[发明专利]斜井式泄洪洞的侧壁掺气坎和出口潜水挑流坎的消能方法

权利要求书

1.一种斜井式泄洪洞的侧壁掺气坎和出口潜水挑流坎的消能工，所述的斜井式泄洪洞包括：入水口，所述入水口与斜井连接，所述的斜井与出水洞连接，所述的斜井与出水洞的连接处为反弧段，所述反弧段的起始处的底板上设置带有通气管的主掺气坎，其特征在于，在所述主掺气坎的上游的两侧壁设置相对而立的一对分别带有通气管的侧掺气坎；所述的出水洞的出口的位置设置在河道的洪水水位之下，所述出水洞的出口与所述河道水流的夹角小于90度并沿泄洪水流的方向扩大，形成喇叭形，所述出水洞的出口处底板上设置带有通气管的沿所述河道水流方向和所述泄洪水流方向逐渐抬起的潜水挑流坎。

2.根据权利要求1所述的消能工，其特征在于，所述的侧掺气坎的通气管，由主管和连接主管上的支管组成，所述的主管的进气口设置在侧掺气坎的顶部，所述支管的出气口设置在侧掺气坎的背水面；所述侧掺气坎的挑射角≤15度；两个侧掺气坎之间的过流面积不小于0.65倍的斜井截面积。

3.根据权利要求1或2所述的消能工，其特征在于，所述的潜水挑流坎的通气管联通沿潜水挑流坎的背水面设置，所述通气管的进气口设置在所述河道的最高洪水水位之上，并在潜水挑流坎的背水面均匀排列多个出气口。

4.根据权利要求3所述的消能工，其特征在于，所述的潜水挑流坎沿所述河道水流的挑射角小于15度，沿所述泄洪水流的挑射角≤30度。

5.一种使用权利要求4所述消能工的消能方法，所述方法的步骤如下：

水流通过入水口进入斜井；

水流接近斜井底部时，通过所述主掺气坎，在主掺气坎后产生负压吸允的大量空气，由高速水流带到反弧段的末端形成水气垫层，以抑制发生空蚀，导致对钢筋混凝土底板的破坏；

水流经过反弧段进入出水洞，在出水洞出口水流应与河道水流小于90度的角度流入河道；

其特征在于：

所述在斜井中的水流在经过主掺气坎之前，流经侧掺气坎，水流在侧掺气坎背水面产生立轴涡流和负压，所述负压经通气管吸收大量洞顶空气，掺入水中形成水汽垫层，保证下游主掺气坎两侧壁不发生空蚀，同时侧掺气坎产生的立轴涡流也起到一定的消能作用；

所述出水洞中的水流流出出水洞，与所述河道中的水流汇合，使河道中的水流在出水洞流出的水流高速射流的拖曳下，在出水洞潜水挑流坎作用下，挑流水舌的下方产生水平轴顺时针的漩涡流，并通过通气管掺入大量空气，在所述挑流水舌上方产生水平轴逆时针的漩涡流，进行紊动剪切作用，提高消能率，减轻对河道的冲刷。