(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210597574.6 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 浙江国际海运职业技术学院 地址 316021 浙江省舟山市临城新区海天 大道268号 (72)发明人 戚建祥　贾爱鹏　 (74)专利代理机构 北京国翰知识产权代理事务 所(普通合伙) 11696 专利代理师 涂泉达 (51)Int.Cl. E02B 7/00(2006.01) E02B 8/06(2006.01) E02B 8/00(2006.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种高坝下泄水流装置及下泄方法 (57)摘要 本发明公开了一种高坝下泄水流装置及下 泄方法，该装置包括坝体，坝体的侧方设有溢流 闸孔，溢流闸孔与泄洪段相对设置，泄洪段整体 呈坡状，泄洪段包括以及依次相连的一级消能区 域、二级消能区域和三级消能区域；一级消能区 域包括与坝体堰面衔接的陡槽坡体；二级消能区 域包括倾斜设置的孔板泄洪洞，孔板泄洪洞内部 沿长度方向设置多个ASME孔板，ASME孔板的内径 上部分的设置顶部削角，顶部削角设于ASME孔板 上的出水端面；三级消能区域包括多个逐级降低 的弧形挑坎，弧形挑坎的弧面方向设置有不同倾 斜角度的导流件。本发明通过不同消能区域以不 同的方式实现逐级消能，消能效果好，装置结构 稳定，适于推广应用。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114960558 A 2022.08.30 CN 114960558 A 1.一种高坝下泄水流装置，包括坝体（10），所述坝体（10）的侧方设有溢流闸孔（11），所 述溢流闸孔（11）与泄洪段相对设置，所述泄洪段整体呈坡状，所述泄洪段包括以及依次相 连的一级消能区域（12）、二级消能区域（13）和三级消能区域（14）； 其特征在于， 所述一级消能区域（12）包括与所述坝体（10）堰面衔接的陡槽坡体（22）； 所述二级消能区域（13）包括倾斜设置的孔板泄洪洞（23），所述孔板泄洪洞（23）内部沿 长度方向设置多个ASME孔板（24），所述ASME孔板（24）的内径上部分的设置顶部削角，所述 顶部削角设于所述ASME孔板（24）上的出水端面； 所述三级消能区域（14）包括多个逐级降低的弧形挑坎（25），所述弧形挑坎（25）的弧面 方向设置有不同倾斜角度的导流件（27）。 2. 根据权利要求1所述的高坝下泄水流装置，其特征在于，所述ASME孔板（24）上的顶 部削角角度为25°~ 45°；所述ASME孔板（24）的孔径比≤0.5；所述ASME孔板（24）的厚径比≤ 0.6；相邻两个所述ASME孔板（24）之间的间距为所述孔板泄洪洞（23）直径的3~6倍。 3.根据权利要求2所述的高坝下泄水流装置，其特征在于，所述ASME孔板（24）上的顶部 削角角度为30°。 4.根据权利要求1所述的高坝下泄水流装置，其特征在于，所述导流件（27）包括导流基 体（30），所述导流基体（30）上包括相对设置的第一侧面（31）和第二侧面（32），所述第一侧 面（31）与水流冲击方向相对设置，所述第二侧面（32）朝向所述弧形挑坎（25）的弧面设置； 所述弧形挑坎（25）上设有导流通道（26），所述导流通道（26）与所述导流基体（30）相对设 置； 所述第一侧面（31）上间隔布设有多个消能凸条（41），所述消能凸条（41）的长度方向与 水流的冲击方向垂直或近似垂直；所述第二侧面（32）上间隔设有若干过流孔（42）；所述过 流孔（42）与所述导流通道（26）相对设置。 5.根据权利要求4所述的高坝下泄水流装置，其特征在于，所述第二侧面（32）上设有用 于与所述弧形挑坎（25）的表面连接的第一凸棱（43）和第二凸棱（44），所述第一凸棱（43）与 所述第二凸棱（44）均与所述消能凸条（41）平行设置，所述过流孔（42）设于所述第一凸棱 （43）与所述第二凸棱（44）上； 所述第二侧面（32）上设有向外突出的压板（45），所述压板（45）位于所述第二凸棱（44） 远离所述第一凸棱（43）的一侧，所述压板（45）与所述导流通道（26）顶部的挑坎表面配合； 所述第一凸棱（43）与所述第二凸棱（44）之间、所述第二凸棱（44）与所述压板（45）之间 均设有过渡凹槽（46）；所述压板（45）上远离所述第二凸棱（44）的一端与所述导流基体（30） 之间设有回流凹槽（47）。 6.一种高坝水流下泄方法，其特征在于，采用如权利要求1~5中任意一项所述的高坝下 泄水流装置，使坝体（10）内部的水体经由所述溢流闸孔（11）流出进入一级消能区域（12）， 水体沿倾斜设置的所述陡槽坡体（22）向下流动之后进入二级消能区域（13），水流经由所述 孔板泄洪洞（23）内的多个所述ASME孔板（24）进行消能后进入三级消能区域（14），水流在多 个所述弧形挑坎（25）的作用下形成连续挑射，并在多次汇流的过程中实现碰撞消能。 7.根据权利要求6所述的高坝水流下泄方法，其特征在于，所述ASME孔板（24）的确定包 括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2页 2 CN 114960558 A 2S1. 分析影响所述ASME孔板（24）的能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、水流恢复 长度L、划分孔板与洞塞流态的临界厚度Tc的流体特性参数、孔板泄洪洞（23）体型参数；所 述流体特性参数包括水流密度ρ、水流动力粘度μ、重力加速度g；所述孔板泄洪洞（23）体型 参数包括泄洪洞直径D、孔板直径d、孔板厚度T，平头厚度t； S2. 根据S1的分析结果，建立能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、水流恢复长度 L、划分孔板与洞塞流态的临界厚度Tc的概化数学模型； S3. 根据S2建立的概化数学模型，安排模拟试验组次，进行数值模拟试验并取得试验 数据； S4. 回归分析试验数据，曲线拟合得出能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、相对 水流恢复长度L/D、相对临界厚度Tc/D的经验表达式。权　利　要　求　书 2/2页 3 CN 114960558 A 3