專利名稱：涉水工程消能工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及涉水工程中的消能設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種涉水工程消能工。
背景技術(shù)：
在城市排水防澇、水利工程以及相關(guān)工程領(lǐng)域中，往往需要進(jìn)行長距離大落差輸水，在輸水落差較大的情況下由于水流跌落產(chǎn)生大量的勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化，具有較大動(dòng)能的水流對(duì)下游構(gòu)筑物產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊作用，因此，在相關(guān)工程中均采用不同形式的消能工對(duì)上游來水進(jìn)行消能，以減少水流沖擊對(duì)下游構(gòu)筑物的沖擊破壞。現(xiàn)有消能工類型有底流消能工、挑流消能工、面流消能工、戽斗消能工、沿程消能工、自由躍落式消能工、寬尾墩消能工和洞內(nèi)消能工以及混合型式消能工等。不同的消能工·適用水力條件不同，對(duì)于下游為非明渠段且落差較大的輸水系統(tǒng)，多采用消力井或者不同形式的消力坎進(jìn)行輸水消能。對(duì)于含泥沙的水流，水中所攜帶的泥沙懸浮物在通過較大落差的輸水構(gòu)筑物傳輸過程中，水流跌落產(chǎn)生大量動(dòng)能對(duì)下游構(gòu)筑物產(chǎn)生較大沖擊?，F(xiàn)有消能工往往只考慮水流的消能，而忽略了懸浮物在消能工段的沉積，消力井式消能工在泥沙含量較高的輸運(yùn)系統(tǒng)中往往需要高頻率的人工或機(jī)械清淤，否則則會(huì)因懸浮物的沉積而失去消能作用；而消力坎式消能工雖可起到消能作用，但摻混入水流的氣體不能在消能工段溢出，而是進(jìn)入下游構(gòu)筑物時(shí)才逐漸釋放，氣體溢出水體后在后續(xù)設(shè)施中形成大量氣團(tuán)，易形成水擊等不利水力現(xiàn)象，影響構(gòu)筑物的安全運(yùn)行。由于傳統(tǒng)消能工各方面缺陷的存在限制了其在下游是非明渠流的工程中的應(yīng)用。因此，開發(fā)一種既可實(shí)現(xiàn)良好的消能作用，避免泥沙在該工段大量淤積又同時(shí)使水流中摻混的氣體在該段順利溢出的消能工成為該類工程領(lǐng)域亟待解決的問題。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種涉水工程消能工以解決上述問題。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種既可實(shí)現(xiàn)良好的消能作用，避免泥沙在該工段大量淤積，又同時(shí)使水流中摻混的氣體在該段順利溢出的涉水工程消能工。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種涉水工程消能工，包括上游輸水構(gòu)筑物、跌水構(gòu)筑物、流量控制構(gòu)筑物和下游輸水構(gòu)筑物；所述上游輸水構(gòu)筑物通過所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接；所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接段的下游端設(shè)置有凸起的流量控制構(gòu)筑物，所述流量控制構(gòu)筑物上設(shè)置有若干通水孔。較佳的，所述跌水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接于所述下游輸水構(gòu)筑物的一端頭；所述流量控制構(gòu)筑物為一面向所述端頭、設(shè)置在所述下游輸水構(gòu)筑物下游端上的擋水墻，所述擋水墻與所述端頭之間形成的空間位置對(duì)應(yīng)于所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接口位置下方。[0009]較佳的，所述跌水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接于所述下游輸水構(gòu)筑物的中間段，所述流量控制構(gòu)筑物為兩相互對(duì)立設(shè)置在所述下游輸水構(gòu)筑物底端上的擋水墻，所述擋水墻與所述下游輸水構(gòu)筑物之間形成的空間位置對(duì)應(yīng)于所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接口位置下方。較佳的，所述擋水墻包括多塊相互平 行設(shè)置在同一平面上的板條，相鄰所述板條之間設(shè)置有通水孔。較佳的，所述板條為水平設(shè)置。較佳的，所述板條為垂直設(shè)置。較佳的，所述板條數(shù)量由所需要的消能自由水面高度及系統(tǒng)入流量確定。本實(shí)用新型的有益效果如下I、本實(shí)用新型具有良好的消能作用。水流由上游輸水構(gòu)筑物跌至下游輸水構(gòu)筑物的過程中，由于水流跌落產(chǎn)生大量的勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化，具有較大動(dòng)能的水流將對(duì)下游構(gòu)筑物產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊作用。本實(shí)用新型通過設(shè)置凸起的帶有通水孔的流量控制構(gòu)筑物，達(dá)到減小下游輸水構(gòu)筑物有效過水面積的效果，由于上游來水流量較大，同時(shí)下游過水面積減小，此時(shí)會(huì)在流量控制構(gòu)筑物圍設(shè)的區(qū)域形成一定量的積水，隨著積水自由水面的升高逐漸形成了一個(gè)凸起的消力井，達(dá)到對(duì)上游來水消能的效果，減少水流沖擊對(duì)下游構(gòu)筑物的沖擊破壞。2、避免泥沙在連接段大量淤積又同時(shí)使水流中摻混的氣體在該段順利溢出。由于流量控制構(gòu)筑物存在一定的過水?dāng)嗝妫谠摌?gòu)筑物前形成的自由水面具有一定的水頭，促使通過流量控制構(gòu)筑物的水流流速較大，同時(shí)由于上游來水對(duì)底端的沖擊作用，使易沉積的泥沙等懸浮物重新懸浮，并在高速水流的帶動(dòng)作用下流向下游，從而避免了懸浮物在該段的沉積，確保了消能部件的消能效果不受影響。通過流量控制構(gòu)筑物形成的消力井段可以實(shí)現(xiàn)水氣的劇烈混摻以達(dá)到消能效果，同時(shí)在流量控制構(gòu)筑物的阻水壓縮過水?dāng)嗝孀饔孟麓偈顾袣怏w在該段大量溢出，減少了進(jìn)入下游設(shè)施水流的摻氣量，可避免水擊水錘等不利水力現(xiàn)象的產(chǎn)生幾率。3、流量控制構(gòu)筑物采用減小過水?dāng)嗝嬗行娣e的多孔(或多縫隙)擋水墻，結(jié)構(gòu)簡單，施工便捷，且使用效果好。以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

圖I是實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3中B-B截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例一種涉水工程消能工，包括用作上游輸水構(gòu)筑物的輸水管道I、用作跌水構(gòu)筑物的豎井2、用作流量控制構(gòu)筑物的擋水墻3和用作下游輸水構(gòu)筑物的排水管道4 ;輸水管道I通過豎井2與排水管道4連接；豎井2導(dǎo)通連接于排水管道4的一端頭，面向所述端頭、在排水管道4的下游端設(shè)置有擋水墻3。如圖2所示，擋水墻3由多塊相互平行設(shè)置在同一平面上的板條組成，板條5水平的架設(shè)在排水管道4內(nèi)，相鄰板條5之間設(shè)置有通水孔6，擋水墻3與所述端頭之間形成的空間位置(相當(dāng)于消力井)對(duì)應(yīng)于豎井2與排水管道4連接口位置下方。示例性的，本實(shí)施例是這樣應(yīng)用的如圖I所示，水流由用作上游輸水構(gòu)筑物的輸水管道I跌至用作下游輸水構(gòu)筑物的排水管道4的過程中，由于水流跌落產(chǎn)生大量的勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化，具有較大動(dòng)能的水流將對(duì)排水管道4產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊作用。本實(shí)施例通過在水流沖擊處設(shè)置凸起的帶有通水孔的擋水墻，使得排水管道的有效過水面積減小，由于上游來水流量較大，同時(shí)下游過水面積減小，此時(shí)會(huì)在擋水墻圍設(shè)的區(qū)域形成一定量的積水，隨著積水自由水面的升高逐漸形成·了一個(gè)凸起的消力井，達(dá)到對(duì)上游來水消能的效果，減少水流沖擊對(duì)排水管道的沖擊破壞。另一方面，由于帶有通水孔的擋水墻存在一定的過水?dāng)嗝?，在擋水墻前形成的自由水面具有一定的水頭，促使通過擋水墻的水流流速較大，同時(shí)由于上游來水對(duì)底端的沖擊作用，使易沉積的泥沙等懸浮物重新懸浮，并在高速水流的帶動(dòng)作用下流向下游，從而避免了懸浮物在該段的沉積，確保了消能部件的消能效果不受影響。通過擋水墻形成的消力井段可以實(shí)現(xiàn)水氣的劇烈混摻以達(dá)到消能效果，同時(shí)在擋水墻的阻水壓縮過水?dāng)嗝孀饔孟麓偈顾袣怏w在該段大量溢出，減少了進(jìn)入下游設(shè)施水流的摻氣量，可避免水擊水錘等不利水力現(xiàn)象的產(chǎn)生幾率，實(shí)現(xiàn)了避免泥沙在連接段大量淤積又同時(shí)使水流中摻混的氣體在該段順利溢出的技術(shù)效果。此外，流量控制構(gòu)筑物應(yīng)用水平板條組成的擋水墻，結(jié)構(gòu)簡單，施工便捷，且使用效果好。實(shí)施例2 如圖3所示，本實(shí)用新型的一種涉水工程消能工另一具體實(shí)施例，與實(shí)施I基本相同，所不同之處在于，豎井2導(dǎo)通連接于排水管道4的中間段，擋水墻為兩面，相互對(duì)立設(shè)置在排水管道底端上，擋水墻3與排水管道4之間形成的空間位置(相當(dāng)于消力井)對(duì)應(yīng)于豎井2與排水管道4連接口位置下方。如圖4所示，擋水墻3的板條為垂直設(shè)置。作為本實(shí)用新型的其他具體實(shí)施例，所述上游輸水構(gòu)筑物、跌水構(gòu)筑物、流量控制構(gòu)筑物和下游輸水構(gòu)筑物均可以是根據(jù)施工需要適配其他構(gòu)筑物，如可以是通過下水道進(jìn)口直接跌入豎井的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，也可以是泄洪洞等泄水構(gòu)筑物；擋水墻3的板條和通水孔的數(shù)量以及布設(shè)方式也可以根據(jù)所需要的消能自由水面高度及系統(tǒng)入流量確定，以其他方式設(shè)置。同時(shí)，只要是設(shè)計(jì)流體跌水或其他形式需要的消能、防御、排氣的構(gòu)筑物設(shè)施，均可在相應(yīng)的合理位置布設(shè)本實(shí)用新型所述的消能工，達(dá)到理想的效果。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種涉水工程消能工，其特征在于包括上游輸水構(gòu)筑物、跌水構(gòu)筑物、流量控制構(gòu)筑物和下游輸水構(gòu)筑物；所述上游輸水構(gòu)筑物通過所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接；所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接段的下游端設(shè)置有凸起的流量控制構(gòu)筑物，所述流量控制構(gòu)筑物上設(shè)置有若干通水孔。
2.如權(quán)利要求I所述的涉水工程消能工，其特征在于所述跌水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接于所述下游輸水構(gòu)筑物的一端頭；所述流量控制構(gòu)筑物為一面向所述端頭、設(shè)置在所述下游輸水構(gòu)筑物下游端上的擋水墻，所述擋水墻與所述端頭之間形成的空間位置對(duì)應(yīng)于所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接口位置下方。
3.如權(quán)利要求I所述的涉水工程消能工，其特征在于所述跌水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接于所述下游輸水構(gòu)筑物的中間段，所述流量控制構(gòu)筑物為兩相互對(duì)立設(shè)置在所述下游輸水構(gòu)筑物底端上的擋水墻，所述擋水墻與所述下游輸水構(gòu)筑物之間形成的空間位置對(duì)應(yīng)于所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接口位置下方。
4.如權(quán)利要求2或3所述的涉水工程消能工，其特征在于所述擋水墻包括多塊相互平行設(shè)置在同一平面上的板條，相鄰所述板條之間設(shè)置有通水孔。
5.如權(quán)利要求4所述的涉水工程消能工，其特征在于所述板條為水平設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的涉水工程消能工，其特征在于所述板條為垂直設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種涉水工程消能工，包括上游輸水構(gòu)筑物、跌水構(gòu)筑物、流量控制構(gòu)筑物和下游輸水構(gòu)筑物；所述上游輸水構(gòu)筑物通過所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物導(dǎo)通連接；所述跌水構(gòu)筑物與所述下游輸水構(gòu)筑物的連接段的下游端設(shè)置有凸起的流量控制構(gòu)筑物，所述流量控制構(gòu)筑物上設(shè)置有若干通水孔。本實(shí)用新型提供的一種涉水工程消能工，是一種既可實(shí)現(xiàn)良好的消能作用，避免泥沙在該工段大量淤積又同時(shí)使水流中摻混的氣體在該段順利溢出的消能工。
文檔編號(hào)E02B8/06GK202688967SQ20122042633
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者張善發(fā), 賈仁勇 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院