[实用新型]整流消能跌井装置

说明书

本实用新型涉及一种整流消能跌井装置，包括：跌坎，跌坎的上游衔接上游来水或支流汇水；消力井，消力井沿水流方向设置在跌坎的下游；消能梁，消能梁沿垂直于水流方向间隔设置在消力井中；尾坎，尾坎沿水流方向设置在消力井的末端；折弯部，折弯部沿水流方向设置在尾坎的下游；整流段，整流段沿水流方向设置在折弯部的下游；消能齿坎，消能齿坎沿垂直于水流方向间隔设置在整流段的底面。本申请提供的上述方案，通过跌坎、消力井、消能梁、尾坎、折弯部、整流段以及消能齿坎的综合模块设计，可以明显减少工程量，同时，通过消力井、消能梁、折弯部以及消能齿坎的联合作用，可以实现水流机械能的消杀。

技术领域

本实用新型涉及工程水力学泄洪消能技术领域，特别是涉及一种整流消能跌井装置。

背景技术

在水利水电工程及航运工程中，时常遇到大落差跌水现象或坡度较陡的河段，为有效控制不利水流流态的影响，减轻水流对河道底坡及边岸的侵蚀作用，常常需通过工程手段对该河段进行消能降速处理。

一种处理思路为：分散高差，即将河道的水流落差沿河段纵向分散开，通过设置多级跌流消力井将水流所携带的能量进行逐级消杀，最终达到消能降速的目标，该技术虽然简便成熟，在工程中应用广泛，但该方法最大的弊端是占地面积大，在空间局促时并不适用。

另外一种处理思路为：将水流的能量集中起来后集中处理，通常采用的技术手段是设置跌水+水垫塘组合式消能工，该技术通过跌水结构将水流携带大量机械能集中释放，随后利用跌水水舌在水垫塘中形成水跃流态，使水体强烈紊动、剪切，并伴随大量水气混掺作用实现水流能量的集中消耗。该方法在跌水落差较大，特别是水垫深度偏小的情况下，其跌落水流对水垫塘底板的冲击力大，水流入水区域附近压力梯度大，水流紊动强烈，易影响水垫塘底板的稳定性，威胁消能工结构安全。此外，该技术中的水流噪声相对较大，不宜设置在居民区附近；若布置在支流与主流交汇处附近，受水垫塘水体波动影响，易对下游主流造成较大扰动，需额外增设稳水整流措施。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的河段消能降速处理装置工程量大的问题，提供一种整流消能跌井装置。

本实用新型提供了一种整流消能跌井装置，包括：

跌坎，所述跌坎的上游衔接上游来水或支流汇水；

消力井，所述消力井沿水流方向设置在所述跌坎的下游；

消能梁，所述消能梁沿垂直于水流方向间隔设置在所述消力井中；

尾坎，所述尾坎沿水流方向设置在所述消力井的末端；

折弯部，所述折弯部沿水流方向设置在所述尾坎的下游；

整流段，所述整流段沿水流方向设置在所述折弯部的下游；

消能齿坎，所述消能齿坎沿垂直于水流方向间隔设置在所述整流段的底面；

升坎，所述升坎沿垂直于水流方向通长设置在所述消能齿坎的下游，所述升坎上的斜面朝向上游设置，且所述升坎上的斜面与水流方向的夹角为钝角。

上述整流消能跌井装置，通过跌坎、消力井、消能梁、尾坎、折弯部、整流段、消能齿坎以及升坎的综合模块设计，可以明显缩短工程量，同时，通过消力井、消能梁、折弯部以及消能齿坎的联合作用，可以实现水流机械能的消杀。

在其中一个实施例中，所述消能梁的上表面位于所述跌坎顶部的下方。

在其中一个实施例中，每一层所述消能梁与另一层所述消能梁错位分布。

在其中一个实施例中，所述消能齿坎沿垂直于水流方向的截面为直角梯形，所述直角梯形上的竖直腰朝向上游，所述直角梯形上的倾斜腰朝向下游。

在其中一个实施例中，所述消能齿坎沿垂直于水流方向等间距布置。