蒙文宾，杨 磊，曾 丹，李 昊(水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072)

0 引 言

底流消能设计原理是采取一定的工程措施促使下泄水流在限定范围内发生水跃，通过水流的内部摩擦、掺气及碰撞消耗能量，通过水跃后的水流以缓流状态进入下游，从而达到对下游河床和两岸岸坡的保护，进而确保整个水利工程的安全。但低水头水闸下泄水流普遍存在弗劳德数较小、消能率低、水跃不稳定及对下游冲刷严重等问题，故消能防冲成为该类水闸设计的重要环节，不可避免的增加了混凝土工程量和成本投入。对于低水头水闸，多采用护底消力池来消杀下泄水流能量，并常在底流消力池中添加辅助消能工以求达到良好的消能效果。当前，国内外对护底消力池研究较为成熟，常用的底流消力池有ISI 型、USBR-Ⅳ型、SAF 型和T 型等若干种形式，其中在国内应用最广泛的T型墩消力池具有池长短、消能效率高、池后水深低、消能稳定、经济效益显著以及适应较大尾水变幅等优点[1,2]。王海军等研究结果表明跌坎型底流消能工能有效解决高水头、大单宽流量消力池水力学指标过高的问题[3]。王均星在底流消能研究中发现趾墩、消力墩、尾槛都对缩减消力池的长度、消减高速水流能量起到很大作用[4]。张春财等研究认为采用宽尾墩和消力池联合消能，能较好地解决消力池内水流流态不稳定的现象[5]。乌东德水电站消能区岩石坚硬、抗冲刷能力强，长江设计公司充分利用坝下水垫塘的优越条件，首次提出“护岸不护底”的消能方案[6]，但对于低水头水闸基岩岩性较好，直接利用开挖后的基岩作为消力池底板而不进行护底的研究很少见。……