基本介紹
- 中文名：水躍消能
- 外文名：Hydraulic jump energy dissipation
- 繁體：水躍消能
- 尾水深度：3種
- 銜接流態：3種
- 措施：三種
技術原理,主要特點,施工方法,發展套用,
技術原理
根據尾水深度小於、等於和大於水躍躍後水深,水躍消能將出現遠驅、臨界和淹沒水躍三種銜接流態。
消力池深度與消力坎高度可通過水力計算確定，也可利用輔助圖表進行計算。消力池長度一般為平底自由水躍長度的70%～80%。消力池形式很多，較常見的有平底矩形斷面消力池、斜坡消力池、擴散與收縮型消力池和梯形斷面消力池等。為了提高消力池消能效果，減小消力池深度和長度，常在池中設定輔助消能工，常見的有分流趾墩、消力墩及尾檻等。
當躍前流速大於15m/s時，水躍前部的輔助消能工易遭空蝕破壞，不宜採用。水流出消力池後,底部流速仍較大時，應根據河床地質情況,設定海漫、防沖槽等防沖設施。對於重要工程，水躍消能方案，要由水力模型試驗確定。
主要特點
水躍消能主要靠水躍產生的表面旋滾及旋滾與底流間的強烈紊動、剪下和摻混作用。它具有流態穩定，消能效果較好,對地質條件和尾水變幅適應性強,尾水波動小，維修費用省等優點。但護坦較長，土石方開挖量和混凝土方量較大，工程造價較高。上游水位到躍首斷面的落差大，故該處流速高,當弗勞德數Fr低時,消散的動能少，即余能多，而余能主要就是躍後水深表達的位能。水躍消能套用很廣，適於高、中、低水頭，大、中、小流量各類泄水建築物。
施工方法
在工程上,水躍消能要設計成能產生具有一定淹沒度σ (σ =1.05～1.10)的水躍，此時水躍消能的可靠性大,流態穩定；但淹沒度不能過大，否則將使消能率降低，護坦長度增加。臨界水躍消能效果最好，但流態不穩定，有時會產生遠驅水躍，河床需要保護的範圍反而長，設計時要設法避免。為此可採用以下三種措施：
護坦用來保護河床不受高速水流沖刷。護坦長度應在水躍末端下游延伸一段距離。護坦厚度在自重、揚壓力、時均水壓力和脈動水壓力等荷載作用下，應滿足穩定要求，多做成上游厚下游薄。護坦下設排水以減小揚壓力。護坦抗浮穩定安全係數小時，可用錨筋加固。護坦應設溫度伸縮縫；縱、橫縫應設止水。為防止水流淘刷，護坦末端，可設齒坎或齒牆。
