[实用新型]一种加强水跃消能的消力池结构

说明书

本实用新型公开了一种加强水跃消能的消力池结构，包括泄槽底板（1）和消力池底板（3），泄槽底板两侧设有泄槽边墙（2），消力池底板两侧设有消力池边墙（4）；泄槽底板与消力池底板之间经趾坎（5）连接；泄槽边墙与消力池边墙相接位置设有通气井（6）；通气井底部设有进气孔（7）；消力池底板中部设有消能坎（8），消力池边墙紧挨消能坎下游侧设有边墙贴角（9）；消力池底板末端设有尾坎（10）；消力池边墙末端设有出口贴角（11）。本实用新型可降低消力池底板脉动压力，避免底板破坏；可避免消力池底板及边墙空蚀空化破坏；提高消力池的消能功率，缩短常规消力池的长度及深度；可避免出池水流冲刷岸坡，减少两侧岸坡的防护工程量。

技术领域

本实用新型涉及一种加强水跃消能的消力池结构，属于水利水电工程技术领域。

背景技术

对于解决大坝的消能防冲问题，工程中普遍采用的消能方式有挑流消能、面流消能、底流消能等，这些消能方式各有各的特点：挑流消能工的优点是结构比较简单，容易建造，工程费用较低，消能效果较好，能减少下游防护措施，但在泄洪过程中，下泄水流所含的大部分能量需要通过下游河床消减，长时间作用下会使下游河床形成一个较大的冲坑，对大坝整体结构产生不利影响，并且挑流泄洪过程中，下游往往会出现严重的雾化现象，对两岸山体的安全稳定构成威胁，并对下游居民的生活产生不利影响；面流消能的优点在于水流主流集中在表层，底部的水流流速不大，对河床的冲刷影响较小，但面流消能的表层水流流速较大，下泄水流在下游造成水面紊动剧烈，对下游岸坡掏刷严重，导致边坡防护的费用较高；底流消能的优点在于水流水流波动小，消能效率较高，尾水波动小，适应于各种水文地质条件，但工程量及投资较大。

底流消能通常采用消力池对下泄水流消能，消力池是促使泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施，可以消除水流的多余能量，通过采取相应的消能、防冲设施，保护河床及岸坡，虽然消力池的适用性及取得的效果较好，但是常规消力池仍然存在邻底流速大、底板脉动压强较大、底板稳定性较差、掺气效果差易发生空蚀空化破坏等技术问题，而且为形成完整的水跃消能，消力池的深度及长度往往较大，导致消力池开挖及填筑工程量较大，不利于降低工程投资。

因此，现有的技术还是不够完善，有待于进一步提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对常规消力池存在掺气效果差易发生空蚀空化破坏、邻底流速大、底板脉动压强较大、底板稳定性较差以及工程量及投资较大等问题，提供一种加强水跃消能的消力池结构，以通过设置趾坎，使消力池底部形成一定厚度的水垫，使高速下泄水流距离消力池底板一定的距离，避免底板脉动压强过大造成底板的破坏；通过设置通气井及进气孔，可以对消力池底部进行自主掺气，避免消力池底板及边坡空蚀空化破坏；通过设置消能坎及边墙贴角，增强水跃消能效果及水体的强烈摩擦混掺作用，提高消力池的消能功率，缩短常规消力池的长度及深度；通过设置尾坎，将消力池末端流速较大的水流挑起，倒入下游河床水体中上层，改善消力池下游的水流流速分布，减轻对下游河床的冲刷；通过设置出口贴角，可以通过调整侧向贴角的弧形曲率，控制出池水流的方向，使水流向下游河床中部导向，避免出池水流冲刷岸坡，减少两侧岸坡的防护工程量，从而克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种加强水跃消能的消力池结构，包括泄槽底板和消力池底板，在泄槽底板两侧设有泄槽边墙，在消力池底板两侧设有消力池边墙；泄槽底板与消力池底板之间经趾坎连接；泄槽边墙与消力池边墙相接位置设有通气井；通气井底部设有进气孔；消力池底板中部设有消能坎，消力池边墙紧挨消能坎下游侧设有边墙贴角；消力池底板末端设有尾坎；消力池边墙末端设有出口贴角。

前述加强水跃消能的消力池结构中，所述趾坎、消能坎和尾坎的上表面均为凹型圆弧面。

前述加强水跃消能的消力池结构中，所述趾坎的凹型圆弧面上游边与泄槽底板相切，趾坎的凹型圆弧面下游边与消力池底板之间设有高度差ΔH。