2024年6月10日发(作者：)

水力分析与计算

Excel水力计算展示之

专题11. 消力坎式消力池的水力计算

当泄水建筑物下游发生远离式水跃时，也可以采用修建消能墙，使墙前水位壅高，

以期在池内发生稍有淹没的水跃。其水流现象与挖深式消力池相比，主要区别在于池出

口不是淹没宽顶堰流而是淹没折线型实用堰流。水力计算的主要任务是确定墙高

C

和池

长

L

B

。

【工程任务】

如图所示为一5孔溢流堰，每孔净宽b=7m，闸墩厚度d=2m，上游河道宽度与下

游收缩断面处河道宽度相同，即

B

0

B

c

nb(n1)d

，上下游水位的高程如图中所注，

当每孔闸门全开时，通过的泄流量Q=1400m

3

/s，试求：

判别底流衔接形式，如为远趋式水跃，试设计一消力坎式消力池。

【分析与计算】

1.判断是否需要修建消力池

上游水面收缩断面处河底总能量为

E

0

pH

v

0

2

2g

pH

Q

2

2g

(p

1

H)B

0

2

（式11-1）

将

pp

1

1551055(m)

- 1 -

水力分析与计算

H162.41557.4(m)

Q1400(m

3

/s)

B

0

nb(n1)d57(51)232(m)

代入上式可得：

E

0

557.4

1400

2

29.8

(557.4)43

2

62.41(m)

收缩断面处的河道宽度

B

0

B

c

43(m)

，则收缩断面处的单宽流量

q

c

Q/B

c

1400/4332.56(m

3

/(sm))

坝面流速系数

10.015p/H10.01555/7.40.885

收缩断面水深的计算公式为

q

c

2

（式11-2）

E

0

h

c

22

2g

h

c

32.56

2

69.6

即

62.41h

c

h

c

222

29.80.885h

c

h

c

经迭代得

h

c

1.061(m)

h

c

的共轭水深为：

h

c

q

2

1.06132.56

2

(181)13.758(m)

h

c

''(18

3

1)

3

2gh

c

29.81.061

下游水深

h

t

11010010(m)

。因为

h

t

13.758(m)

，所以产生远离式水跃，故需要

修建修建消力池，或修建消力坎。

2.设计消力坎式墙高

墙高计算

2

q

c

2

q

c

基本公式为

C

j

h

c

''()

3

（式11.3）

2

2g(

j

h

c

'')

m2g

（1）先假设消力墙坎处为自由溢流

- 2 -