消力池制造技术

本申请涉及一种消力池。该消力池包括底板、第一收缩体及第二收缩体；底板包括陡坡部及设置于陡坡部下游端的水平部，第一收缩体与第二收缩体对称设置于陡坡部沿宽度方向的两侧，第一收缩体与第二收缩体的间距沿水体流动方向逐渐减小。该消力池，通过在底板的陡坡部增设第一收缩体、第二收缩体，可以增大陡坡部上的水深，以便于其与消力池水平部的水深形成共轭关系，进而使得下泄水流在消力池中可以形成良好的消能水跃，如此可以在不增大消力池规模的前提下，可以对小流量及大流量的下泄水流进行有效消能，具有适用范围广的特点。具有适用范围广的特点。具有适用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】
消力池


[0001]本申请涉及水利工程
，特别是涉及一种消力池。

技术介绍

[0002]消力池是泄水设施中常见的结构之一，其主要功能为促使水流形成消能水跃，以此消杀上游来流携带的余能，避免过大水能对泄水设施及其相关结构或河道造成不必要的冲刷破坏。在通常条件下，会根据泄槽来流的最大流量及泄槽相关参数利用水跃发生时的共轭关系进行消力池的设计及相关特征参数的选取。但在实践中，由于受场地条件、地形地质条件，工程投资等多方面因素的影响，消力池的实际挖深和池长经常出现不能完全满足设计要求的现象。此时，上游来流在消力池内无法形成理想的消能水跃，消力池消能效率低，达不到设计所需的消能率要求，易对下游相关结构安全造成不利影响。虽然在消力池尾部设置尾坎的方式亦可在一定程度上抬升消力池的水位，增大消力池的水深，改善消力池的消能效果，但同时亦会加大消力池与下游渠道的水位差，增大水流自消力池进入下游渠道时的不稳定程度及水流漫越边墙的风险，亦不利于下游渠道的安全。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种消力池。
[0004]一种消力池，包括底板、第一收缩体及第二收缩体；
[0005]所述底板包括陡坡部及设置于所述陡坡部下游端的水平部，所述第一收缩体与所述第二收缩体对称设置于所述陡坡部沿宽度方向的两侧，其中所述第一收缩体与所述第二收缩体的间距沿水体流动方向逐渐减小。
[0006]在其中一个实施例中，所述第一收缩体与所述第二收缩体的迎水面的高度沿所述水体流动方向逐渐增大，其中第一收缩体与所述第二收缩体的上游端高度大于0。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一收缩体或/和所述第二收缩体远离所述底板的表面由A点、D点与C点连接而成，A点与C点沿所述水体流动方向依次设置，D点设置于所述底板上，其中A点、C点、A点在所述底板上的投影点A'以及C点在所述底板上的投影点C'连接而成的面构成所述迎水面。
[0008]在其中一个实施例中，所述迎水面的上游端的高度H
11
与所述陡坡部在通过常遇流量时的正常水深h
m
相同，其中h
m
通过如下公式(1)计算得到：
[0009][0010]上式中，n是指所述陡坡部的糙率，J是指所述陡坡部的坡度，B是指所述陡坡部上游端的宽度，Q
m
是指所述常遇流量。
[0011]在其中一个实施例中，所述迎水面的下游端的高度H
12
通过如下公式(2)至(4)计算得到：
[0012][0013]h"＝h2+S(3)
[0014]H
12
＝h'(4)
[0015]上式中，h”是指所述消力池中水跃的跃后水深，h'是指相应于h”的所述陡坡部上应达到的共轭跃前水深，B'是指所述水平部的宽度，h2是指所述消力池的下游渠道的水深，S是指所述消力池的挖深，g是指重力加速度。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一收缩体与所述第二收缩体在下游端的间距b2通过如下公式(5)计算得到：
[0017][0018]在其中一个实施例中，所述第一收缩体或/和所述第二收缩体在下游端的宽度b1应满足如下公式(6)：
[0019]b2+2b1<B(6)。
[0020]在其中一个实施例中，所述陡坡部包括沿所述水体流动方向依次设置的引渠段、收缩段及扩散段，所述第一收缩体与所述第二收缩体设置于所述收缩段上；
[0021]其中，所述引渠段的长度L
11
、所述收缩段的长度L
12
以及所述扩散段的长度L
13
通过如下公式(7)至(9)计算得到:
[0022]L
11
≥5h
m
(7)
[0023][0024]L
13
＝(2～3)h"(9)
[0025]上式中，α是指所述第一收缩体或/和所述第二收缩体的单边收缩角。
[0026]在其中一个实施例中，所述陡坡部的坡度为1:4～1:3。
[0027]在其中一个实施例中，所述消力池还包括设置于所述底板沿宽度方向两侧的边墙，所述边墙的高度H通过如下公式(10)计算得到:
[0028][0029]其中，Q是指所述消力池可能通过的最大流量，H0是指工程安全超高。
[0030]在流量不大于常遇流量时，下泄水流会流经消力池的陡坡部，此时陡坡部沿宽度方向两侧的第一收缩体及第二收缩体会对下泄水流进行挤压，使下泄水流的水位增高，水深增大，易与下游水深形成共轭关系而使水流在消力池中形成良好的消能水跃，消能效率高。
[0031]当遭遇超常遇洪水时，大流量的下泄水流会流经消力池的陡坡部，第一收缩体与第二收缩体间的水流仍会在消力池中形成消能水跃，而第一收缩体、第二收缩体顶部漫出的两股水流会分别沿着第一收缩体结构与第二收缩体结构落入相应收缩体外侧的消力池区域内并与该处的水体进行混掺消能。可见，不同水股的消能区域并不相同，良好地实现了来流水体的分散消能，有效地减小了消力池下游端水平部的消能压力，实现了消力池消能
水体的全面利用。需要说明的是，当水流从第一收缩体、第二收缩体的顶部漫出时，由于第一、第二收缩体顶部长度沿流向进行了纵向拉长，水流的过流区，特别是边墙附近的过流面发生了显著拉长，因此边墙附近的水面增高幅度明显减小，可有效降低边墙高度或减小水滴激溅到消力池结构外部的概率。
[0032]可见，本申请所述提供的消力池，通过在底板的陡坡部增设第一收缩体、第二收缩体，可以增大陡坡部上的水深，以便于其与消力池水平部的水深形成共轭关系，进而使得下泄水流在消力池中可以形成良好的消能水跃，如此可以在不增大消力池规模的前提下，可以对小流量及大流量的下泄水流进行有效消能，具有适用范围广的特点。
附图说明
[0033]图1为本申请一实施例提供的消力池的俯视图。
[0034]图2为本申请一实施例通过的消力池的侧视图。
[0035]图3为本申请一实施例提供的第一收缩体或第二收缩体的立体结构示意图。
[0036]图4是指图1的局部放大图。
[0037]其中，附图中的标号说明如下：
[0038]10、消力池；100、底板；110、陡坡部；120、水平部；210、第一收缩体；220、第二收缩体；300、边墙。
具体实施方式
[0039]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0040]在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消力池，其特征在于，包括底板、第一收缩体及第二收缩体；所述底板包括陡坡部及设置于所述陡坡部下游端的水平部，所述第一收缩体与所述第二收缩体对称设置于所述陡坡部沿宽度方向的两侧，其中所述第一收缩体与所述第二收缩体的间距沿水体流动方向逐渐减小。2.根据权利要求1所述的消力池，其特征在于，所述第一收缩体与所述第二收缩体的迎水面的高度沿所述水体流动方向逐渐增大，其中第一收缩体与所述第二收缩体的上游端高度大于0。3.根据权利要求2所述的消力池，其特征在于，所述第一收缩体或/和所述第二收缩体远离所述底板的表面由A点、D点与C点连接而成，A点与C点沿所述水体流动方向依次设置，D点设置于所述底板上，其中A点、C点、A点在所述底板上的投影点A'以及C点在所述底板上的投影点C'连接而成的面构成所述迎水面。4.根据权利要求2所述的消力池，其特征在于，所述迎水面的上游端的高度H
11
与所述陡坡部在通过常遇流量时的正常水深h
m
相同，其中h
m
通过如下公式(1)计算得到：上式中，n是指所述陡坡部的糙率，J是指所述陡坡部的坡度，B是指所述陡坡部上游端的宽度，Q
m
是指常遇流量。5.根据权利要求2所述的消力池，其特征在于，所述迎水面的下游端的高度H
12
通过如下公式(2)至(4)计算得到：h"＝h2+S(3)H
12
＝h'(4)上式中，h”是指所述消力池中水跃的跃后水深，h'...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志刚，陈刚，张东，张宏伟，胡顺，张家升，高建标，任炜辰，任盼红，张蕊，张文远，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：