適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合消能工的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合運用消能工，包括面流消能區和底流消能區，對應攔河閘壩1/4～1/3的閘孔為底流消能區，設有底流消能工，對應攔河閘壩其余閘孔為面流消能區，設有面流消能工，所述底流消能區和所述面流消能區之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻。本發明的復合式消能工能夠降低能源消耗，提高效能效率，節省工程投資，安全方便，行洪安全。
【專利說明】適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合消能工
【技術領域】
[0001]本發明屬于水利工程水工建筑物領域，具體涉及一種適用于寬淺河道上多孔閘壩下游的面流底流結合運用消能工。
【背景技術】
[0002]泄水建筑物或落差建筑物下游需根據建筑物的形式、樞紐布置、上下游水位、地形、地質、運用要求等因素設置適宜的消能工，以消除下泄急流的多余動能，防止或減輕水流對水工建筑物及其下游河床、沿岸等的沖刷破壞。常用的消能工有三種:(I)通過水躍消除多余動能的水躍消能工，又稱底流消能工。(2)利用泄水建筑物出口的挑流鼻坎將下泄急流拋向空中，然后落入下游河床水墊中來消除多余動能的挑流消能工。(3)利用泄水建筑物出口的鼻坎將下泄急流的主流挑至水面，通過主流在表面擴散及底部旋滾和表面旋滾來消除多余動能的面流消能工。
[0003]一般地，對于平原及沿海地區的寬淺河流，興建的攔河水利工程多采用多孔閘壩。由于上下游水頭差大多小于15m，其下游大多采用折坡消力池型式的底流消能工，然而現有的應用于多孔閘壩的消能工并不能最大化地提高泄洪發電效率、節省投資。
【發明內容】
[0004]為了解決以上技術問題，本發明的目的在于提供一種適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合消能工，該聯合消能工能夠節省能源消耗，提高效能效率，安全方便，行洪安全。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0006]一種適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流復合式消能工，包括面流消能區和底流消能區，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區，設有底流消能工，對應攔河閘壩其余閘孔為面流消能區，設有面流消能工，所述底流消能區和所述面流消能區之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻。
[0007]根據本發明的面流底流復合式消能工，優選地，所述閘孔至少為6個。
[0008]根據本發明的面流底流復合式消能工，優選地，所述閘孔大于12個時，對應攔河閘壩1/4的閘孔為底流消能區，對應攔河閘壩其余閘孔則為面流消能區。
[0009]根據本發明的面流底流復合式消能工，優選地，所述攔河閘壩的上下游水頭差小于 15m0
[0010]根據本發明的面流底流復合式消能工，優選地，所述攔河閘壩段的過閘流量大于100m3/s，工程等別為I?III等，設計洪水標準為20?100年一遇。
[0011]一種在寬淺河道上的水利樞紐工程，包括水力發電區和閘孔壩段，其中，水力發電區和閘孔壩段之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻，所述閘孔壩段下游設置有面流消能區和底流消能區，對應閘孔壩段1/4?1/3的閘孔為底流消能區，設有底流消能工，對應閘孔壩段其余閘孔為面流消能區，設有面流消能工，所述底流消能區和所述面流消能區之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻，所述面流消能區與所述水力發電區相鄰。
[0012]根據本發明的水利樞紐工程，優選地，所述閘孔至少為6個。
[0013]根據本發明的水利樞紐工程，優選地，所述閘孔大于12個時，對應閘孔壩段1/4的閘孔為底流消能區，對應閘孔壩段其余閘孔則為面流消能區。
[0014]根據本發明的水利樞紐工程，優選地，所述閘孔壩段的上下游水頭差小于15m。
[0015]當宣泄中小流量時開啟攔河閘壩1/4?1/3閘孔，確保中小流量的危險工況能安然平順；當需宣泄10年一遇以上流量時，打開全部閘孔。此時，上下游水位差較小，基本恢復天然河流狀態，消能效果好。
[0016]本發明應用于寬淺河道上的多孔閘壩下游，采用面流和底流結合運用，在確保泄洪安全的前提下，能夠降低能源消耗45%?71%，大幅度地提高發電效率，此外，本發明使用安全方便，行洪安全有保障，具有很高的應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的面流底流聯合消能工及水利樞紐工程布置示意圖。
[0018]其中，1-面流消能區；2-底流消能區(其寬度為{(1/4?l/3)n閘孔}) ;3-導流墻A ;4_水力發電區；5_閘孔壩段；6_導流墻B ;7_消力池。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的詳述，但本發明并不限于以下實施例。
[0020]如圖1所示，本發明的適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合運用消能工包括面流消能區I和底流消能區2，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區2，設有底流消能工，對應攔河閘壩其余閘孔為面流消能區1，設有面流消能工。為確保閘壩下游河面水流流態的穩定，所述底流消能區2和所述面流消能區I之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻A 3。優選地，所述底流消能工為折坡消力池7。
[0021]當閘孔為6個至12個時，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區2。當閘孔大于12個時，對應攔河閘壩1/4的閘孔為底流消能區，對應攔河閘壩其余閘孔則為面流消能區，以確保運行的效率。
[0022]結合攔河樞紐布置、上下游水位、地形、地質及運用要求，將底流消能和面流消能相結合，布置少數閘孔采用投資較大的底流消能工，而大部分閘孔采用面流消能方式，在確保泄洪安全的前提下，達到節省能源消耗、提高發電效率的目的。
[0023]本發明的復合式消能工尤其適用于寬淺河道上，上下游水頭差小于15m、孔數大于6孔的閘壩。
[0024]優選地，所述攔河閘壩段的過閘流量大于100m3/S，工程等別為I?III等，設計洪水標準為20?100年一遇。
[0025]本發明的復合式消能工可應用于寬淺河道大壩，如圖1所示，該寬淺河道水利樞紐工程包括水力發電區4和閘孔壩段5，其中，水力發電區4和閘孔壩段5之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻B 6，在閘孔壩段5的下游設置有面流消能區I和底流消能區2，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區2，設有底流消能工(例如消力池)，對應攔河閘壩其余閘孔為面流消能區1，設有面流消能工。底流消能區2和面流消能區I之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻A 3，以確保閘壩下游河面水流流態的穩定。面流消能區I和水力發電區4相鄰，底流消能區2和水力發電區4分別位于面流消能區I的兩側。
[0026]當閘孔為6個至12個時，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區2。當閘孔大于12個時，對應攔河閘壩1/4的閘孔為底流消能區，對應攔河閘壩其余閘孔則為面流消能區，以確保運行的效率。
[0027]當宣泄中小流量時開啟攔河閘壩1/4?1/3的閘孔，確保中小流量的危險工況能安然平順；當需宣泄10年一遇以上流量時，打開全部閘孔。此時，上下游水位差較小，基本恢復天然河流狀態，消能效果好。
[0028]實際應用效果表明，本發明應用于寬淺河道上的多孔閘壩下游，采用面流和底流結合運用，在確保泄洪安全的前提下，能夠降低能源消耗45%?71%，提高發電效率，降低造價，節省工程投資，此外，本發明使用安全方便，行洪安全有保障，具有很高的應用價值。
【權利要求】
1.一種適用于寬淺河道多孔閘壩的面流底流聯合消能工，其特征在于包括面流消能區和底流消能區，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區，設有底流消能工，對應攔河閘壩其余閘孔為面流消能區，所述底流消能區和所述面流消能區之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻。
2.根據權利要求1的面流底流聯合消能工，其特征在于:所述閘孔至少為6個。
3.根據權利要求1的面流底流聯合消能工，其特征在于:所述閘孔大于6個，對應攔河閘壩1/4?1/3的閘孔為底流消能區，對應攔河閘壩其余閘孔則為面流消能區。
4.根據權利要求1的面流底流聯合消能工，其特征在于:所述攔河閘壩的上下游水頭差小于15m。
5.根據權利要求1的面流底流聯合消能工，其特征在于:所述攔河閘壩段的過閘流量大于100m3/s，工程等別為I?III等，設計洪水標準為20?100年一遇。
6.—種在寬淺河道上的水利樞紐工程，包括水力發電區和閘孔壩段，所述水力發電區和所述閘孔壩段之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻，其特征在于:所述閘孔壩段下游設置有面流消能區和底流消能區，對應閘孔壩段1/4?1/3的閘孔為底流消能區，設有底流消能工，對應閘孔壩段其余閘孔為面流消能區，設有面流消能工，所述底流消能區和所述面流消能區之間的分界斷面沿河流方向設置有導流墻，所述面流消能區與所述水力發電區相鄰。
7.根據權利要求6的水利樞紐工程，其特征在于:所述閘孔至少為6個。
8.根據權利要求6的水利樞紐工程，其特征在于:所述閘孔大于12個，對應閘孔壩段1/4的閘孔為底流消能區，對應閘孔壩段其余閘孔則為面流消能區。
9.根據權利要求6的水利樞紐工程，其特征在于:所述閘孔壩段的上下游水頭差小于15m。
【文檔編號】E02B8/06GK104452689SQ201410632655
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】賴翼峰 申請人:廣東省水利水電科學研究院, 廣東水科院勘測設計院