西北农林科技大学：《水力学》课程教学课件（打印版）第九章 泄水建筑物下游水流衔接与消能 Connection and energy dissipation of outflow through release works

Hydraulics 水力学 第丸章泄水庭筑物下游的水流街楼与消能 Connection and energy dissipation of outflow through release works 吕宏兴

§9.1概述 问题的提出 选用适当的措施，在下游较短 的距离内消除多余能量△E, 并使高速下泄的集中水流安全 地转变为下游的正常缓流。 如图所示一溢流坝，单宽流量g-80msm,上下游 水位差为△Z=60m,若不计流速水头及坝面能量损耗， 上下游能量差近似等于上下游水位差，即△E-60m。那 么单位宽度河床上每秒钟应消除的能量为 N=Pg9△E=9800×80×60=47000000W=47000kW

●什么是“消能"？ 势能「 势能 湍动能〉热能 X/m

泄洪洞泄洪 东江电站泄洪 东江溢洪道泄洪雾化 二滩中表孔对撞消能

泄水建筑物下游的水流特性 1)流速高：2)水深小： 3)单宽流量大；4)能量集中。 下泄高速水流对河床具有极大的破坏性，直接威胁大 坝的安全。 洛 冲刷线 一般泄水建筑物工程费用占总投资的40%~60%，而 消能设施工程费则占泄水建筑物费用的40%~50%

§9.2泄水建筑物下游水流的衔接形式与消能方式 目前常采用的三种衔接与消能措施： 底流式衔接与消能 挑流式衔接与消能 面流式衔接与消能

1、底流式消能(underflow energy dissipation) 底流式消能： 在建筑物下游采取 能池 一定的工程措施， 控制水跃发生的位 置，通过水跃产生 的表面旋滚和强烈 的紊动来消除余能

2、挑流式消能(ski-jump energy dissipation) 挑流式消能：利用挑流鼻坎将水流挑射至远离建 筑物的下游，使下落水舌对河床的冲刷不会危及 建筑物的安全。下泄水流的余能一部分在空中消 散，大部分在水舌落入下游河道后被消除

3、面流式消能(surface flow energy dissipation) 面流式消能：将 下泄的高速水流 导向下游水流的 底部旋滚 表层，主流与河 床被巨大的底部 旋滚隔开。余能 主要通过水舌扩 散，流速分布调 整及底部旋滚与 主流的相互作用 而消除

戽流型衔接与消能是一种底流和面流结合的消能形式 戽内旋滚酒浪 又 消能戽 底部旋滚 在建筑物末端设置一个大反弧的消能戽斗，由于下游水位高 于反弧鼻坎，高速水流通过鼻坎挑离河床，在消能戽及坎后分别 形成戽内漩滚、底部漩滚和浪尾三个大漩滚及涌浪（三滚一 浪)，以达到消能目的