消能措施 使泄水建築物上下遊河床和岸坡免受水流沖刷毀壞的工程措施。泄水建築物把含約9.8QH千瓦(Q為流量,H為落差,分別以m3/s和m計)動能的水流送往下游。其中,一部分轉化成位能;一部分通過摩擦、旋滾、擴散、撞擊、變成熱能耗散,即"消能"。
消能措施 使泄水建築物上下遊河床和岸坡免受水流沖刷毀壞的工程措施。泄水建築物把含約9.8QH千瓦(Q為流量,H為落差,分別以m3/s和m計)動能的水流送往下游。其中,一部分轉化成位能;一部分通過摩擦、旋滾、擴散、撞擊、變成熱能耗散,即"消能"。在能量急劇轉換的部位,需採用防止水流沖刷河床、岸坡的保護措施,以維護樞紐各建築物的安全運行。下游防護設施的內容、範圍和形式,取決於水文、地質、地形、樞紐布置和消能工形式等條件。利用水躍消能的消力池和自由跌落式消能工的水墊塘,都要採用混凝土或其他材料將底部和岸坡加以保護。挑流消能和面流消能,由於沖刷坑遠離壩腳,常不做專門防護設施。軟土地基上的閘壩,其下游一般都有護坦、海漫、防沖槽和護坡等防護設施,僅在需要處進行預挖及岸邊保護(見圖)。
防沖設施
護坦是設於水閘、溢流壩、泄水孔(洞)等泄水建築物下游,保護河底免遭破壞的剛性結構,在消力池或水墊塘的情況下兼做池(塘)底板。護坦材料,常採用高強度混凝土、加筋混凝土以至鋼纖維混凝土或塑膠混凝土,以防止高速水流或高含沙水流的空蝕、沖刷或磨蝕破壞。護坦的形式和尺寸,根據水力學計算和水力模型試驗確定。有時為加強消能效果,護坦上還加設各種消力墩、檻,甚至二道壩等。護坦厚度,應使護坦在浮托力、滲透和水流脈動壓力作用下不被掀動,用計算和工程類比方法確定。在構造上要做好縫的止水、底部排水(及反濾層)和岩基情況下的錨固。
海漫是設在護坦下游,用以調整水流消除剩餘能量的柔性或剛性防沖結構,通常是採用各種形式的混凝土塊體、乾砌塊石、鉛絲籠等。這種結構能隨河床的被淘刷而下沉,仍並不失其護底作用。海漫沿水流方向除在平面上向兩側擴散外,末端常做成緩坡,讓水深逐漸增加,水流擴散減速消能。
防沖槽是設在海漫末端、呈槽形並拋填石塊的護底工程。萬一下遊河床遭受沖刷,可藉以支持和保護海漫免遭淘刷坍毀;床面下降時,拋石還可攤開,形成護底,從而制止沖坑擴展。有時,在壩腳、護坦或海漫末端做齒牆伸入地基一定深度或至基岩面,也能防止沖坑下淘,保證建築物安全。必要時,也可在壩腳、溢洪道等建築物末端採用沉井或井柱作為深齒牆,起加固地基和防止淘刷作用。