文档介绍：水力学
小组成员:吴广胜、院建、张宇、
陈世平、申屠通。
水利1141 第五组
天然河道中水流一般属缓流,但当河道中修建了闸、坝等泄水建筑物后,下泄水流往往具有很高的流速,单位总量水体所具有的能量也比下游河道中水流的正常比能大得多,对下游河床具有明显的破坏能力。
所以泄水建筑物下游水力设计的主要任务之一,就在于选择及设计适当的效能措施,目前主要有底流消能、挑流消能、面流消能三种类型。本文重点介绍底流消能和挑流消能两种类型
适用条件:中低水头的闸坝和地质条件差的情况
底流消能
就是在建筑物下游采取一定的工程措施,控制水跃发生的位置,通过水跃产生的表面旋滚和强烈的紊动以达到消能的目的。
实质:水跃
特点:主流位于底部
底流消能示意图
例;,单宽流量q为11m^3/s,,下游水深Hc为4m,,。是判别坝下游水跃的衔接形式;若需设置消能池时,计算消能池深度和长度。
一、当下游水深 ht等于收缩水深的共轭水深hc":这时水跃发生在收缩断面,如图(a)所示,这种衔接为临界水跃衔接。
ht = hc"
h t= hc"
L1
2
c
(a)
c
hc
2
底流消能泄水建筑物下游衔接方式
二、当下游水深ht 小于收缩水深的共轭水深hc" :这时下游水深 ht 与 hc" 构不成共轭水深, 水跃不能发生在收缩断面。称为远驱式水跃衔接。
(b)
ht < hc"
2
1
c
c
1
h1
2
hc
L1
L
ht
hc"
三、当下游水深ht 大于收缩水深的共轭水深hc" : 这种情况与(2) 正好相反。水跃被水深较大的下游水流向上推移,收缩断面被淹没,从而形成了淹没水跃衔接,如图(c)所示。
hc"
2
(c)
c
c
2
ht
ht > hc"
挑流消能
利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎,将下泄的急流抛向空中,然后落入离建筑物较远的河床与下游水流相衔接的消能方式。能耗大体分三部分:急流沿固体边界的摩擦消能;射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能;射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。
适用条件:中高水头,单宽流量大的水流和下游地质条件较好的情况
挑流消能示意图
二滩水电站地处中国四川省西南边陲攀枝花市盐边与米易两县交界处,二滩水电站位于四川省西南部的雅砻江下游,坝址距雅砻江与金沙江的交汇口33公里,距攀枝花市区46公里,系雅砻江水电基地梯级开发的第一个水电站。末端消能方式为挑流消能。
本文主要讨论挑流消能的水力计算,
就是对挑流鼻坎的计算。