第9章-泄水建筑物下游水流衔接与消能简介.ppt

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1、水力学第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能问题的引出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。目前常采用的三种衔接与消能措施：底流式消能：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来消除余能。底流消能：—利用水跃消能适用条件：中低水头的闸坝和地质条件差的情况底流式消能挑流式消能：将水流挑射至远离建筑物的下游，使下落

2、水舌对河床的冲刷不会危及建筑物的安全。下泄水流的余能一部分在空中消散，大部分在水舌落入下游河道后被消除。(2)挑流消能－利用挑流水舌与水滚消能适用条件：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式消能面流式消能：将下泄的高速水流导向下游水流的上层，主流与河床被巨大的底部旋滚隔开。余能主要通过水舌扩散，流速分布调整及底部旋滚与主流的相互作用而消除。(3)面流消能——利用表面旋滚消能适用条件：下游水深较大且水位稳定及有排水漂木等水运要求的情况面流式消能底流式消能的水力计算泄水建筑物下游收

3、缩断面水深的计算泄水建筑物下游水跃的位置及其对消能的影响控制水跃位置的工程措施CC一.泄水建筑物下游水跃的位置及其对消能的影响CChththt则跃前断面恰好在收缩断面处，称为临界式水跃水跃的位置仍然取决于收缩断面水深hc的共轭水深与下游水深ht的相对大小。则跃前断面在收缩断面的下游，称为远离式水跃则跃前断面在收缩断面的上游，称为淹没式水跃试验水槽中的临界水跃溢流坝试验水槽中的远驱水跃溢流坝试验水槽中的淹没水跃溢流坝一、泄水建筑物下游水跃衔接形式及其对消能的影响远离式水跃临界式水跃淹没式水跃需要消

4、能不需要消能工程中采常采用稍有淹没的水跃衔接消能，即二.泄水建筑物下游收缩断面水深的计算CCP1HEE0CC任意断面矩形断面00由0—0和C—C列能量方程即：二.泄水建筑物下游收缩断面水深的计算计算方法1.试算法：假设一个，代入公式2.图解法：查后面附录V3.逐次渐进法：求得一个,看是否等于已知的值？计算截止到相等为止需要消能下游是否修建消能工程判别：例题9-1讲解底流消能---控制水跃位置的工程措施当建筑物下游产生远离(驱)式或临界式水跃衔接时，为了改变这种不利的衔接形式，必须采取一定的工程措

5、施，加大建筑物下游水深。CChthtCCht1.挖深式消力池-----降低护坦高程，在下游形成消力池ht2.消力坎式消力池--在护坦末端修建消能坎来壅高水位，使坎前形成消力池3.综合式消力池溢流坝水利工程的泄流建筑物和下游消能设施消力池综合式消力池消力墩水利工程的泄流建筑物和下游消能设施1、池深s的计算1)估算池深：2)计算建池后3)计算水面跌落4）校核一.挖深式消力池的水力计算方法：试算法，图解法，逐次渐近法见P1902、池长Lk的确定其中：为平底自由水跃的长度一.挖深式消力池的水力计算修建消

6、力池后的3、设计流量的确定一.挖深式消力池的水力计算池深最大时对应的流量叫池深的设计流量池长最大时对应的流量叫池长的设计流量最大流量不一定是池深的设计流量；最大流量应为池长的设计流量。1）.池深的设计流量的确定作图：2）.池长的设计流量的确定最大下泄流量Qhthc”h(hc”-ht)maxQds例题9-2讲解二.消力坎式消力池的水力计算流量系数在初步计算时取淹没系数查表9-2可得消能坎为非淹没堰消能坎为淹没堰需校核坎后的水流衔接形式，考虑是否需要修建多级消能坎。需要设置第二道坎。。直至出现淹没水

7、跃例题9-3讲解如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!欢迎提问水力学讲义谢谢