底流消能计算中有关收缩水深的计算方法分析_赵岩松

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1、DOI:10.14122/j.cnki.hskj.2013.01.0742013年第1期黑龙江水利科技No.1.2013(第41卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo.41)文章编号:1007－7596(2013)01－0172－03底流消能计算中有关收缩水深的计算方法分析赵岩松，伊佳倩，李媛媛，伏世红(大连市水利规划设计院，辽宁大连116021)摘要:在日常水工设计工作中，常见的消能方式有3种:底流消能、挑流消能、面流消能。

2、其中最为常见的是底流消能，也称为水跃消能。它的消能原理是通过修建消力池来控制水跃发生的位置，从而消耗大量多余的能量。底流消能一般适用于软土地基和中低水头泄水建筑物。在实际设计中，要想做好消能工的设计，关键是收缩水深的计算。通过运用举例、对比及分析的方法来探讨底流消能计算中收缩水深(hc)应如何确定的问题。关键词:水工设计;底流消能;水跃;收缩水深;计算方法中图分类号:TV653文献标识码:B准确的消能计算，而消能计算的关键是收缩水深的0前言确定。下面我们就通过运用举例、对比及分析的方在做水工建筑物设计的时候

3、，我们经常要面对法来探讨底流消能计算中收缩水深(hc)在实际工这样一个问题:经堰、闸、隧洞、涵、陡坎等泄水建筑程中应如何取用问题。物下泄的水流，一般都有流速高，动能大的特点，因1实际工程中常遇到的问题此必须采取工程措施消耗水流多余的能量，防止其对下游河床造成严重的冲刷和淤积，避免破坏水工在一般的实际工程中，我们接触最多的是溢洪建筑物的正常运行。道的消能和水闸的消能问题。对于其收缩水深的计常用的消能方式有3种:底流消能、挑流消能、算，基本都是采用能量方程推导出的公式进行计算。面流消能。本文探讨的底流式消能即是

4、在泄水建筑但是考虑到有浅槽溢洪道存在一定的差异，所以在物下游采取一定的工程措施，使沿建筑物下泄的急消力池池深计算中对收缩水深的取用上有所不同。流贴槽底射出，利用水跃原理，有效地控制水跃发生在这个问题上，现行的《溢洪道设计规范》并未对浅的位置，使下泄的高速水流通过水跃转变为缓流，通槽收缩水深应如何确定给予说明，而《水闸设计规［1］过主流在水跃区的扩散、混掺达到消能的目的。这范》却给出了明确的计算公式。这使得我们在做种衔接消能方式中，高流速的主流位于底部，故称为水闸的时候，都会很明确的选用《水闸设计规范》推底流

5、型衔接消能。荐的计算公式，而对于溢洪道浅槽消能计算的时候，要真正做好消能工的设计，首先就必须要进行就会产生些许的疑问。例如:收缩水深是应该通过［收稿日期］2012—11—05［作者简介］赵岩松(1981—)，男，辽宁大连人，工程师，从事水利工程设计工作;伊佳倩(1980—)，女，辽宁大连人，工程师，从事水利工程设计工作;李媛媛(1981—)，女，辽宁大连人，工程师，从事水利工程设计工作;伏世红(1983—)，女，辽宁大连人，工程师，从事水利工程设计工作。—172—赵岩松，等:底流消能计算中有关收缩水深的计算

6、方法分析第1期能量公式直接计算得出(以下简称能量公式法)，还经计算临界水深hk=0.43m，均匀流水深hj=是应该通过水面线的推求，然后选用其末端水深作0.13m，泄槽为陡坡，控制水深在上游，为临界水深［4］为收缩水深(以下简称水面线法)?0.43m，溢洪道泄槽水面线为bⅡ型降水曲线。其实采用这两种方法(途径)都是可行的，只要计算简图见图1，水面线计算结果见表1。参数选取恰当，界定好各自的适用范围，我们的设计工作将会变得事半功倍。接下来我们通过举例说明的方式，先来分析一下运用两种方法计算容易造成结果偏差较大

7、的原因，然后再通过比较说明的方式图1收缩水深计算简图1进一步阐述两种方法的各自适用范围。表1泄槽水面线计算成果表［2］2举例对比、分析两种计算方法(途径)泄槽起点距/m010203040首先，我们先通过一个算例来对比一下采用能水深h/m0.430.180.150.130.13量公式法和推求水面线法所得结果的偏差的大小，然后再分析偏差产生的原因。由表1可知，水深h在20～30m逐渐趋近于均例:某水库溢洪道控制段采用开敞式宽顶堰结匀流水深，即在距离泄槽起点30m之后，说明泄槽内构型式，堰顶高程为38.80m，设

8、计洪水位为水流可以形成均匀流流态。所以泄槽末端的水深即339.50m，设计流量Q=9.55m/s，底宽11m，下游为其均匀流水深0.13m。河底高程为33.50m，下游河道水位h=33.80m;泄采用0.13m作为消力池计算的收缩水深，据此槽为混凝土矩形槽断面，根据工程布置其坡降为1∶计算的消力池池深d=0.34m。7.5，水平方向长40m;拟采用下挖式消力池的型式，通过以上两种方法的计算，并比较其计算结果请通过