镂空底板收缩式消能方法及消能工的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种镂空底板收缩式消能方法，采用收缩式消能工挑流，其特征是将收缩式消能工的底板设置成镂空底板，即只在消能工前段设置底板，在消能工余段不设置底板，使未设置底板的部分水体的下缘也与大气相通，有自由水面。本发明还公开了相应的消能工体形。本发明通过对传统收缩式消能工底板的改进，形成具有镂空底板的收缩式消能工，使未设置底板的部分其水体下缘能与大气相通，达到了既提高消能率又削弱雾化的目的。
【专利说明】镂空底板收缩式消能方法及消能工
【技术领域】
[0001]本发明属于水利水电工程泄洪消能领域，涉及一种泄洪消能方法及消能工。
【背景技术】
[0002]在水利水电枢纽中，挑流消能应用十分普遍，当坝高泄量大时，挑流消能的消能效果好，布置亦简单，也可节省投资。然而，当高坝大流量泄洪的泄洪功率越来越大时，为减小下游护坦或消力塘冲击压力，往往采用收缩式消能工。传统的收缩式消能工鼻坎一般由底板I和两侧边墩2组成，形成非收缩段LI和收缩段L，结构如图1、图2所示。收缩式消能工借助边墩侧壁的收缩，迫使水流变形，增强紊动和掺气，形成竖向向上和纵向拉长扩散的挑流流态，分散水舌入水面积，减小单位面积的入水能量，减轻对下游河床的冲刷，但也随之加剧了泄洪雾化。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有缺陷，提供一种消能效果好同时能削弱泄洪雾化的消能方法及相应的消能工。
[0004]为了实现上述发明目的，
本发明的消能方法采用如下技术方案:
一种镂空底板收缩式消能方法，采用收缩式消能工挑流，其特征是将收缩式消能工的底板设置成镂空底板，即只在消能工前段设置底板，在消能工余段不设置底板，使消能工未设置底板部分的水体其下缘也与大气相通，有自由水面。
[0005]本发明的消能工采用如下技术方案:
一种镂空底板收缩式消能工，由底板和两侧边墩组成，具有相互连接的非收缩段和收缩段，其特征是所述底板起始于消能工非收缩段起点，终止于非收缩段终点或非收缩段起点和非收缩段终点之间，消能工收缩段全段不设置底板，消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段。
[0006]一种镂空底板收缩式消能工，由底板和两侧边墩组成,具有相互连接的非收缩段和收缩段，其特征在于所述底板起始于消能工非收缩段起点，终止于收缩段起点和收缩段终点之间，消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段。
[0007]本发明通过对传统收缩式消能工底板设置的改进，在消能工前段保留底板设置，在消能工余段不设置底板，形成具有镂空底板的收缩式消能工，使未设置底板的部分其水体下缘能与大气相通，有自由水面，达到了既提高消能率又削弱雾化的目的。
[0008]本发明的有益效果是:
1、提闻了消能率；
2、两边墩水压力不会因收缩出现大面积高压区，因此边墩受侧向推力不大，更耐用；
3、水舌在纵向拉形很长，但水冠不高，其形状不像鸡冠高耸，而像扫帚低垂拉伸，减小了对下游水垫塘底板的冲击力； 4、消能工孔内流态平稳，不易产生水翅；
5、削弱泄洪雾化，水舌空中消能雾化雨强小，雨区范围高程低，缩小了雾化灾害防治
区；
6、仅通过对底板的改动来实现，操作简单，易于实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为传统收缩式消能工结构的剖面图。
[0010]图2为传统收缩式消能工结构的平面图。
[0011]图3为实施例一使用的收缩式消能工的A-A剖视图。
[0012]图4为实施例一使用的收缩式消能工的B-B剖视图。
[0013]图5为实施例一使用的收缩式消能工的C-C剖视图。
[0014]图6为实施例一的挑流水舌水面线示意图。
[0015]图7为实施例二使用的收缩式消能工的A-A剖视图。
[0016]图8为实施例二使用的收缩式消能工的B-B剖视图。
[0017]图9为实施例二使用的收缩式消能工的C-C剖视图。
[0018]图10为实施例二的挑流水舌水面线示意图。
【具体实施方式】
[0019]实施例一
一种镂空底板收缩式消能方法，采用收缩式消能工挑流，收缩式消能工的底板设置成镂空底板。如图3-图5所示为镂空底板收缩式消能工的结构，其由底板I和两侧边墩2组成，具有相互连接的非收缩段LI和收缩段L。底板I起始于消能工非收缩段LI的起点(以消能工与弧形门3的连接点为非收缩段LI的起点，弧形门3示意连接大坝泄洪口和消能工的闸门)，终止于消能工非收缩段LI的起点和非收缩段LI的终点之间，即在收缩式消能工前段设置有底板，在消能工余段不设置底板。这里的消能工前段指起始于消能工非收缩段LI的起点，终止于消能工非收缩段LI的起点和非收缩段LI的终点之间的一段，消能工余段指除上述消能工前段之外的消能工部分。消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段L2。这样，位于镂空段L2的水体上下缘均能与大气相通，有自由水面。
[0020]图6所示为采用实施例一的方法形成的挑流水舌水面线示意图，水舌下缘起始于镂空段L2的起点，没有底板与之接触。图中镂空段底部所示倾斜的影阴线并不表示底板，而是结构受力所需所画示意线，表示受力的其他结构，但是水舌下缘不与之接触。由图6可见，由于镂空段无底板，水舌下缘形成低垂拉伸，水舌在纵向拉形很长，但水冠不高，即减小了对下游水垫塘底板的冲击力，又减小了水舌空中消能雾化雨强，雨区范围高程低，削弱了雾化现象。
[0021]实施例二
一种镂空底板收缩式消能方法，采用收缩式消能工挑流，收缩式消能工的底板设置成镂空底板。如图7-图9所示为镂空底板收缩式消能工的结构，其由底板I和两侧边墩2组成，具有相互连接的非收缩段LI和收缩段L。底板I起始于消能工非收缩段LI的起点(以消能工与弧形门3的连接点为消能工非收缩段LI的起点，弧形门3示意连接大坝泄洪口和消能工的闸门)，终止于消能工收缩段L的起点和收缩段L的终点之间，即在消能工前段设置底板，在消能工的余段不设置底板。这里的消能工前段指起始于消能工非收缩段LI的起点，终止于消能工收缩段L的起点和收缩段L的终点之间的一段，消能工余段指除上述消能工前段之外的消能工部分。消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段L2。这样，位于镂空段L2的水体上下缘均能与大气相通，有自由水面。形成的挑流水舌水面线如图10所示，同样，水舌下缘形成低垂拉伸，水舌在纵向拉形很长，但水冠不高，即减小了对下游水垫塘底板的冲击力，又减小了水舌空中消能雾化雨强，雨区范围高程低，削弱了雾化现象。
[0022] 实施例三
本实施例的镂空底板收缩式消能工的结构与实施例一的结构大致相同，唯一的区别在于底板I起始于消能工非收缩段LI的起点，终止于消能工非收缩段LI的终点，即消能工非收缩段LI的全段设有底板，消能工收缩段L的全段不设底板，消能工收缩段L即镂空段L2。
【权利要求】
1.一种镂空底板收缩式消能方法，采用收缩式消能工挑流，其特征是将收缩式消能工的底板设置成镂空底板，即只在消能工前段设置底板，在消能工余段不设置底板，使消能工未设置底板部分的水体其下缘也与大气相通，有自由水面。
2.如权利要求1所述的镂空底板收缩式消能方法，其特征在于所述消能工前段指消能工的非收缩段。
3.如权利要求1所述的镂空底板收缩式消能方法，其特征在于所述消能工前段指起始于消能工非收缩段起点终止于收缩段起点和收缩段终点之间的一段。
4.如权利要求1所述的镂空底板收缩式消能方法，其特征在于所述消能工前段指起始于消能工非收缩段起点终止于非收缩段起点和非收缩段终点之间的一段。
5.一种镂空底板收缩式消能工，由底板和两侧边墩组成，具有相互连接的非收缩段和收缩段，其特征是所述底板起始于消能工非收缩段起点，终止于非收缩段终点或非收缩段起点和非收缩段终点之间，消能工收缩段全段不设置底板，消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段。
6.一种镂空底板收缩式消能工，由底板和两侧边墩组成，具有相互连接的非收缩段和收缩段，其特征在于所述底板起始于消能工非收缩段起点，终止于收缩段起点和收缩段终点之间，消能工未设置底板的部分形成水体下缘与大气相通的镂空段。
【文档编号】E02B8/06GK103835270SQ201410097655
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】周辉, 吴时强, 吴修锋, 周杰, 戴江玉, 樊新建, 王芳芳 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院