新型消能工
Ⅰ 哪位高人知道 下游消能工 的形式原理
水跃消能，挑流消能，面流消能，坝下消能，底流消能。
挑流消能：利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，将下泄的急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床与下游水流相衔接的消能方式。能耗大体分三部分：急流沿固体边界的摩擦消能；射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能；射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。
水跃消能 ：通过水跃,将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流,以消除动能的消能方式。因其主流位于渠槽底部，故又称底流消能。水跃消能主要靠水跃产生的表面旋滚及旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。它具有流态稳定，消能效果较好,对地质条件和尾水变幅适应性强,尾水波动小，维修费用省等优点。
坝下消能（1）底流消能，使经溢流坝面下泄的水流直接流入消力池，并在池内形成水跃，发生旋滚，以消减水中能量；
（2）面流消能，在下游设置水平的确良或小倾角的挑坎与坝面圆弧段衔接，使下泄水流最大流速在下游表层处，借助于扩散冲击而消减水中能量；
（3）挑流消能，在下游坝面加设挑流鼻坎，其高度不仅要高出下游水面，而且要与鼻坎挑角相配合，使水舌挑离建筑物并落入冲坑，不致影响坝基的安全
底流消能： 底流消能是指借助于一定的工程措施(如修建消力池)控制水约位置,通过水跃发生的表面旋滚和强烈紊动来消除余能.
在坝址下游设置一定长度的混凝土护坦，过坝水流在护堤坦上发生水跃，形成旋滚，使水流的能量通过掺气、水分子的相互撞击、摩擦而有一定程度的消耗，以减少或防止下游发生严重冲刷。
面流消能：利用泄水建筑物末端的跌坎或戽斗，将下泄急流的主流挑至水面，通过主流在表面扩散及底部旋滚和表面旋滚以消除余能的消能方式(见图)。面流消能分跌坎面流消能和戽斗面流消能两类
Ⅱ 拦沙坝消能防冲工程
泥石流过坝后，因落差增大，导致重力下落的速度和动能剧增。对坝下沟床及坝脚产生严重的局部冲刷下切，是造成坝体失事的重要原因之一。坝下游消能主要采用以下措施。
1.副坝消能工程
在主坝下游另建一座或几座低拦沙坝（称副坝），使主、副坝之间形成一个消力池，控制冲刷坑向纵深发展。主、副坝之间的间隔距离、主坝下游的泥深及坝脚被埋泥沙的厚度，是主坝下游控制消能的关键因素。此外，与副坝高度的选择有关。主坝高度大、过流量大，坝下游沟床坡度也大，则副坝的高度就要增大。坝下冲刷深度与形态和主、副坝之间的距离大小有关。当距离较短时，冲刷坑将向坝基方向伸展，这是十分危险的，应特别注意。主、副坝之间的叠复高度，一般取主坝高的1/4～1/3，最小高度应大于1.5m。主、副坝之间的距离，应大于主坝高加坝顶泥深之和，或者借用水力学原理进行计算。
大量工程实践证明，处理好副坝下游的消能防冲是十分重要的。若副坝不安全，主坝的安全也无法保证。对副坝下游消能防冲的处理，一方面可根据需要设置第二、第三级副坝，使副坝高度降低（最好是起潜坝的作用）；另一方面可采用灌注桩解决坝下防冲等问题。云南盈江浑水沟泥石流治理中，最下游布设的门槛工程就是采用挖孔灌注钢筋混凝土桩基式重力坝（图3－5）。溢流段坝高8.0m，长20m；非溢流段坝高13m。桩基布设在溢流段内，单桩长11.5m，桩径为2.2m，桩身用200＃钢筋混凝土浇筑，按两排布置。工程已运行10多年，坝下最大冲刷深度小于3.0m，部分桩体虽然外露，但不影响坝体的安全，从而保护了上游已建3座、总坝高为45m的梯级拦沙坝的整体安全，为进一步全面实施以拦挡为主的综合治理方案打下了良好的基础。
2.潜坝工程
在主坝下游沟床适当位置（冲刷坑以外）布设潜坝（或齿墙）稳定沟床基准面，控制主坝下游冲刷坑的发展。潜坝与主坝间的距离，应大于坝下游冲刷坑的尺寸；潜坝埋置深度应根据流体对沟床的冲刷深度变化及下游沟床的演变情况综合确定。当沟床较宽时，潜坝埋深可采用1.5～2.5m。对较窄的沟床，埋深可达3.0m以上。为了减缓沟床上的流速及冲刷，可根据需要设置多道潜坝。当沟床冲淤变化较大时，可对主坝及潜坝下的砂砾石地基采用水泥灌浆固结。如四川冕宁盐井沟泥石流防治，采用了水泥灌浆固结主坝及潜坝下的砂砾石（图3－6），使地基渗透系数大大降低，承载能力得到很大提高。工程已正常运行10多年，取得了良好的效果。
图3－5 浑水沟门槛工程桩基布置图（单位：m）
图3－6 盐井沟防冲门槛灌浆布置图
3.拱基或桥式拱形基础工程
将拦沙坝建成拱基坝或桥式拱形基础重力坝，使坝体自身具有较好的受力条件和自保能力。当坝基部分被冲刷掏空时，不至于危及坝体安全。但当泥石流（或沟床）为细颗粒物质组成时，则拦蓄条件欠佳。
4.护坦工程
当过坝泥石流规模不大，所含的固体物质粒径很小，且坝高较小的情况下，可在坝下游设置护坦工程防止冲刷。护坦的厚度可按弹性地基梁或板计算，一般采用厚度为1.0～3.0m。若考虑护坦下游的冲刷，则可增大护坦的长度以确保安全。护坦通常按水平布设，并与下游沟床一致。当沟床坡度较陡时，亦可降坡，但应加大主坝的基础埋深。护坦尾部与副坝及潜坝工程一样，多会出现不同程度的冲刷，故需设置齿墙。在齿墙下游面应紧贴沟床布设一定长度的石笼或用大石块铺砌海漫等。
Ⅲ 底流消能工有哪些形式，其与下游水深有何关系
水跃消能，挑流消能，面流消能，坝下消能，底流消能。
挑流消能：利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，将下泄的急流抛向空中，然后落入离建筑物较远的河床与下游水流相衔接的消能方式。能耗大体分三部分：急流沿固体边界的摩擦消能；射流在空中与空气摩擦、掺气、扩散消能；射流落入下游尾水中淹没紊动扩散消能。
水跃消能 ：通过水跃,将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流,以消除动能的消能方式。因其主流位于渠槽底部，故又称底流消能。水跃消能主要靠水跃产生的表面旋滚及旋滚与底流间的强烈紊动、剪切和掺混作用。它具有流态稳定，消能效果较好,对地质条件和尾水变幅适应性强,尾水波动小，维修费用省等优点。
坝下消能（1）底流消能，使经溢流坝面下泄的水流直接流入消力池，并在池内形成水跃，发生旋滚，以消减水中能量；
（2）面流消能，在下游设置水平的确良或小倾角的挑坎与坝面圆弧段衔接，使下泄水流最大流速在下游表层处，借助于扩散冲击而消减水中能量；
（3）挑流消能，在下游坝面加设挑流鼻坎，其高度不仅要高出下游水面，而且要与鼻坎挑角相配合，使水舌挑离建筑物并落入冲坑，不致影响坝基的安全
底流消能： 底流消能是指借助于一定的工程措施(如修建消力池)控制水约位置,通过水跃发生的表面旋滚和强烈紊动来消除余能.
在坝址下游设置一定长度的混凝土护坦，过坝水流在护堤坦上发生水跃，形成旋滚，使水流的能量通过掺气、水分子的相互撞击、摩擦而有一定程度的消耗，以减少或防止下游发生严重冲刷。
面流消能：利用泄水建筑物末端的跌坎或戽斗，将下泄急流的主流挑至水面，通过主流在表面扩散及底部旋滚和表面旋滚以消除余能的消能方式(见图)。面流消能分跌坎面流消能和戽斗面流消能两类
Ⅳ 水跃消能的施工方法
在工程抄上,水跃消能要设计成能产生具有一定淹没度σ (σ =1.05～1.10)的水跃，此时水跃消能的可靠性大,流态稳定；但淹没度不能过大，否则将使消能率降低，护坦长度增加。临界水跃消能效果最好，但流态不稳定，有时会产生远驱水跃，河床需要保护的范围反而长，设计时要设法避免。为此可采用以下三种措施：
①降低护坦高程形成消力池；②在护坦末端设置消力坎，使坎前形成消力池；③既降低护坦高程，又建造消力坎形成综合消力池。
护坦用来保护河床不受高速水流冲刷。护坦长度应在水跃末端下游延伸一段距离。护坦厚度在自重、扬压力、时均水压力和脉动水压力等荷载作用下，应满足稳定要求，多做成上游厚下游薄。护坦下设排水以减小扬压力。护坦抗浮稳定安全系数小时，可用锚筋加固。护坦应设温度伸缩缝；纵、横缝应设止水。为防止水流淘刷，护坦末端，可设齿坎或齿墙。
Ⅳ 水利水电工程中常见的底流消能防冲设施有哪些
一般底流消能的消能工有消力池、消力墙、护坦、海漫等，挑流消能的消能工有各种形态专的挑流鼻坎等；面属流消能、戽流消能的消能工有跌坎、消力戽等；直接保护河床的防冲工程设施还有护岸、护底以及形成水垫保护的二道坝等。
(5)新型消能工扩展阅读
泄水建筑物把含约9.8QH千瓦（Q为流量,H为落差,分别以m3/s和m计）动能的水流送往下游。其中，一部分转化成位能；一部分通过摩擦、旋滚、扩散、撞击、变成热能耗散，即"消能"。在能量急剧转换的部位,需采用防止水流冲刷河床、岸坡的保护措施,以维护枢纽各建筑物的安全运行。
下游防护设施的内容、范围和形式，取决于水文、地质、地形、枢纽布置和消能工形式等条件。利用水跃消能的消力池和自由跌落式消能工的水垫塘，都要采用混凝土或其他材料将底部和岸坡加以保护。挑流消能和面流消能，由于冲刷坑远离坝脚，常不做专门防护设施。
软土地基上的闸坝，其下游一般都有护坦、海漫、防冲槽和护坡等防护设施，仅在需要处进行预挖及岸边保护。