[发明专利]一种低水头水闸下游消力池建造方法

说明书

本发明公开了一种低水头水闸下游消力池建造方法，根据水闸闸门全开敞泄或水闸上游为正常蓄水位时，区分不同情况对水闸下游消力池长度进行计算。本发明方法根据水闸闸门全开敞泄或水闸上游为正常蓄水位的不同情况对水闸下游消力池长度进行计算，避免了现有技术中只按照水闸最大泄洪流量计算的消力池导致计算的长度明显偏大，从而避免造成工程量增加和投资的浪费。本发明作为一种低水头水闸下游消力池建造方法，可广泛应用于水利工程领域。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，尤其是一种低水头水闸下游消力池建造方法。

背景技术

通常，在河道上修建的拦河水闸工程，其上、下游水位差一般较小，即水头较低。低水头水闸运行的特点为泄洪流量大、水位差较小，其泄洪消能多采用底流消能方式。由《水闸设计规范》(SL265)有关的消力池计算公式分析，消力池长度L_sj随消力池跃后水深h₂与消力池进口收缩断面水深h₁(即跃前水深)的差值(h₂-h₁)增大而增加，而消力池进口收缩断面水深h₁、跃后水深h₂以及其差值(h₂-h₁)等随水闸的泄洪流量增加而增大，因此，消力池长度随水闸泄洪流量增加而增大，其通常可由水闸最大泄洪流量来确定，如图1所示。

对于平原地区河流或闸上、下水位差较小的水闸，在水闸最大泄洪流量泄流条件下，其上、下游水位差较小(如《水闸设计规范》(SL265)规定，一般情况下，平原区水闸的过闸水位差可采用0.1～0.3m)，出闸水流多呈波状的明渠流流态，闸下游消力池无水跃产生。此时，根据现有设计方法按水闸最大泄洪流量计算的消力池长度会明显偏大，造成工程量增加和投资的浪费。

水闸下游消力池运行的水力条件和流态等较复杂，水闸泄流调控运行可分为两种方式：一是在水闸上游为正常蓄水位条件下，保持水闸上游水位为正常蓄水位，水闸闸门局部开启、控泄运行，此运行方式水闸上、下游水位差相对较大，如图2所示；二是当上游洪水来流量较大时，若仍保持水闸上游为正常蓄水位、水闸闸门局部开启控泄的运行方式，无法满足水闸泄洪的要求，因此，水闸闸门需全部开启敞开泄洪，以确保工程的安全运行，此运行方式水闸上、下游水位差相对较小，如图1所示。

通常，在给定的水闸泄流水力参数的条件下，根据工程的具体条件，可先计算和确定水闸下游消力池的池末端尾坎顶高程、池深等，然后再计算和确定消力池的长度。目前，水闸下游消力池池末端尾坎顶高程、池深等的计算和确定的方法相对较成熟，其可参考相关的文献，但没有针对消力池长度合理性的研究成果，因此在实际建造过程中难以避免多余的工程量和投资的浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种保证安全性能、减少工程量的低水头水闸下游消力池建造方法。

本发明所采用的技术方案是：一种低水头水闸下游消力池建造方法，包括有以下步骤：

A、计算水闸渲泄最大洪水流量、闸门全开敞泄的闸室堰顶上游水头H和以闸室堰顶起算的下游水深h_s；

B、若水闸闸门全开敞泄、最大泄洪流量的h_s/H≥0.8时，采用步骤D的计算方法计算水闸下游消力池长度；

C、若水闸闸门全开敞泄、最大泄洪流量的h_s/H＜0.8时，根据现有设计规范计算水闸下游消力池长度；

D、在水闸上游为正常蓄水位条件下，根据水闸闸门控泄的各级开度e计算水闸下游消力池长度，并以计算的下游消力池长度最大值，选取为水闸下游消力池长度；

E、根据上述计算得到的水闸下游消力池长度建造水闸下游消力池。

进一步，所述步骤D中的水闸闸门控泄的各级开度e对应的水闸下游河道水位为低一级闸门开度泄流稳定之后的水闸下游河道水位。