第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能0103.ppt

1、第9章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能,1、问题：高速下泄水流对河床的冲刷,2、任务：消除下泄水流多余的能量,3、解决办法： 能量转化,底流式消能,挑流式消能,面流式消能,常用消能措施：,1、底流式消能（underflow energy dissipation）,2、挑流式消能(ski-jump energy dissipation),3、面流式消能(surface flow energy dissipation),下图采用消能戽是一种底流和面流结合应用的实例。,9.1 底流消能的水力计算,主要内容：,1、控制断面水深hc的计算,2、水跃位置与形式的判别,3、消能池的设计,一、控制断面水深hc

2、的计算,1、推导：利用能量方程（E.E）,2、计算方法： 试算图解法 迭代计算 查图法,P2,令,对于矩形断面可采用查图法：,两边同除以hk,代入上式,令,上式转化为:,利用附图1求解收缩水深和跃后水深,二、水跃的位置与形式及其对消能的影响,临界式水跃,远驱式水跃,淹没水跃,平底闸孔下游三种水跃衔接形式的示意图,三、消能池的水力计算, 降低护坦高程消力池的设计,1、特点：降低护坦高程；,2、设计内容： 池深d； 池度Lk；,3、池深d的确定：,3、池深d的确定：,消能条件,几何条件,出口能量条件,确定池深d的步骤：,1、根据设计流量Q设，初估一个初始值d1；,2、计算,3、根据 确定 和 ；,

3、4、计算 ；,5、计算 ；,6、比较 ； 较大时，重新假设d进行试算，重复步骤26，直到 满足要求。,粗略估算：,4、消能池长度Lk的确定：,Lk（0.70.8）Lj,5、消能池设计流量的确定：,1）池深设计流量的确定：,2）池长设计流量：, 在护坦末端设置消能坎所形成的消能池,主要内容：,1、确定坎高c；,2、确定池长Lk；,特点: E0保持不变; 坎后水流的衔接;,1、坎高c的设计,1) 满足的条件:,消能要求:,几何要求:,出池能量条件: 看成折线型或曲线型实用堰,出池能量条件:,坎的流量系数;,坎后淹没系数;,自由出流;,查表9.2;,2) c的计算步骤:,Qd,E0,hc,hc,H1

4、0, H1,校核,出流,一级坎设计合理: A,试算坎高: B,A:坎后水流衔接校核，,设第二级坎；,End；,B: 试算坎高，,，A,，B,2、消能池长Lk的计算,Lk（0.70.8）Lj,3、设计流量的确定,在不同流量范围内假定不同的流量，确定不同c，取较大值。, 综合式消能池,设计：先按坎后产生临界水跃设计c，降低c值，由c和H1确定d, 辅助消能工,目的：加剧扩散，紊动，混掺，,方法：趾墩，消能墩，尾槛等, 下游防护,组成：护坦，海漫， 齿墙等,2、挑流式消能(ski-jump energy dissipation),9.2 挑流消能的水力计算,主要任务是：挑坎型式，确定挑坎高程、反弧半径和挑射角，计算挑流射程和下游冲刷坑深度。,一、挑流消能水力计算,1）挑流射程的计算 2）冲坑深度的计算 3）挑坎的设计,1）挑流射程的计算,1、射程 L0 的计算公式,2、水下射程 L1,其中，ts 为冲刷坑的深度。,2）冲刷坑