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消力檻

鎖定
消力檻(baffle threshold )亦稱消力牆,是在消能時加大下游水深的一種工程措施。即在泄水建築物下游附近的河牀中修築一道低水堰。使堰前水位壅高,增大了泄水建築物後的水深,因而可以發生淹沒水躍。 [1] 
中文名
消力檻
外文名
baffle threshold
別    名
消力牆
釋    義
消能時加大下游水深的工程措施
學    科
水利工程
分    類
實體檻、齒檻

消力檻簡介

輔助消能設於消力池內,用以加速消能或改善流態的設施。有尾檻、陡坡消力墩及消力墩三種。設於消力池尾部的稱尾檻,用以增加水深,促成水躍和調整流態,減小底流速。設於消力池中部的單個突起物,稱消力墩;有時也設於池首或陡坡末端,稱陡坡消力墩;兩者均可加速消能,起縮短池長的作用。
消力檻是以消減急流水體的能量為目的,使水流從急流轉變為緩流的一種門檻狀的工程構築物。經過消能後的水流,流速應較緩,且斷面流速分佈應較均勻,不致對下游河牀造成強烈的沖刷破壞。 [2] 
消力檻 消力檻

消力檻消力檻作用及形式

消力檻的作用是雍高護坦上的水深,促使下泄水流產生掩沒水躍,同時將底部高速水流挑向水面,使水流擴散,削減下游側邊迴流,出池水流盡早恢復到河(渠)道的正常流速分佈狀態,以縮短下游防護段的長度。
當消力檻位於護坦末端時,常稱為尾檻。消力檻也可設於消力池內,起輔助消能作用,在池內水深不足的情況下,有助於促成水躍,改善開閘初始水流的消能情況。
消力檻有2種形式:
(1)實體檻。其斷面一般多為折線形實用堰,例如矩形、迎水面直立或傾斜的梯形等。
(2)齒檻。由由一系列高低相間的齒組成,齒的斷面一般為梯形或三角形。
消力檻在平面上的佈置,一般採用直線形,也可採用向下遊方向凸出的曲線或折線形,有助於水流更好地擴散。

消力檻消力池構造

消力池與閘底板、海漫、兩岸翼牆之間均應設置沉降縫。位於防滲範圍內的縫應設置止水,大型水閘應設兩道止水,位於非防滲範圍內的縫可鋪貼瀝青油氈。池寬較大時,護坦還應設置順水流方向的沉降縫,縫距一般不大於20~30m,縫寬一般為2~2.5cm。縫的位置不宜設於閘孔中心線處,以減輕水流對縫的沖刷作用。護坦在垂直於水流方向一般不分縫,以保證護坦的整體穩定性。
為降低護坦底部揚壓力,可在護坦水平段的後半部設排水孔,孔徑一般為5~25cm,間距1~3m,呈梅花狀佈置,孔內填碎石或無砂混凝土,以利排水防淤。排水孔下設反濾層。消力池末端底部一般設齒牆,以增強其抗滑穩定性,齒牆深一般為0.8~1.5m,寬0.6~0.8m。

消力檻陡槽底台階式消力檻

為消除溢水陡槽後水流能量對消力檻結構的磨損,在陡槽末端或實用剖面溢流堰斜坡上設置梢力檻。 消力檻包括佈置在陡槽上的梯形挑板和台階,如圖《陡槽底台階式消力檻》所示 。
陡槽底台階式消力檻 陡槽底台階式消力檻
為使挑板在陡槽底上 有較大的抬高,需支撐在陡槽側牆 支柱或陡槽底板的小墩上(柱上 ) 。 當陡槽底板設有小墩時,則陡槽被分為幾孔 。而梯 形挑板下面的台階的寬度則做成 與陡槽段同寬。
水流沿陡槽下泄時,被梯形挑板分割為兩部分,一部分沿挑板通過,水流在板上的 擴散運動方 向與梯形板的斜度相適應,離開梯形挑板以慣性作用進 入大氣中,沿曲線軌跡方向運動 。 另一部分水流沿陡槽從梯形挑板的兩側通過到達台階沿槽寬擴散,使台階 上抬高的水流繼續進入大氣中。 [3] 
兩部分水流進入大氣中相交後被粉碎 、充氣,並以非常分散的流動形式跌落在泄水渠中,使頗大的部分水流能量被消除。此後水流轉入平靜狀態,從而使陡槽末端發 生水躍所需要的泄水渠長度減小 。
參考資料
  • 1.    鄒廣嚴.能源大辭典:四川科學技術出版社,1997
  • 2.    姚玲森,李富文.中國土木建築百科辭典:中國建築工業出版社,1999
  • 3.    西北水資源與水工程 .陡槽底台階式消力檻:西北水資源與水工程 ,1990