新型消能工
Ⅰ 哪位高人知道 下游消能工 的形式原理
水躍消能，挑流消能，面流消能，壩下消能，底流消能。
挑流消能：利用泄水建築物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然後落入離建築物較遠的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。
水躍消能 ：通過水躍,將泄水建築物泄出的急流轉變為緩流,以消除動能的消能方式。因其主流位於渠槽底部，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、剪切和摻混作用。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。
壩下消能（1）底流消能，使經溢流壩面下泄的水流直接流入消力池，並在池內形成水躍，發生旋滾，以消減水中能量；
（2）面流消能，在下游設置水平的確良或小傾角的挑坎與壩面圓弧段銜接，使下泄水流最大流速在下游表層處，藉助於擴散沖擊而消減水中能量；
（3）挑流消能，在下游壩面加設挑流鼻坎，其高度不僅要高出下游水面，而且要與鼻坎挑角相配合，使水舌挑離建築物並落入沖坑，不致影響壩基的安全
底流消能： 底流消能是指藉助於一定的工程措施(如修建消力池)控制水約位置,通過水躍發生的表面旋滾和強烈紊動來消除余能.
在壩址下游設置一定長度的混凝土護坦，過壩水流在護堤坦上發生水躍，形成旋滾，使水流的能量通過摻氣、水分子的相互撞擊、摩擦而有一定程度的消耗，以減少或防止下游發生嚴重沖刷。
面流消能：利用泄水建築物末端的跌坎或戽斗，將下泄急流的主流挑至水面，通過主流在表面擴散及底部旋滾和表面旋滾以消除余能的消能方式(見圖)。面流消能分跌坎面流消能和戽斗面流消能兩類
Ⅱ 攔沙壩消能防沖工程
泥石流過壩後，因落差增大，導致重力下落的速度和動能劇增。對壩下溝床及壩腳產生嚴重的局部沖刷下切，是造成壩體失事的重要原因之一。壩下游消能主要採用以下措施。
1.副壩消能工程
在主壩下游另建一座或幾座低攔沙壩（稱副壩），使主、副壩之間形成一個消力池，控制沖刷坑向縱深發展。主、副壩之間的間隔距離、主壩下游的泥深及壩腳被埋泥沙的厚度，是主壩下游控制消能的關鍵因素。此外，與副壩高度的選擇有關。主壩高度大、過流量大，壩下游溝床坡度也大，則副壩的高度就要增大。壩下沖刷深度與形態和主、副壩之間的距離大小有關。當距離較短時，沖刷坑將向壩基方向伸展，這是十分危險的，應特別注意。主、副壩之間的疊復高度，一般取主壩高的1/4～1/3，最小高度應大於1.5m。主、副壩之間的距離，應大於主壩高加壩頂泥深之和，或者借用水力學原理進行計算。
大量工程實踐證明，處理好副壩下游的消能防沖是十分重要的。若副壩不安全，主壩的安全也無法保證。對副壩下游消能防沖的處理，一方面可根據需要設置第二、第三級副壩，使副壩高度降低（最好是起潛壩的作用）；另一方面可採用灌注樁解決壩下防沖等問題。雲南盈江渾水溝泥石流治理中，最下游布設的門檻工程就是採用挖孔灌注鋼筋混凝土樁基式重力壩（圖3－5）。溢流段壩高8.0m，長20m；非溢流段壩高13m。樁基布設在溢流段內，單樁長11.5m，樁徑為2.2m，樁身用200＃鋼筋混凝土澆築，按兩排布置。工程已運行10多年，壩下最大沖刷深度小於3.0m，部分樁體雖然外露，但不影響壩體的安全，從而保護了上游已建3座、總壩高為45m的梯級攔沙壩的整體安全，為進一步全面實施以攔擋為主的綜合治理方案打下了良好的基礎。
2.潛壩工程
在主壩下游溝床適當位置（沖刷坑以外）布設潛壩（或齒牆）穩定溝床基準面，控制主壩下游沖刷坑的發展。潛壩與主壩間的距離，應大於壩下游沖刷坑的尺寸；潛壩埋置深度應根據流體對溝床的沖刷深度變化及下游溝床的演變情況綜合確定。當溝床較寬時，潛壩埋深可採用1.5～2.5m。對較窄的溝床，埋深可達3.0m以上。為了減緩溝床上的流速及沖刷，可根據需要設置多道潛壩。當溝床沖淤變化較大時，可對主壩及潛壩下的砂礫石地基採用水泥灌漿固結。如四川冕寧鹽井溝泥石流防治，採用了水泥灌漿固結主壩及潛壩下的砂礫石（圖3－6），使地基滲透系數大大降低，承載能力得到很大提高。工程已正常運行10多年，取得了良好的效果。
圖3－5 渾水溝門檻工程樁基布置圖（單位：m）
圖3－6 鹽井溝防沖門檻灌漿布置圖
3.拱基或橋式拱形基礎工程
將攔沙壩建成拱基壩或橋式拱形基礎重力壩，使壩體自身具有較好的受力條件和自保能力。當壩基部分被沖刷掏空時，不至於危及壩體安全。但當泥石流（或溝床）為細顆粒物質組成時，則攔蓄條件欠佳。
4.護坦工程
當過壩泥石流規模不大，所含的固體物質粒徑很小，且壩高較小的情況下，可在壩下游設置護坦工程防止沖刷。護坦的厚度可按彈性地基梁或板計算，一般採用厚度為1.0～3.0m。若考慮護坦下游的沖刷，則可增大護坦的長度以確保安全。護坦通常按水平布設，並與下游溝床一致。當溝床坡度較陡時，亦可降坡，但應加大主壩的基礎埋深。護坦尾部與副壩及潛壩工程一樣，多會出現不同程度的沖刷，故需設置齒牆。在齒牆下游面應緊貼溝床布設一定長度的石籠或用大石塊鋪砌海漫等。
Ⅲ 底流消能工有哪些形式，其與下游水深有何關系
水躍消能，挑流消能，面流消能，壩下消能，底流消能。
挑流消能：利用泄水建築物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然後落入離建築物較遠的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。
水躍消能 ：通過水躍,將泄水建築物泄出的急流轉變為緩流,以消除動能的消能方式。因其主流位於渠槽底部，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、剪切和摻混作用。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。
壩下消能（1）底流消能，使經溢流壩面下泄的水流直接流入消力池，並在池內形成水躍，發生旋滾，以消減水中能量；
（2）面流消能，在下游設置水平的確良或小傾角的挑坎與壩面圓弧段銜接，使下泄水流最大流速在下游表層處，藉助於擴散沖擊而消減水中能量；
（3）挑流消能，在下游壩面加設挑流鼻坎，其高度不僅要高出下游水面，而且要與鼻坎挑角相配合，使水舌挑離建築物並落入沖坑，不致影響壩基的安全
底流消能： 底流消能是指藉助於一定的工程措施(如修建消力池)控制水約位置,通過水躍發生的表面旋滾和強烈紊動來消除余能.
在壩址下游設置一定長度的混凝土護坦，過壩水流在護堤坦上發生水躍，形成旋滾，使水流的能量通過摻氣、水分子的相互撞擊、摩擦而有一定程度的消耗，以減少或防止下游發生嚴重沖刷。
面流消能：利用泄水建築物末端的跌坎或戽斗，將下泄急流的主流挑至水面，通過主流在表面擴散及底部旋滾和表面旋滾以消除余能的消能方式(見圖)。面流消能分跌坎面流消能和戽斗面流消能兩類
Ⅳ 水躍消能的施工方法
在工程抄上,水躍消能要設計成能產生具有一定淹沒度σ (σ =1.05～1.10)的水躍，此時水躍消能的可靠性大,流態穩定；但淹沒度不能過大，否則將使消能率降低，護坦長度增加。臨界水躍消能效果最好，但流態不穩定，有時會產生遠驅水躍，河床需要保護的范圍反而長，設計時要設法避免。為此可採用以下三種措施：
①降低護坦高程形成消力池；②在護坦末端設置消力坎，使坎前形成消力池；③既降低護坦高程，又建造消力坎形成綜合消力池。
護坦用來保護河床不受高速水流沖刷。護坦長度應在水躍末端下游延伸一段距離。護坦厚度在自重、揚壓力、時均水壓力和脈動水壓力等荷載作用下，應滿足穩定要求，多做成上游厚下游薄。護坦下設排水以減小揚壓力。護坦抗浮穩定安全系數小時，可用錨筋加固。護坦應設溫度伸縮縫；縱、橫縫應設止水。為防止水流淘刷，護坦末端，可設齒坎或齒牆。
Ⅳ 水利水電工程中常見的底流消能防沖設施有哪些
一般底流消能的消能工有消力池、消力牆、護坦、海漫等，挑流消能的消能工有各種形態專的挑流鼻坎等；面屬流消能、戽流消能的消能工有跌坎、消力戽等；直接保護河床的防沖工程設施還有護岸、護底以及形成水墊保護的二道壩等。
(5)新型消能工擴展閱讀
泄水建築物把含約9.8QH千瓦（Q為流量,H為落差,分別以m3/s和m計）動能的水流送往下游。其中，一部分轉化成位能；一部分通過摩擦、旋滾、擴散、撞擊、變成熱能耗散，即"消能"。在能量急劇轉換的部位,需採用防止水流沖刷河床、岸坡的保護措施,以維護樞紐各建築物的安全運行。
下游防護設施的內容、范圍和形式，取決於水文、地質、地形、樞紐布置和消能工形式等條件。利用水躍消能的消力池和自由跌落式消能工的水墊塘，都要採用混凝土或其他材料將底部和岸坡加以保護。挑流消能和面流消能，由於沖刷坑遠離壩腳，常不做專門防護設施。
軟土地基上的閘壩，其下游一般都有護坦、海漫、防沖槽和護坡等防護設施，僅在需要處進行預挖及岸邊保護。