技術領域

本實用新型涉及一種用于水利水電工程中高水頭、大單寬流量的低霧化、高效的泄洪消能技術，特別涉及一種雙層分散消能的高低坎消力池技術。

背景技術

目前，高水頭、大單寬流量泄洪消能問題是水利工程里面一個難度較大又至關重要的問題。

而現有技術中，公開號為CN101215828A的專利提出了一種高低坎底流消力池；而公開號為CN101624818A的專利對該高低坎底流消力池進行了改進，采用差動分裂式進口，包括水流進口段、與水流進口段相接的消力池、與消力池相接的護坦。此種結構的消能設施使下泄水流通過高低坎消力池時，呈現出淹沒射流狀態，下泄水流跌入消力池，不直接沖刷消力池底板，降低了底板壓力，也可以較大程度的降低消力池內的臨底流速，具有較高的消能率，且消力池運行較為安全，相對于其他形式的消能工具有顯著的優越性。

同時，研究發現泄洪過程中，水流進口段跌坎下方消力池的前半部分形成強消能區，大部分能量集中于前半段消散，以至于使消力池的前半段形成集中消能區。而集中消能區水流紊動劇烈，雖然達到了高效消能的作用，但沒有完全充分的利用消力池的長度進行消能，而且消能時水面波動較大，存在流態不穩定的問題，同時也存在損壞消力池結構、影響泄洪建筑物的正常運行的可能性。

因此，分散高低坎消力池的集中消能區域，消除集中消能區水流紊動劇烈、水面波動較大的現象顯得尤為必要。

綜上所述，提供一種雙層分散消能的高低坎消力池，有效解決消力池安全穩定運行中可能出現的不利水力學問題，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

公開于該實用新型背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本實用新型的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種雙層分散消能的高低坎消力池，以消減、均化下泄流量對消力池前半段的沖擊，分散高低坎消力池前半段的集中消能區，從而達到雙層分散的效果，并且消除集中消能區水流紊動劇烈、水面波動較大的現象。

為了達到上述目的，本實用新型提供一種雙層分散消能的高低坎消力池，所述雙層分散消能的高低坎消力池包括跌坎水流進口段、消力池、消力池尾坎及護坦；所述跌坎水流進口段由相間排列組合的高坎泄流孔和低坎泄流孔以及位于所述高坎泄流孔與低坎泄流孔之間的隔墻構成；所述消力池包括上層消力池和下層消力池，所述上層消力池與所述水流進口段相連并且所述上層消力池底板高程與所述低坎泄流孔出口端部高程相同，所述下層消力池位于所述上層消力池之后并且所述下層消力池底板高程低于上層消力池，所述消力池尾坎位于所述消力池的尾部；所述護坦與所述消力池尾坎相連。

優選地，所述雙層分散消能的高低坎消力池滿足以下關系式：d₃=d₂<d₁<L₂，其中，d₁為所述高坎泄流孔出口端部到所述下層消力池底板的高度，d₂為所述低坎泄流孔出口端部到所述下層消力池底板的高度，d₃為所述上層消力池底板到所述下層消力池底板的高度，L₂為所述上層消力池沿水流方向的長度。

優選地，所述雙層分散消能的高低坎消力池滿足以下關系式：d₄≥2d₂，其中，d₄為所述消力池尾坎到所述下層消力池底板的高度，d₂為所述低坎泄流孔出口端部到所述下層消力池底板的高度。

優選地，所述雙層分散消能的高低坎消力池滿足以下關系式：L₁：L₂=1：2～1：4，其中，L₁為所述消力池沿水流方向的長度，L₂為所述上層消力池沿水流方向的長度。

優選地，所述雙層分散消能的高低坎消力池滿足以下關系式：N₁>N₂，其中，N₁為所述高坎泄流孔的孔數，N₂為所述低坎泄流孔的孔數。

作為選擇，所述雙層分散消能的高低坎消力池滿足以下關系式：N₁<N₂，其中，N₁為所述高坎泄流孔的孔數，N₂為所述低坎泄流孔的孔數。

優選地，所述跌坎水流進口段的最外兩側為高坎泄流孔或低坎泄流孔。