1、第9章 泄水建筑物下游的水流銜接與消能,1、問題：高速下泄水流對河床的沖刷,2、任務(wù)：消除下泄水流多余的能量,3、解決辦法： 能量轉(zhuǎn)化,底流式消能,挑流式消能,面流式消能,常用消能措施：,1、底流式消能（underflow energy dissipation）,2、挑流式消能(ski-jump energy dissipation),3、面流式消能(surface flow energy dissipation),下圖采用消能戽是一種底流和面流結(jié)合應(yīng)用的實例。,9.1 底流消能的水力計算,主要內(nèi)容：,1、控制斷面水深hc的計算,2、水躍位置與形式的判別,3、消能池的設(shè)計,一、控制斷面水深hc

2、的計算,1、推導(dǎo)：利用能量方程（E.E）,2、計算方法： 試算圖解法 迭代計算 查圖法,P2,令,對于矩形斷面可采用查圖法：,兩邊同除以hk,代入上式,令,上式轉(zhuǎn)化為:,利用附圖1求解收縮水深和躍后水深,二、水躍的位置與形式及其對消能的影響,臨界式水躍,遠驅(qū)式水躍,淹沒水躍,平底閘孔下游三種水躍銜接形式的示意圖,三、消能池的水力計算, 降低護坦高程消力池的設(shè)計,1、特點：降低護坦高程；,2、設(shè)計內(nèi)容： 池深d； 池度Lk；,3、池深d的確定：,3、池深d的確定：,消能條件,幾何條件,出口能量條件,確定池深d的步驟：,1、根據(jù)設(shè)計流量Q設(shè)，初估一個初始值d1；,2、計算,3、根據(jù) 確定 和 ；,

3、4、計算 ；,5、計算 ；,6、比較 ； 較大時，重新假設(shè)d進行試算，重復(fù)步驟26，直到 滿足要求。,粗略估算：,4、消能池長度Lk的確定：,Lk（0.70.8）Lj,5、消能池設(shè)計流量的確定：,1）池深設(shè)計流量的確定：,2）池長設(shè)計流量：, 在護坦末端設(shè)置消能坎所形成的消能池,主要內(nèi)容：,1、確定坎高c；,2、確定池長Lk；,特點: E0保持不變; 坎后水流的銜接;,1、坎高c的設(shè)計,1) 滿足的條件:,消能要求:,幾何要求:,出池能量條件: 看成折線型或曲線型實用堰,出池能量條件:,坎的流量系數(shù);,坎后淹沒系數(shù);,自由出流;,查表9.2;,2) c的計算步驟:,Qd,E0,hc,hc,H1

4、0, H1,校核,出流,一級坎設(shè)計合理: A,試算坎高: B,A:坎后水流銜接校核，,設(shè)第二級坎；,End；,B: 試算坎高，,，A,，B,2、消能池長Lk的計算,Lk（0.70.8）Lj,3、設(shè)計流量的確定,在不同流量范圍內(nèi)假定不同的流量，確定不同c，取較大值。, 綜合式消能池,設(shè)計：先按坎后產(chǎn)生臨界水躍設(shè)計c，降低c值，由c和H1確定d, 輔助消能工,目的：加劇擴散，紊動，混摻，,方法：趾墩，消能墩，尾檻等, 下游防護,組成：護坦，海漫， 齒墻等,2、挑流式消能(ski-jump energy dissipation),9.2 挑流消能的水力計算,主要任務(wù)是：挑坎型式，確定挑坎高程、反弧半徑和挑射角，計算挑流射程和下游沖刷坑深度。,一、挑流消能水力計算,1）挑流射程的計算 2）沖坑深度的計算 3）挑坎的設(shè)計,1）挑流射程的計算,1、射程 L0 的計算公式,2、水下射程 L1,其中，ts 為沖刷坑的深度。,2）沖刷坑