專利名稱：輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種輸水洞洞內(nèi)消能結(jié)構(gòu)，主要用于水利水電工程泄洪消能建筑 物，特別是流速高、上游水位變幅大的水利水電工程。
背景技術(shù)：
輸水工程，大部分時段在高水位、小開度的工況下運(yùn)行，閘門出口水流流速較高， 為了滿足不同的上游水位及輸水量情況下，下游輸水管道水流的穩(wěn)定性，要求經(jīng)下游消能 后水流或水位平穩(wěn)，因此消能必須充分。目前在國內(nèi)，針對輸水規(guī)模較小的工程，最常見的 是采用消能閥消能形式，而對于輸水規(guī)模較大的工程，消能閥投資及運(yùn)行維護(hù)就顯得不夠 優(yōu)越，而采用常規(guī)的消力池消能又很難達(dá)到不同水位、流量情況下，出池水流或水位的平 穩(wěn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的問題提供一種結(jié)構(gòu)簡單、消能 效果好的輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，保證不同流量下出池水位的穩(wěn)定，以達(dá)到降低水面波動， 確保水面平穩(wěn)的目的。本實用新型所采用的技術(shù)方案是輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，具有上游輸水管道和 下游輸水隧洞，其特征在于所述上游輸水管道出水口處布置工作閘室，工作閘室下游側(cè)依 次布置下拋物線形泄槽和消力池與下游輸水隧洞連通，所述消力池內(nèi)部靠近下游側(cè)設(shè)置穩(wěn) 水消波格柵，尾部設(shè)置差動式尾坎。所述下游輸水隧洞進(jìn)水口處設(shè)置穩(wěn)水消波格柵。位于消力池內(nèi)部的穩(wěn)水消波格柵為一層，位于下游輸水隧洞進(jìn)水口處的穩(wěn)水消波 格柵布置成若干層。所述差動式尾坎由一組相互間隔的高坎和低坎組成。本實用新型的有益效果是本實用新型在消力池尾部設(shè)置差動式尾坎(高坎和低 坎組成)，能夠很好的適應(yīng)不同流量的水流，降低了坎前后的水位差，提高了輸水工程洞內(nèi) 消能的效率，同時，由于水躍消能消力池上部水體基本為水汽混合物，水流在過差動式尾坎 后可有效的將氣體濾出，大大減少了隧洞的進(jìn)氣量；布置在消力池中的穩(wěn)水消波格柵，可有 效的降低消力池內(nèi)的水面波動，并增加消能效率；布置于下游隧洞進(jìn)口前的穩(wěn)水消波格柵， 能夠有效降低水面波動，確保水面平穩(wěn)，且起到消窩梁的作用，降低了吸氣漩渦發(fā)生的可能 性。

圖1是本實用新型平面布置圖。圖2是本實用新型剖面圖。圖3是本實用新型水流流態(tài)示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，為改進(jìn)輸水工程洞內(nèi)消力池的消能效率，經(jīng)過理論分析，并通過 試驗驗證，提出了“消力池+差動式尾坎+穩(wěn)水消波格柵”消能組合形式，很好的達(dá)到了消 能的預(yù)期目的。本實施例結(jié)構(gòu)布置在上游輸水管道1和下游輸水隧洞9之間，其中上游輸 水管道1出水口處布置工作閘室2，用于控制泄流量，工作閘室2下游側(cè)依次布置下拋物線 形泄槽3和消力池4，消力池4作為水流消能的主要承載體，其尾部設(shè)置差動式尾坎，本例中 差動式尾坎由一組相互間隔的高坎6和低坎7組成，可以滿足不同流量下過坎水流跌落均 較小，所述消力池4內(nèi)部和下游輸水隧洞9進(jìn)水口處設(shè)置穩(wěn)水消波格柵8 (其中位于消力池 內(nèi)部的穩(wěn)水消波格柵為一層，位于下游輸水隧洞進(jìn)水口處的穩(wěn)水消波格柵布置成若干層)， 進(jìn)一步平穩(wěn)水流，同時降低吸氣漩渦發(fā)生的可能性。本實例的水流泄洪流態(tài)示意見圖3，簡述如下1)經(jīng)工作閘室2控制的水流A經(jīng)泄槽3下泄至消力池4，該段為泄流段H。2)沿泄槽3下泄的水流A，在消力池4中形成旋滾B，達(dá)到消能效果，在水流向下游 行進(jìn)至消力池4內(nèi)的穩(wěn)水消波格柵8時，穩(wěn)水消波格柵8產(chǎn)生消能降低水面波動的作用，即 在該位置形成水流流態(tài)C ；在小流量情況下，利用高坎6在消力池4內(nèi)形成足夠水深，達(dá)到 消能充分的效果，同時由于小流量下游水位較低，水流在過坎時利用低坎7過流，降低了過 坎前后的水位差E ；在大流量時由于下游水位較高，高坎6和低坎7處于淹沒狀態(tài)，消力池 4消能達(dá)到要求，過坎后水位差E也較小。差動式尾坎處形成D水流，并在過坎過程中將大 量氣泡濾出。從泄槽3末端至差動式尾坎末端范圍為消能區(qū)I。3)水流D，在坎后水流E仍有一定的水面差，且水流有一定的行進(jìn)流速，在穩(wěn)水區(qū) J范圍、下游輸水隧洞9進(jìn)水口處布置有穩(wěn)水消波格柵8，水流波動在穩(wěn)水消波格柵8的作 用下，波動F得到了有效的降低，形成較為平穩(wěn)的水面，通過下游輸水隧洞9將水流下泄即 水流G。此外穩(wěn)水消波格柵8還有效的降低了下游輸水隧洞9進(jìn)口吸氣漩渦的發(fā)生。由于輸水量的變化，導(dǎo)致下游水位即穩(wěn)水區(qū)J的水位變幅較大，而穩(wěn)水消波格柵8 為固定式，因此為了滿足不同的泄流要求，穩(wěn)水區(qū)J的穩(wěn)水消波格柵8可根據(jù)實際情況布置 多層，以達(dá)到穩(wěn)水消波之要求。消力池4規(guī)模尺寸、高坎6和低坎7的高程、消力池4中及穩(wěn)水區(qū)穩(wěn)水消波格柵8 的布置及型式，是新型的輸水洞洞內(nèi)消能工設(shè)計成敗的關(guān)鍵，一般需要經(jīng)過相關(guān)的水力計 算，并經(jīng)模型試驗研究加以確定。
權(quán)利要求1.一種輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，具有上游輸水管道(1)和下游輸水隧洞(9)，其特征在 于所述上游輸水管道(1)出水口處布置工作閘室O)，工作閘室( 下游側(cè)依次布置下拋 物線形泄槽(3)和消力池(4)與下游輸水隧洞(9)連通，所述消力池內(nèi)部靠近下游側(cè) 設(shè)置穩(wěn)水消波格柵(8)，尾部設(shè)置差動式尾坎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，其特征在于所述下游輸水隧洞(9) 進(jìn)水口處設(shè)置穩(wěn)水消波格柵(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，其特征在于位于消力池內(nèi)部 的穩(wěn)水消波格柵(8)為一層，位于下游輸水隧洞(9)進(jìn)水口處的穩(wěn)水消波格柵(8)布置成 右干層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，其特征在于所述差動式尾坎由一 組相互間隔的高坎(6)和低坎(7)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、消能效果好的輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，保證不同流量下出池水位的穩(wěn)定，以達(dá)到降低水面波動，確保水面平穩(wěn)的目的。解決該問題的技術(shù)方案是輸水洞洞內(nèi)消能工結(jié)構(gòu)，具有上游輸水管道和下游輸水隧洞，其特征在于所述上游輸水管道出水口處布置工作閘室，工作閘室下游側(cè)依次布置下拋物線形泄槽和消力池與下游輸水隧洞連通，所述消力池內(nèi)部靠近下游側(cè)設(shè)置穩(wěn)水消波格柵，尾部設(shè)置差動式尾坎。本實用新型主要適用于水利水電工程泄洪消能建筑物，特別是流速高、上游水位變幅大的水利水電工程。
文檔編號E02B8/06GK201873973SQ20102061192
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者姜忠見, 戚海峰, 楊志勇, 湯旸, 汪振, 郎玲芳 申請人:中國水電顧問集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院