挖深式底流消能复核：优化方案

挖深式消能是将闸后护坦降低而形成消力池，水流在消力池中形成淹没式水跃，以达到消刹大量多余动能之目的。

挖深式消力池又分为矩形断面消力池和梯形断面消力池两种。

1.矩形挖深式消力池

横断面为矩形的挖深式消力池称为矩形挖深式消力池，其深度d（m）（见图4-49）的复核应按以下四个算式逐步计算。

图4-49　矩形挖深式消力池

式中：T0 为上游总水头，m；hc 为收缩断面水深，m；qc 为hc断面的单宽流量，m3/（s·m）；φ为流速系数，一般取0.95；h"c 为跃后水深，m；Frc 为跃前断面水流的佛如德数，Frc =；b1 为消力池首端宽度，m；b2 为消力池末端宽度，m；Δz 为消力池出口处的水面落差，m；α 为水流动能修正系数，可采用1.0～1.05；ht 为下游水深，m；h"c 为消力池末端（池坎前）水深，m；d 为消力池深度，m；σ为坎顶水深的淹没安全系数，采用1.05～1.10 。

用式（4-144）计算hc 时须试算，也可以借助有关图表。

在上述的计算中，当式（4-147）成立时，说明消力池深度满足要求。否则，不满足要求，可假定新的池深，按上述四式试算，求得所需要的消力池深度。(www.xing528.com)

2.梯形挖深式消力池

由于地质条件或其他原因，消力池两侧翼墙不宜修建成直立面，或为节约工程量的渠系中小型水闸，闸后两侧为斜坡翼墙或倾斜的护坡，形成梯形断面的消力池（图4 -50）。梯形断面的共轭水深不易由水跃方程求得，一般是借助于特制图表。梯形消力池深度复核的步骤如下。

图4-50　梯形断面消力池

（1）先计算hc［可按式（4-144）近似计算］。

（2）再计算σ=（m 为边坡系数，b为渠底宽度）。

（3）由图4-51的横坐标σ与对应β值的曲线之交点所对应的纵坐标η=h"c/hc的值，可得跃后水深h"c=ηhc。

（4）按下式d=σah"c-ht 计算池深，式中ht 为下游水深。

计算池深d 小于或等于实际池深时，即满足要求。