本发明涉及一种挡水坝，尤其是涉及一种设置有泄洪表孔的挡水坝，属于水利水电工程建筑物设计建造技术领域。
背景技术：
表孔挑流消能作为重力坝常用的一种较为经济的消能方式广泛应用于全球水电工程，但常规的表孔挑流消能往往在下游容易形成范围较大的冲坑，这种冲坑有可能影响到大坝或者下游边坡的稳定。因此，实际工程中研究了表孔+窄缝挑流消能、表孔+差动式消能等，但是每种消能方式均存在一定的应用限制。因此，有必要研究更多的表孔挑流消能方式适应多种多样的工程条件。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种消能效果好，消能后下泄水流流态优良的设置有泄洪表孔的挡水坝。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种设置有泄洪表孔的挡水坝，包括挡水坝本体，在所述的挡水坝本体上设置有所述的泄洪表孔，所述的挡水坝还包括复合挑坎消能结构，在每一孔所述的泄洪表孔上均设置有所述的复合挑坎消能结构；泄洪消能过程中，从所述泄洪表孔下泄的高速水流在所述复合挑坎消能结构的配合下分隔成至少两股下泄出水，通过该泄洪表孔高速下泄的水流在各股出水的配合下改变下泄水流流态的同时消除其中大部分的能量。
进一步的是，所述的复合挑坎消能结构包括主挑坎，所述的主挑坎设置在所述泄洪表孔的出口端内侧，下泄的高速水流在所述泄洪表孔的出口处通过所述的主挑坎向上挑起成为主挑流水舌消除大部分的能量。
上述方案的优选方式是，所述的复合挑坎消能结构还包括副挑坎，所述的副挑坎沿下泄水流的流向设置在所述主挑坎上游侧的泄洪表孔上；在泄洪消能过程中，通过所述副挑坎挑起的分级挑流水舌在空中与通过所述主挑坎向上挑起的主挑流水舌碰撞消除一部分能量的同时改变失能水流的流态。
进一步的是，所述副挑坎在其横截面内的投影呈圆弧楔形结构。
上述方案的优选方式是，所述的挡水坝还包括挡水切流结构，所述的挡水切流结构设置在所述泄洪表孔的输入端上。
进一步的是，所述的挡水切流结构包括切流挡水闸和起闭机械，所述的切流挡水闸通过所述的起闭机械沿竖直方向可往复移动的布置在所述泄洪表孔的输入端上。
上述方案的优选方式是，所述的切流挡水闸包括平板闸门和门槽，所述的门槽镶嵌在泄洪表孔输入端的挡水坝本体内，所述的平板闸门通过所述的起闭机械在所述的门槽内沿竖直方向可往复移动。
本发明的有益效果是：
本技术：
通过在现有的每一孔泄洪表孔上设置所述的复合挑坎消能结构，泄洪消能过程中，从所述泄洪表孔下泄的高速水流在所述复合挑坎消能结构的配合下分隔成至少两股下泄出水，通过该泄洪表孔高速下泄的水流在各股出水的配合下改变下泄水流流态的同时消除其中大部分的能量。这样通过在泄洪表孔内设置的复合挑坎消能结构先将下泄水流分开，然后再使分开的不同股水流之间进行如碰撞、合流以及从不同方向上的缠绕，既可以改善原高速下泄水流的流态，同时又能消去高速下泄水流的能量，达到既消能又不给下游大坝或者下游边坡造成危害的目的。
附图说明
图1为本发明设置有泄洪表孔的挡水坝的剖视结构示意图。
图中标记为：挡水坝本体1、泄洪表孔2、复合挑坎消能结构3、主挑坎4、主挑流水舌5、副挑坎6、分级挑流水舌7、挡水切流结构8、切流挡水闸9、起闭机械10、平板闸门11、门槽12。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的一种消能效果好，消能后下泄水流流态优良的设置有泄洪表孔的挡水坝。所述的挡水坝包括挡水坝本体1，在所述的挡水坝本体1上设置有所述的泄洪表孔2，所述的挡水坝还包括复合挑坎消能结构3，在每一孔所述的泄洪表孔2上均设置有所述的复合挑坎消能结构3；泄洪消能过程中，从所述泄洪表孔2下泄的高速水流在所述复合挑坎消能结构3的配合下分隔成至少两股下泄出水，通过该泄洪表孔2高速下泄的水流在各股出水的配合下改变下泄水流流态的同时消除其中大部分的能量。本申请通过在现有的每一孔泄洪表孔2上设置所述的复合挑坎消能结构3，消能过程中先将从所述泄洪表孔2下泄的高速水流通过所述的复合挑坎消能结构3分成至少两股水流，然后再在该两股水流的配合下改变下泄水流流态的同时消除其中大部分的能量。这样通过在泄洪表孔2内设置的复合挑坎消能结构3先将下泄水流分开，然后再使分开的不同股水流之间进行如碰撞、合流以及从不同方向上的缠绕，既可以改善原高速下泄水流的流态，同时又能消去高速下泄水流的能量，达到既消能又不给下游大坝或者下游边坡造成危害的目的。
为了实现上述的将高速下泄水流分成至少两股，并实现碰撞、合流以及从不同方向上的缠绕的结构有很多种，比如在泄洪表孔2的侧壁上设置侧流孔，通过侧流孔导入与下泄水充交叉的高速水流实现碰撞、合流甚至缠绕的目的，也可以在挡水坝本体上同时设置表孔和深孔，通过表孔导出的水流碰撞从深孔中导出的水流实现碰撞消能，但是上述两种结构，第一种的消能效果有限，第二种的基础结构极为复杂，建造成本十分高昂，尤基是在一些受地形限制的高山峡谷河道上建造时更难实现。而为了简化所述复合挑坎消能结构3，方便后续的建造，以增强其适用性以及获得较好的消能效果，本申请采用的是主挑坎和副挑坎的结构，即所述的复合挑坎消能结构3包括主挑坎4，所述的主挑坎4设置在所述泄洪表孔2的出口端内侧，下泄的高速水流在所述泄洪表孔2的出口处通过所述的主挑坎4向上挑起成为主挑流水舌5消除大部分的能量；所述的复合挑坎消能结构3还包括副挑坎6，所述的副挑坎6沿下泄水流的流向设置在所述主挑坎4上游侧的泄洪表孔2上；在消能过程中，通过所述副挑坎6挑起的分级挑流水舌7在空中与通过所述主挑坎4向上挑起的主挑流水舌5碰撞消除一部分能量的同时改变失能水流的流态，如附图1两股水流在空中撞击会合后的流态，这样不仅结构制造方便，而且两股高速水流空中碰撞，不会造成基础工程如下游大坝、边坡等的危害，又能起到很好的消能作用。此时，为了使分级挑流水舌7的流态更好的实现与主挑流水舌5的碰撞消能，所述副挑坎6在其横截面内的投影呈圆弧楔形结构。
同样的，本申请所述的挡水坝还包括挡水切流结构8，所述的挡水切流结构8设置在所述泄洪表孔2的输入端上；此时，所述的挡水切流结构8包括切流挡水闸9和起闭机械10，所述的切流挡水闸9通过所述的起闭机械10沿竖直方向可往复移动的布置在所述泄洪表孔2的输入端上。所述的切流挡水闸9包括平板闸门11和门槽12，所述的门槽12镶嵌在泄洪表孔2输入端的挡水坝本体1内，所述的平板闸门11通过所述的起闭机械10在所述的门槽12内沿竖直方向可往复移动。
具体来说，本申请上述结构的工作原理为在常规的表孔流道上增加分级挑坎，在泄洪过程中，当泄流量大于一定数值时候，此时需要根据实际工程消能计算取值，流道水深超过分流挑坎前缘时候，上部的流量将通过分流挑坎挑向下游，下部的水流仍通过主挑流挑向下游。分级挑坎高程较高，挑坎以上的水流由于流速较小，挑流的距离较小；主挑坎由于高程较低，挑坎上的流速大，挑流距离大。两股挑射水流在空中形成完全碰撞消能。