多级跌水消能优化设计的研究.pdf

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1、水利建设建材与装饰2016年9月多级跌水消能优化设计的研究庞牧华（安徽省水利部淮委水利科学研究院安徽蚌埠233000）摘要：本文以多级跌水的各级消力池长度、消力槛高度和消能效率为研究对象，通过计算分析不同跌差组合对跌水消能的影响，为多级跌水的设计方案优化提供依据。关键词：多级跌水；消力池长度；消力槛高度；消能效率；优化设计中图分类号：TV135文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）38-0284-01表4方案五、方案六计算成果1引言方案五方案六跌水是常见的落差建筑物，在我国广大丘陵塬坡地区应用较消力池长消力槛高消能率消力池长消力槛高消能率为普遍[1]，一般跌水落差大于

2、3m时，常根据地形将落差建筑物布度（m）（m）（%）度（m）（m）（%）置成多级跌水，采用逐级消能较为经济合理[2]。多级跌水的跌差第一级跌水5.850.5839.044.820.3721.88第二级跌水6.110.6442.885.780.5738.01分组方法多种多样，设计时可根据现场地形条件分段确定。本文第三级跌水5.360.4883.166.290.6887.67结合某丘陵地区水库多级跌水设计，计算分析不同跌差组合对度及消力槛总高度变化不大，但各级跌水消能率差别较大。由计跌水消能的影响，为优化设计方案提供依据。算结果可知，当第二级跌水和第三级跌水跌差相等且为第一级2工程背景跌

3、水跌差一半时，总体消能率最大，消能效果最好。某丘陵区水库溢洪道跌水消能设计，消能防冲标准为20年4结语一遇，下泄流量为7.29m3/s，拟建跌水处总跌差6.0m。根据拟建跌实际工程设计中，多级跌水设计参数的确定，是一个多方案水处地形条件，设计时选用3级跌水，每级设消力槛消能，拟建比选、反复计算的过程，因此进行多级跌水设计时，应结合地形、多级跌水平面为矩形型式，设计净宽度4.0m。地质综合考虑下泄流量、各级跌差、工程量、总体消能效率以及3消能设计跌水整体美观，进行多方案优比选，选出最合理的设计方案。3.1设计方案的确定本文在下泄流量及堰顶水深已定的前提下，分别选取以下6参考文献种跌差组

4、合设计方案（见表1），计算分析6种设计方案的每级消[1]刘韩生，花立峰.陡坡与跌水[M].北京：中国水利水电出版社，2004.力池长度、消力槛高度及消能效率，选择最优设计方案，单位（m）。[2]索立生，刘宁.水工设计手册[M].北京：中国水利水电出版社，2014.表1设计方案表[3]李炜.水力计算手册[M].北京：中国水利水电出版社，2006.方案一方案二方案三方案四方案五方案六[4]江西省水利科学研究所.无闸控制跌水水力设计[M].北京：中国水利水第一级跌水跌差23432.51电出版社，1981.第二级跌水跌差2211.52.52第三级跌水跌差2111.513收稿日期：2016-8

5、-203.2计算结果作者简介：庞牧华（1985-），男，助理工程师。根据参考文献[3]和参考文献[4]中，多级跌水及消能效率计算公式，对不同设计方案下所需每级消力池长度、消力槛高度及消能效率进行计算，得到下列结果：表2方案一、方案二计算成果方案一方案二消力池长消力槛高消力池长消力槛高消能率消能率（%）度（m）（m）度（m）（m）（%）第一级跌水5.580.5234.856.070.6342.39第二级跌水5.860.5839.215.910.5939.98第三级跌水5.890.5985.965.330.4782.98表3方案三、方案四计算成果方案三方案四消力池长消力槛高消力池长消力槛

6、高消能率消能率（%）度（m）（m）度（m）（m）（%）第一级跌水6.440.7147.516.070.6342.39第二级跌水5.410.4931.925.610.5384.57第三级跌水5.250.4582.495.610.5384.57由上述计算表格可知，不同设计方案，各级跌水消力池总长·284·