一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程技术领域，具体涉及一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工。

背景技术：

2.平面布置时消力池大多采用等宽直线型布置，但在一些高原山地、丘陵众多的地区，河道急弯较多，在这些地方布置消能设施时，往往受到地形、地质条件的限制及坝址轴线选择等布置的原因，消能建筑物与弯道邻近，若采用全程等宽直线型消力池将大大增加岸坡开挖的工程量，且会面临消力池出口水流与下游转弯河道衔接问题；此外，若消力池布置时规模因地形、地质而受限，消能不充分，那么出口水流仍带有一定能量，将形成弯道段局部水流大幅度波动，与凹岸坡脚部位发生对冲的不利流态，如不采取工程措施，将影响弯道段凹岸的岸坡稳定，从而影响工程的运行安全。因此，采用复合式消能方式、底流消能与面流消能相互结合，对于新建和改、扩建布置在弯曲河道中消能工的安全运行都至关重要。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工，具有采用复合式消能方式、底流消能与面流消能相互结合，从而在新建和改、扩建布置弯曲河道中，都能有效提高安全性能的优势。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述高边坡底部设置导水部，所述消能工包括：消力池，所述消力池设置有不少于两个，且其均沿水流方向排布，其中一个所述消力池与所述导水部连通，另一个所述消力池与人工湖连通；及，梯级消能部，所述梯级消能部设置于相邻两个所述消力池之间，所述梯级消能部呈阶梯状设置。
5.优选地，所述消力池设置有两个，且其两者之间设置有转弯部，所述转弯部供水流改变流向。
6.优选地，所述转弯部与所述梯级消能部重合。
7.优选地，所述消力池上设置有若干阻水部，所述阻水部凸出设置于所述消力池上。
8.优选地，所述阻水部朝向水流方向的一面与所述消力池垂直设置，所述阻水部呈矩形断面状设置。
9.优选地，所述阻水部设置有三个，且沿水流方向均匀排布于所述消力池上。
10.优选地，所述消力池及梯级消能部的材质均为水泥。
11.优选地，所述消力池设置有两个，其中一个高于另一个，所述梯级消能部连通两者。
12.优选地，靠近所述高边坡的所述消力池长度小于另一个所示消力池的长度。
13.优选地，所述人工湖底面低于与其连通的所述消力池。
14.采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：
15.1、在水流通过高边坡流入第一个消力池时，其水流得到进行初步消能，水流再次经过连续的梯级消能部，实现二次消能，二次消能后的水流再次进过一个消力池，其中采用等宽矩形断面，通过水跃完成部分的消能工作，随后在再流入人工湖，实现第三次的底流消能，最终完成整个高边坡的消能，这样设置的消能工通过在多种消能方式的结合，有效提高了消能工的安全性。
16.2、消力池设置有两个，且其两者之间设置有转弯部，转弯部供水流改变流向，从而进一步使得水流速度降缓，弯曲部与梯级消能部重合，梯级消能部能够有效地加固弯曲部的岸墙结构。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是对应图1的侧视图。
20.附图标记说明：1、高边坡；2、第一消力池；21、阻水部；3、转弯部；4、梯级消能部；5、第二消力池；6、人工湖。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
23.本实施例涉及一种用于高边坡1转弯消能的复合型消能工，如图1及图2所示。
24.本消能工布置在高陡坡的下河道，在高边坡1的底部设置一个导水部，使得高边坡1的水流可以通过导水部集中汇流至本消能工内，本消能工为复合式消能工，由多个消能子组件构成，从而可以对水流进行多重消能，有效提升消能效果。其图中描述的水流粗细代表了水流急缓程度，其图中描述的水流方向为箭头所指。
25.优选地，多个消能子组件包括了消力池及梯级消能部4，其中消力池设置有两个，分别为第一消力池2及第二消力池5，消能子组件从靠近导水部的一侧开始排列，器顺序为第一消力池2，第一消力池2后部连接梯级消能部4，梯级消能部4其后连接第二消力池5，第二消力池5后部则连接人工湖6，以实现整个消能过程。
26.需要补充的是，高边坡1一般坡度大于80
°
，因此水流较为湍急和猛烈，容易对其岸边造成剧烈冲击和泄洪风险，普通的等宽直线型布置的消能工无法对此类地方起到有效地消能。消力池底流消能是水利工程中常见的消能方式，其利用消力池来控制水跃位置，通过水跃发生的表面旋滚和强烈紊动来消除余能。
27.优选地，梯级效能部为六个逐级向下排列的台阶，使得水流经过其上的连续跌坎进行面时，可以有效消能。台阶数并无限制，可为任意数目，数目越多消能效果越显著，但其
工程量和成本也相应提升，且其台阶长度与高度均可根据水流的大小及速度进行相应的适配。
28.在其他实施例中，本消能工还可用于在水流量高的区域，在水流量高的区域也可以对水流进行一个有效地消能。
29.优选地，第一消力池2与第二消力池5之间还设置有拐弯部，拐弯部整体呈一个圆弧状设置，拐弯部可以使得水流在其中冲击岸墙结构，以进一步达到消能效果。
30.在其他实施例中，拐弯部可以呈一个直角状设置，虽然直角结构对水流的消能效果最显著，但其会对位于拐弯部的岸墙造成更猛烈的冲击，且容易使得水流在剧烈冲击下产生泄流风险。
31.优选地，拐弯部与梯级消能部4重合，梯级消能部4此时也可以对拐弯部的岸墙起到一个加固作用，使得拐弯部承受冲击的能力得到显著的提高，两者结合也提高了对水流的消能效果。
32.需要补充的是，拐弯部设置有两个，其第一部分将水流往顺时针方向调整90
°
，随后第二部分紧接着对拐弯后的水流进行二次拐弯，其可将水流以逆时针方向调整90
°
。使得水流方向不变，但经过两次拐弯后的水流不与初始未拐弯的水流对齐，其两者经过拐弯后错位。
33.优选地，消力池上设置有若干阻水部21，阻水部21凸出设置于消力池上，第一消力池2的长度短于第二消力池5，相对应的第一消力池2上相邻的阻水部21设置的较为靠近。而第二消力池5因长度较长，其上设置的阻水部21较为稀疏，相邻阻水部21的距离较远。
34.需要补充的是，阻水部21朝向水流方向的一面与消力池垂直设置，阻水部21呈矩形断面状设置，使得其对底流产生良好的消能效果。阻水部21设置有三个，且沿水流方向均匀排布于消力池上。消力池及梯级消能部4的材质均为水泥。
35.优选地，人工湖6的底面低于与其连通的第二消力池5，使得水流在第二消力池5的出口处流入人工湖6进行第三次底流消能，最终完成整个高边坡1的消能。
36.本实用新型的工作原理大致如下述：水流经高陡坡下来后先进入第一消力池2进行初步消能；转弯处设置梯级消能部4，同时也可加固岸墙结构；转弯后采用第二消力池5底流消能，其中采用规范推荐的等宽矩形断面，通过水跃完成部分的消能工作；出口处连接缓冲段最后流入人工湖6进行第三次底流消能，最终完成整个高边坡1的消能。
37.以上，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述高边坡(1)底部设置导水部，所述消能工包括：消力池，所述消力池设置有不少于两个，且其均沿水流方向排布，其中一个所述消力池与所述导水部连通，另一个所述消力池与人工湖(6)连通；及，梯级消能部(4)，所述梯级消能部(4)设置于相邻两个所述消力池之间，所述梯级消能部(4)呈阶梯状设置。2.根据权利要求1所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述消力池设置有两个，且其两者之间设置有转弯部(3)，所述转弯部(3)供水流改变流向。3.根据权利要求2所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述转弯部(3)与所述梯级消能部(4)重合。4.根据权利要求1所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述消力池上设置有若干阻水部(21)，所述阻水部(21)凸出设置于所述消力池上。5.根据权利要求4所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述阻水部(21)朝向水流方向的一面与所述消力池垂直设置，所述阻水部(21)呈矩形断面状设置。6.根据权利要求4所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述阻水部(21)设置有三个，且沿水流方向均匀排布于所述消力池上。7.根据权利要求1所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述消力池及梯级消能部(4)的材质均为水泥。8.根据权利要求1所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述消力池设置有两个，其中一个高于另一个，所述梯级消能部(4)连通两者。9.根据权利要求8所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，靠近所述高边坡(1)的所述消力池长度小于另一个所示消力池的长度。10.根据权利要求1所述的用于高边坡转弯消能的复合型消能工，其特征在于，所述人工湖(6)底面低于与其连通的所述消力池。

技术总结

一种用于高边坡转弯消能的复合型消能工，它涉及水利工程技术领域。它通过在水流通过高边坡流入第一个消力池时，其水流得到进行初步消能，水流再次经过连续的梯级消能部，实现二次消能，二次消能后的水流再次进过一个消力池，其中采用等宽矩形断面，通过水跃完成部分的消能工作，随后在再流入人工湖，实现第三次的底流消能，最终完成整个高边坡的消能，这样设置的消能工通过在多种消能方式的结合，有效提高了消能工的安全性。并且在两个消力池之间还设置有拐弯部，拐弯部整体呈一个圆弧状设置，拐弯部可以使得水流在其中冲击岸墙结构，以进一步达到消能效果。以进一步达到消能效果。以进一步达到消能效果。