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面流消能

[db:作者]2021-02-27 13:12:05农业百科49人已围观

简介面流消能

  面流消能 : 利用溢流末端的鼻坎, 将主流挑至下游水面, 以消减能量防止底部冲刷的消能形式。 它利用在跌坎附近形成的底部旋滚消耗能量, 并使主流沿下游水面扩散,不直接冲刷河床, 达到消能防冲的目的。面流消能常用于两岸抗冲能力较强, 单宽流量变化范围较小, 下游尾水较深的中、 低坝,特别是有排冰、漂木而无通航要求的情况。 面流消能的优点是河床无需加固, 便于排泄漂浮物。 它的缺点是流态复杂多变且不稳定,对下游水深要求较所有其它消能型式都高;波浪较大, 延伸较远, 两岸易遭冲刷, 因而护岸工程费用大; 对航运和电站的运行也不利, 因此, 面流消能只能在一定条件下使用。
面流流态比较复杂。 面流流态的发生和消失, 与单宽流量q、总能头E、 下游水深ht以及坎高a、 坎长L、挑角θ等很多因素有关(见图)。 例如当q和E一定时, a如果小于最小坎高amin,将不产生面流。 又如当q、E、a、L、θ都一定时, 随着下游水深ht的由小到大, 将逐次出现底流、 自由面流、 自由混合流、 淹 没混合流、淹没面流、回复底流等多种流态。在相临两种流态之间都存在着流态变化的界限水深。当不需要宣泄漂浮物,且河床具有一定抗冲能力时,可适当放宽流态要求,只要不出现两种底流流态即可; 当需要宣泄漂浮物时,则只允许出现自由面流。这就要求下游水深必须处于或宽或狭的两种界限水深的范围之内。实际上,q和E都是不断变化的,设计时,一般可按最大和最小单宽流量时都能出现所需要的面流流态的原则来确定挑坎的尺寸,必要时应进行水工模型试验加以研究论证。


面流消能衔接图


面流消能于1926年由苏联萨巴涅也夫(А.А.Сабанеев)提出,并应用于伏尔霍夫水电站溢流坝的消能工中,单宽流量为129.0米3·秒-1·米-1。中国龚嘴溢流坝也采用了这种消能型式,最大单宽流量达240米3·秒-1·米-1

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