力池内无回流，并于较短的距离内使消能工泄放的水流平稳地与下游水流衔接。

附图说明

图1是本实用新型的平面图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图2的Ⅰ-Ⅰ剖面图；

图4是图2的Ⅱ-Ⅱ剖视图。

图中：1、上游明渠，1-1、上游平坡段，2、消力池，2-1、尾坡，3、下游明渠，3-1、下游平坡段，4、消力墩。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图4，一种适用于陡坡梯形明渠排水的跌水式消能工结构，包括设置在上游明渠1和下游明渠3之间的消力池2，所述消力池2的底宽B1大于跌水宽度且为上游明渠也是下游明渠底宽B0的3-5倍，所述消力池2顺着下游明渠的斜坡下切开挖，使所述消力池2的上部斜坡与所述下游明渠3的斜坡平顺相接，从而消除了消力池2内的回流。

在本实施例中，为了进一步提高水流的消能效果，在所述消力池2内设有间隔设置的多个消力墩4，所述消力墩4的高度高于最大流速层的设计高度，以实现阻流消能的效果。在所述消力池2内末端设置有尾坡2-1。所述尾坡2-1的坡度为1：1.5～3。所述上游明渠1设有与所述消力池2相接的上游平坡段1-1，以减缓进入消力池2的下泄水流速度，所述下游明渠3同样设有与所述消力池2相接的下游平坡段3-1，有利于消力池内泄放的水流平顺的进入下游渠道。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。