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消能工

消能工是一種工程措施,旨在消耗和分散水流在泄水建築物下泄時的過大能量,以防止或減輕水流對水工建築物及其下遊河渠的沖刷破壞。它們通常設定在泄水建築物的尾部或與其相鄰的下游部位,並在較短的距離內實現消能。消能工的實現方式包括但不限於:

底流消能:通過水躍等局部水力現象,將水流動能轉換為熱能。

面流消能:利用泄水建築物出口的挑流鼻坎將下泄急流拋向空中,然後落入下遊河床水墊中來消除多餘動能。

挑流消能:通過主流在表面擴散及底部旋滾和表面旋滾來消除多餘動能。

此外,還有沿程消能自由跌落式消能壓力消能豎井消能)、孔板消能等類型。在實際工程中,有時會將兩種或兩種以上類型的消能工組合起來運用,以提高消能效率。例如,在潘家口水利樞紐溢流壩上套用的寬尾墩一挑流消能工,以及五強溪水電站溢流壩桃江水利樞紐溢流壩上採用的寬尾墩和消力池聯合消能工等。

消能工的設計和選型需要根據泄流要求、上下游水位、地形和地質條件以及施工和運用要求等因素,通過計算分析和比較論證後確定。對於大中型和重要工程,消能工的設計還需經過水工模型試驗驗證,並包括其本身結構安全的分析。