泄水建筑物的消能方式综述.doc

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1、泄水建筑物的消能方式综述摘要：日前，在高水头、大单宽流量工程中，挑流消能方式应用较广。底流消能方式则具有独特的优势。它具有入池流态稳定、消能效率高、对地质条件和尾水位变化适应性较强、泄洪雾化影响小等优点，常常在中、低水头的泄水消能工程中被采用。关键词：消能方式；挑流消能；底流消能；面流消能；屛流消能；其他消能方式Abstract:Atpresent,inthehighhead,largedischargeperunitwidthengineering,ski-jumpenergydissipationmethodswidelyuse

2、d・Energydissipationhasuniqueadvantage.Ithasstablef1owintothepool,energydissipationandtheadvantagesofhighefficiency,adaptabilitytothechangeofthegeologicalconditionsandthetailwaterlevelstrongreleasefloodwaters,atomizationeffectislittle,beusedofteninenergydissipationengin

3、eering,lowheadsluice.Keywords:energydissipation;jetflow;energydissipation;surfaceflowenergydissipation;bucketflowenergydissipation;otherenergydissipation0前言近几十年来，国内水利水电建设迅速发展，水电枢纽工程的规模越来越大。下游的消能防冲建筑物是影响水电枢纽工程安全运行的重要部位Z一。消能防冲建筑物的设计原则：尽量使下泄水流的大部分能量消耗在水流内部的紊动中，以及水流与空气之间摩擦

4、上，不产生危及坝体安全的河床和岸坡的局部冲刷；下泄水流平稳，不影响枢纽中其他建筑物的止常运行；结构简单，工作可靠，工程量小；满足通航、过木、过尙、排冰等要求。传统消能方式有：挑流消能、底流消能、血流消能和消力廊消能。0前，在高水头、大单宽流量工程中，挑流消能方式应用较广。在中、低水头的工程中，底流消能形式运用较广。廊流和面流消能方式应用相对较少。在目前人们对高坝挑流消能引起的泄洪雾化等环境问题口益重视的现状下，底流消能方式具有独特的优势。底流消能具有入池流态稳定、消能效率高、对地质条件和尾水位变化适应性较强、泄洪雾化影响小等优点。1

5、挑流消能挑流消能是泄水建筑物中应用非常广泛的一种消能方式，适用于较坚固的基岩。它是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，将下泄高速水流自由抛射，在空气消耗一小部分能量，然后落入离建筑物较远的河床，水舌跌入水垫后形成淹没射流与四周水体进行剪切、混掺、紊动、扩散作用消耗大部分动能，潜入河底的主流剩余能量有可能造成河床冲刷而形成冲刷坑。下游冲刷坑并不一定会危及建筑物的安全，只要控制好冲刷深度，及其与建筑物之间有足够长的距离，建筑物的安全就能得到保证。一般认为挑距大于最大坑深的3-4倍以上，即能保障工程的安全。但有时，挑流消能也会对下游河床造成

6、较为严重的冲刷，冲坑过深则有可能危及泄水建筑物安全；下游回流强烈时可能对岸坡冲刷较为严重；冲坑下游堆积物较多,易使下游河床变形，堆丘将抬高尾水，影响电站及通航；雾化较大，影响枢纽建筑物特别是电站的正常运行。因此，选择合理的挑流鼻坎体型，有助于改善挑射水流的水力条件，减轻挑流对河床及岸坡的冲刷，减少下游防冲设施和雾化影响。1933年西班牙的Ricobayo重力拱坝的溢洪道上首次应用了挑流消能。在国内丰满水电站溢流坝[2,6]则是最早采用挑流消能的工程2—，时间是1953年。2底流消能底流消能也称水跃消能，是利用水跃进行消能的一种消能方

7、式，通过水跃产生的表层逆时针旋滚与主流区的交界面产生剪切、紊动、掺混以达到消能目的，从而降低流速。跃前水流流速高，动能大，水深浅，属于急流；跃后水流属缓流，流速低，水深大。水跃区也是主要的消能区，水面突然跃起，水流表面形成强烈紊动、混掺的漩滚，漩滚下方的主流迅速扩散，流速急剧减小，水深增加。在水跃漩滚内，水流的大量动能被消耗。底流消能的主要特征是临底流速大，水流表面有漩滚，水流在水跃区中通过紊动、扩散和掺混等作用，与周围水体进行质量、动量和能量的交换[10,12]0底流消能具有入池流态稳定、消能效率高、对地质条件和尾水位变化适应性较

8、强、泄洪雾化影响小筹优点，能适应高、中、低各级水头和不同的地质条件，在软慕上的闸坝工程中采用十分广泛，而且消能效果好，消能率高达60%〜70%。底流消能所耗工程量较人，造价较高，但在地质条件较差或中、低水头水电站中依然得到广泛应用。高