内蒙古乌拉河闸二级消能设计体会
[日期：06/21/2006 20:58:00]
来源： 作者：
[字体：大 中 小]
１ 工程概况
内蒙古河套灌区总干渠第一分水枢纽乌拉河进水闸建于１９６３年，原设计流量为２３ｍ３／ｓ，远景流量为２９ｍ３／ｓ，闸室共２孔，单孔净宽３．０ｍ，闸门型式为平板钢闸门。闸下设消力坎消能，坎高０．５ｍ，消力池长１２．０ｍ。
该闸使用多年，运用条件已发生变化。现闸设计流量为３０ｍ３／ｓ，闸上设计水位为１０４７．５０ｍ，相应下游水位为１０４５．４８ｍ。因消力坎消能不充分，造成下游冲刷。为此，该闸被列入《黄河内蒙古河套灌区２００１年续建配套与节水改造工程》。设计考虑了消力池拆除重建及二级消力池两个
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
，推荐采用二级消力池方案。
２ 消能工设计流量的确定
２．１ 确定原则
消能工深度的设计流量为（ｈｃ″－ｈｔ）最大值所对应的流量，而非过闸最大流量。一般将闸上高水位、闸下无水作为消能计算的初始情况，将通过水闸的最小流量到最大流量范围内的各级流量，按以下
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
计算相应的ｈｃ和ｈｃ″，并定出相应的ｈｔ。对多孔闸，应根据闸门操作调度方案，按闸孔开启顺序、提升档次依次计算ｈｃ″。本闸按２孔同时开启，每次提升０．２ｍ计算。消能工长度的设计流量为最大流量。
２．２ 计算公式及
说明
关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书
收缩水深ｈｃ和跃后水深ｈｃ″的计算式如下：
ｈｔ为堰顶算起的上一级闸孔开度过流量对应的下游水深。由表１可知，当闸孔开度ｅ＝０．４ｍ，ｈｃ″－ｈｔ值最大为１．４１２ｍ，闸上水位为１０４８．６ｍ，闸下水位为１０４５．０９６ｍ，Ｑ＝１２．０４１ｍ３／ｓ，以此作为消能工深度的设计流量。
３ 二级消力池设计
３．１ 二级消力池加固措施
原消力池池长１２．０ｍ，设消力坎，坎高０．５ｍ。设计将原消力坎凿除，在原消力池后增设第一级消力坎和第二级综合式消力池。结构布置见图１。
３．２ 收缩水深ｈｃ及跃后水深ｈｃ″的计算式
ｂ１、 ｂ２——消力池首端及末端宽度
３．３ 第一级消力池设计
３．３．１ 第一级消力池池长计算
采用《水闸
设计规范
民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计
》中公式：
经计算，当Ｑ＝３３．７６８ｍ３／ｓ时，ｈｃ＝０．６９５ｍ，；βＬｊ＝９．９４ｍ。原消力池水平段长度为８．４ｍ，池长不满足要求。设计将原消力坎凿除，在原结构下游１．２ｍ处新设消力坎。
３．３．２ 第一级消力池坎高ｃ的计算
３．４ 第二级消力池设计
３．４．１ 收缩水深ｈｃ的计算
根据水流运动的基本方程式，建立１—２、 ２—２断面能量方程，仍用式（３）计算ｈｃ及
３．４．２ 第二级消力池尾坎高度计算
各资料中对尾坎高度的计算方法有所不同，笔者认为，不宜采用消力坎坎高的计算方法。因为前者 ＞０．４５即为淹没出流，而在设计中应尽可能使＞０．８５，使坎后形成较为平顺的水面衔接。有时计算值与选定值相差较大。
计算步骤为：初拟坎高ｃ＝（０．１～０．３）ｈｓ，并假设Ｈ１，求σｓ，反算Ｈ１，此处， ,直到假设Ｈ１与计算值相符。本闸选取尾坎高ｃ＝０．２ｍ、Ｈ１＝０．７９５ｍ，求得σｓ＝０．７５７９，反算Ｈ１＝０．７９７ｍ，＝０．８７，坎后水流条件较好。
３．４．３ 第二级消力池池深计算
设池深ｄ＝０．３ｍ，Ｔ０＝２．０４２ｍ，ｈｃ＝０．２５５ｍ，ｈｃ″＝１．１６１ｍ， ｄ＝０．２６ｍ，选定池深满足要求。
３．４．４ 第二级消力池池长计算
经计算，当Ｑ＝３３．７６８ｍ３／ｓ时，Ｔ０＝３．０４２ｍ，ｈｃ＝０．６１２ｍ，ｈｃ″＝１．８６１ｍ；βＬｊ＝６．４６ｍ，考虑１：３～４斜坡段长度Ｌｓ，选定池长为１０．８ｍ，结构长度为１３．０ｍ。
４ 其他消能
设计方案
关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案
４．１ 拆除重建方案
新建消力池设计为综合式消力池，经计算，尾坎高度为０．３ｍ，池深０．８ｍ，池长１８ｍ（结构长度为１９．２ｍ）。
４．２ 辅助消能工
消力池中的辅助消能工多为趾墩、消能墩或二者的结合（即美国垦务局推荐的ＵＳＢＲ—Ⅲ型消能池）。本闸消力池池深、池长不够，如设辅助消能工，虽能缩短水跃长度，但并不能有效降低跃后水深，仍需设二级消力池，故未采用。其理论研究亦不充分，加之消能墩受水流冲击，新旧混凝土结合处施工复杂。
５ 对水闸消能设计的认识
５．１ 前苏联消能工的水力计算
根据前苏联消能工的计算关系式，一般消力池水平段长度ｌｃ在（１．５～６）ａｎｐ内选取，ａｎｐ＝（ｈｃ″－ｈｃ），最适宜的长度ｌｃ＝（２～４．５）ａｎｐ。对在消力坎（临界坎高）下游设置的不深的消力池，第一级消力池ｌｃ在（２～４）ａｎｐ内规定，第二级消力池池长ｌｋ及池深ｄｋ由不同Ｆｒ１时的关系曲线查取。
５．２ 消力池类型的选择
消力池类型的选择应根据闸下水跃淹没度确定。如水跃淹没度（ｈｓ／ｈc″）等于或略小于１．０，宜选用尾坎式消力池，或在护坦上加设消力墩；当淹没度等于０．８５～０．９５时，可选用挖深式消力池；当淹没度等于０．８～０．９时，可选用综合式消力池；当淹没度小于０．７时，应选用多级消力池消能。
５．３ 对消力坎坎高及尾坎坎高的认识
对水闸消能工而言，其流速小于１２ｍ／ｓ，通常不发生空化与空蚀。为此，常将消能墩、消力坎上游面做成直立型式，相同条件下其临界墙高最低。
一般消力坎设计时，坎高的确定应满足３个条件：①坎前形成淹没水跃；②坎高高出闸底部分不宜大于０．０５Ｈ，以免影响泄流；③坎后水流流态平顺，形成高淹没度流态。如设计成二级消力池，坎高仍需满足前两个条件。选定坎高应比计算值略高。
综合式消力池的尾坎高度应使坎后形成高淹没度流态，选定坎高应比计算值略低。
６ 结语
（１）水闸二级消能池设计为水闸消能工加固措施提供了新思路、新方法。
（２）因受原工程条件制约，第一级消力坎既要满足临界坎高，又不能影响泄流，因此直接影响二级消能方案的可行性，应予重视。
浙公网安备 33021202002483