水闸的消能防冲设计水工建筑物.pptx

主讲人：邓晓水闸的消能防冲设计《水工建筑物》Waterconservancyandhydropowerconstruction重庆水利电力职业技术学院CHONGQINGWATERRESOURCESANDELECTRICENGINEERINGCOLLEGE

Contents目录消能防冲设施过闸水流的特点0102

5.4.1过闸水流的特点水流形式复杂初始泄流时→闸下水流流量小，水深浅，一般为自由出流；开度增大→闸下出流由孔流到堰流，自由出流到淹没出流。

5.4.1过闸水流的特点闸下波状水跃形成原因：水闸上下游水位差小，弗劳德数较低，下游河床与闸槛高程齐平时，危害：缺少强烈的水跃旋滚，水面呈波动状前进，消能效果差，冲刷力强；水流处于急流，不易扩散，导致两则产生回流，缩小了过流的有效宽度，局部单宽流量加大，加剧河床与岸边的冲刷。措施：在闸室末端设置一道小榄，使水流越过小榄，跌入消力池内，促使形成低流水跃。

5.4.1过闸水流的特点闸下波状水跃

5.4.1过闸水流的特点闸下折冲水流形成原因：拦河闸的宽度通常指占河床宽的一部分，过闸水流先行收缩，出闸后再行扩散，出闸水流不能均匀扩散，易形成折冲水流。危害：水流集中，左冲右撞，婉婷蛇形，淘刷河床及岸坡，，影响枢纽的正常运行。措施：做好水闸总体布置，使上游引水渠顺直，并控制下游翼墙扩散角，同时制定合理的闸门启闭程序。

5.4.1过闸水流的特点闸下折冲水流

5.4.1过闸水流的特点闸下折冲水流

5.4.2消能防冲设施目的保证水闸的正常运行，防止河床冲刷，一方面尽可能消除水流的功能，消除波状水跃，并促使水流横向扩散，防止折冲水流；另一方面保护河床及河岸，防止剩余动能引起的冲刷水闸消能方式底流式力消池紧接闸室布置，利用水跃进行消能漫漫紧接消力池，继续消除水流余能，使水流扩散并调整流速防冲槽设置于海漫末端面流式挑流式

一、消力池消力池的布置：设计消力池根据上下游水位，过闸流量和地形地质等条件，然后进行水跃计算，求出水跃前水深及跃后水深从而确定池深以及池底高程，如下图所示5.4.2消能防冲设施

一、消力池?5.4.2消能防冲设施?

1.消力池末端设置围槛原因：高约50cm，用于稳定水跃，调整铅直断面上的流速分布，减小出池水流的底部流速，且可在槛后产生小横轴旋滚，防止在围槛后发上冲刷，有利于平面扩散和消减下游边侧回流。5.4.2消能防冲设施

2.护坦构造消力池的底板又称护坦，其作用不仅是促使出水闸水流在底板（护坦）范围内产生水跃，而且保护河床免收冲刷。确定护坦厚度要从抗冲和抗浮两方面考虑5.4.2消能防冲设施

5.4.2消能防冲设施2.护坦构造?

5.4.2消能防冲设施2.护坦构造

5.4.2消能防冲设施2.护坦构造

3.辅助消能工作用：在消力池中除尾滥外，还设有消力墩等辅助消力墩，用以使水流受阻，给水流以反力，在墩后形成漩涡，加强水跃中絮流扩散，从而达到稳定水跃，减少和缩短消力池深度和长度的目的。5.4.2消能防冲设施

3.辅助消能工设在前:对急流的反力大，辅助消能作用强，缩短消力池长度作用明显，但易发生空蚀，承受较大的水流冲击。设在后：效力作用较小，主要用于改善水流流态。5.4.2消能防冲设施消力墩位置比较

3.辅助消能工5.4.2消能防冲设施1—趾墩；2—消力墩3—尾坎

3.辅助消能工5.4.2消能防冲设施

二、海漫水流经过消力池，虽已消除了大部分多余能量，但能留有一定的剩余动能，如流速分布不均，脉动仍较剧烈，具有一定的冲刷能力。因此，需设海漫等加固设施，以使水流均匀扩散，5.4.2消能防冲设施作用

1.海漫的布置和构造1.表面有一定的粗糙度，以便进一步消除余能。2.具有一定的透水性，以便使睡自由排出，降低扬压力。3具有一定的柔性，以适应下游河床可能冲刷变形。5.4.2消能防冲设施对海漫的要求

1.海漫的布置和构造5.4.2消能防冲设施海漫结构干砌石海漫(a)浆砌石海漫(b)混凝土板海漫（d）（e）（f）（g）钢筋混凝土板海漫（h）其他形式海漫（c）

2、海漫长度5.4.2消能防冲设施海漫长度取决于水流剩余动能、消力池出口的单宽流量、水流扩散情况、上下游水位差、河床土质抗冲能力、尾水深度以及海漫表面粗糙程度等因素。??

3、防冲槽5.4.2消能防冲设施目的：水流经过海漫后，能量得到进一步消除，流速分布接近河床水流的正常状态，但在海漫末端仍有冲刷现象。因此在海曼末端挖槽推石，形成防冲槽。防冲槽的尺寸根据河床冲刷深度确定??

3、防冲槽5.4.2消能防冲设施

4、上游河床防护5.4.2消能防冲设施原因：在渠道上建闸，闸室宽度小于引渠宽度，上游过水断面向闸室方向逐渐减少，流