1、水閘的消能防沖設計案例（一）消能防沖設計的控制情況由于本閘位于平原地區，河床的抗沖刷能力較低，所以采用底流式消能。設計水位或校核水位時閘門全開渲泄洪水，為淹沒出流無需消能。閘前為正常高水位38.50m，部分閘門局部開啟，只宣泄較小流量時，下流水位不高，閘下射流速度較大，才會出現嚴重的沖刷河床現象，需設置相應的消能設施。為了保證無論何種開啟高度的情況下均能發生淹沒式水躍消能，所以采用閘前水深H=8.5m，閘門局部開啟情況，作為消能防沖設計的控制情況。為了降低工程造價，確保水閘安全運行，可以規定閘門的操作規程，本次設計按1、3、5、7孔對稱方式開啟，分別對不同開啟孔數和開啟度進行組合計算，找出消力

2、池池深和池長的控制條件。按公式（57、8、9、11）計算結果列入表（539）。表539 消力池池深池長估算表開啟孔數n開啟高度收縮系數泄流量Q單寬流量q收縮水深hc躍后水深 hc下游水深Hs流態判別消力池尺寸備注池深d池長Ls水躍長Lsj10.80.554445.440.493.272.40自由出流1.0321.519.21.00.616607.550.624.032.651.624.523.51.20.617739.080.744.412.951.725.725.31.50.6199111.40.934.903.251.927.227.4池深控制2.00.62112215.31.245.53

3、3.622.231.729.6限開30.80.5541315.440.443.273.75淹沒出流1.00.6161817.550.624.034.251.20.6172179.080.744.414.581.50.61927311.40.934.902.00.62136615.31.245.53通過計算，為了節省工程造價，防止消力池過深，對開啟1孔開啟高度為2.0米限開，得出開啟1孔開啟高度為2米為消力池的池深控制條件。（二）消力池尺寸及構造 1.消力池深度計算根據所選擇的控制條件，估算池深為2m，用（510、11、12）式計算挖池后的收縮水深hc和相應的出池落差Z及躍后水深hc，驗算水躍淹

4、沒系數符合在1.051.10之間的要求。2、消力池池長根據池深為2m，用公式（513、14）計算出相應的消力池長度為32。3、消力池的構造采用挖深式消力池。為了便于施工，消力池的底板做成等厚，為了降低底板下部的滲透壓力，在水平底板的后半部設置排水孔，孔下鋪設反濾層，排水孔孔徑為10cm，間距為2m，呈梅花形布置。根據抗沖要求，按式（516）計算消力池底板厚度。其中為消力池底板計算系數，取0.18；為確定池深時的過閘單寬流量；為相應于單寬流量的上、下游水位差。m，取消力池底板的厚度m。圖532 消力池構造尺寸圖（單位：高程m，尺寸cm）（三）海漫設計1.海漫長度計算用（518）公式計算海漫長度結

5、果列入表（5310）。其中為海漫長度計算系數，根據閘基土質為中粉質壤土則選12。取計算表中的大值，確定海漫長度為40m。表5310 海漫長度計算表流量Q上游水深下游水深q1008.53.351.565.2522.72008.54.303.134.2030.43008.55.254.693.2534.94008.55. 956.252.5537.95008.56.627.811.8839.36008.57.209.381.3039.27008.57.8010.90.7036.22.海漫構造因為對海漫的要求為有一定的粗糙度以便進一步消除余能，有一定的透水性，有一定的柔性。所以選擇在海漫的起始段為1

6、0米長的漿砌石水平段，因為漿砌石的抗沖性能較好，其頂面高程與護坦齊平。后30米做成坡度為1：15的干砌石段，以使水流均勻擴散，調整流速分布，保護河床不受沖刷。海漫厚度為0.6米，下面鋪設15cm的砂墊層。（四）防沖槽設計海漫末端河床沖刷坑深度按式（519）計算，其中河床土質的不沖流速可按下式計算。按不同情況計算如表（5311）所示。 （542） 式中 河床土質的不沖流速，m/s； 查水力學可知此處取0.8m/s； 水力半徑，； 海漫末端河床水深，m。表5311 沖刷坑深度計算表計算情況 相應過水水面積濕周校核情況15.251422.52157.161.5541.24311.801.700設計情況11.711243149.571.5271.22210.60-0.056根據計算確定防沖槽的深度為1.70m。采用寬淺式，底寬取3.4m，上游坡率為2，下游坡率為3，出槽后作成坡率為5的斜坡與下游河床相連。如圖（533）所示。圖533 海漫防沖槽構造圖（單位：m）（五）上、