消力池,又叫消能池或靜水池,是一種有效的能量消散器,即消除水流能量的池子,指通過消解池使水力從急速變為較平穩的緩流的措施。
形成消力池的首要條件是設法形成發生臨界水躍或淹沒水躍的下游水深。消力池可以是水平的或傾斜的,以配合接收渠的斜率,在任何一種情況下,都應提供足以克服重力的障礙物和摩擦力,以使流動減速,并在消力池的范圍內產生水頭跳躍。從水閘等泄水建筑物下泄的水流,流速大,具有較大的沖刷力,易使下游河床遭受嚴重沖刷,影響建筑物的安全和運轉。在泄水建筑物下游修建消力池,湍急水流進入口,水與水相碰,水流表面出現強烈的漩渦,使急流很快地變緩,以大大減小對下游渠道的沖刷力。
功能特點
通過水躍,將泄水建筑物泄出的急流轉變為緩流,以消除動能的消能方式。因其主流位于渠槽底部,故又稱底流消能。水躍消能主要靠水躍產生的表面旋滾及旋滾與底流間的強烈紊動、剪力和摻混作用。它具有流態穩定,消能效果較好,對地質條件和尾水變幅適應性強,尾水波動小,維修費用省等優點。但護坦較長,土石方開挖量和混凝土方量較大,工程造價較高。上游水位到躍首斷面的落差大,故該處流速高,當弗勞德數Fr低時,消散的動能少,即余能多,而余能主要就是躍后水深表達的勢能。水躍消能應用很廣,適于高、中、低水頭,大、中、小流量各類泄水建筑物。
消力池的型式通常有下降式、消力檻式和綜合式等3種。
系列型號
下降式
降低護坦高程形成的消力池,用以加大尾水深度,促使下泄急流在池中產生底流式水躍。為了保證不出現遠驅式水躍,常按在池中形成稍有淹沒的水躍設計池深。消力池長度根據水躍的長度確定。由于池末垂直壁面對水流有反作用力,池中形成的水躍長度僅為平底渠道中自由水躍長度的70~80%。
檻式
在護坦上(一般在末端)設置消力檻而形成的消力池,多用于水躍淹沒度略感不足,或開挖消力池有困難的情況。消力檻的位置取決于水躍長度,由于消力檻對水流有壅阻作用,檻前所形成的水躍長度的計算與下降式消力池相同。
綜合式
既降低護坦高度又設置消力檻而形成的消力池,多用于尾水深度與第二共挑水深相差較大的情況,其水力計算步驟一般是:先擬定一個尾檻高度,運用堰流公式計算尾檻檻頂以上的溢流水深,檢驗過檻水流與下游銜接情況,要求在所選用檻高的情況下,檻后呈淹沒流態。
參考資料 >