一种船闸供水管道多级孔板消能结构技术领域
本实用新型涉及一种船闸供水管道多级孔板消能结构，属于水利水电工程消能领
域。
背景技术
为了提高船闸高水头供水管道的消能效率，在实际工作中，设计者们通常会选择
在水流的进口部位、中间部位或者出口部位通过一定的措施来提高消能率。传统解决一定
高度水头船闸输水系统的消能方法，一般结合水利工程泄洪隧道的几类消能方式，提出针
对了高水头船闸输水系统的消能方法。大致分为漩涡式内消能工、竖井式内消能工、突扩突
缩式内消能工以及组合式内消能工等。
1.漩涡式内消能工和竖井式内消能工，由于消能的需要而掺入了大量的空气，不
仅影响了流管的过流能力，而且在流管内形成了复杂的水气二相流，若不加以妥善解决，则
会恶化闸室水流条件，对停泊船闸造成安全隐患。
2.对于突扩突缩式内消能工虽可较好解决下泄水流速度和停泊闸室安全问题，但
其自身空化问题严重，影响输水系统的使用年限甚至安全。
3.组合式内消能工是内消能工组合类型，关于它的研究正处于起步阶段，有很多
问题需要去完善和总结。
这4种方法中前三种是目前船闸高水头供水管道主要采用的消能方式，各有优缺
点。因此，本实用新型提出了一种船闸供水管道多级孔板消能结构，克服了传统船闸输水系
统消能方式的单一性和局限性，改进了现有船闸高水头供水管道消能形式的不足，大大提
高了消能效率，优化了水流流态，从而消除了闸室底部结构的冲刷破坏和闸室内水面大幅
度波动导致的闸门振动。
实用新型内容
本实用新型的目是提供一种船闸供水管道多级孔板消能结构，应用于高水头供水
管道消能领域，提高了消能效率，优化了水流形态。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种船闸供水管道多级
孔板消能结构，它包括供水管道，所述供水管道内部安装有上部垫层段，所述上部垫层段的
下端设置有多级孔板段，所述多级孔板段的下端设置有出水口段，所述出水口段的下端设
置有下部垫层段，所述上部垫层段、多级孔板段、出水口段和下部垫层段的长度比为16:4:
5:3。
所述多级孔板段是由三块厚度一致的消能孔板组成，第一块消能孔板的开孔数目
和开口率与第二块消能孔板和第三块消能孔板不同；所述第二块消能孔板和第三块消能孔
板的开孔数目和开口率相同，其孔位分布错位布置；三块消能孔板之间的间距取水流恢复
长度的3～4.5倍。
所述出水口段距离第三块消能孔板两个水流恢复长度处安装与管内水平面成40
度倾角的鸭舌板，鸭舌板长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相同，厚度为消能孔
板的一半。
所述多级消能孔板和鸭舌板都采用同样的钢板材料。
所述下部垫层段直接伸入到闸室水中。
所述供水管道安装时，垫平整，供水管道外包裹有数条橡皮圈。
本实用新型有如下有益效果：
利用通过孔板孔口的水流突缩突扩产生强烈的紊动，来消杀巨大的水流动能，消
杀的大部分动能转化为热能随水流而走；采用多级孔板消能，可使水流多次突缩突扩而增
加消能效果，在一定范围内能解决落差大、下冲流速快的水流；通过在出水口段设置的鸭舌
板能使水流集中的汇入水垫层区，能解决注水流分散使各级孔口下游突扩后的水流紊动得
到一定的缓解，水流摆动得到适当的控制；而底部水垫层段伸入闸室水体内部，消除了输水
初始阶段可造成闸室底部结构的冲刷破坏和后期阶段可能引起闸室水面大幅度波动而导
致闸门振动问题；与传统的消能方式相比，增加消能效果的同时，没有减少闸室的过流能
力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的主剖视图。
图2是本实用新型第一块消能孔板的主视图。
图3是本实用新型图2中第一块消能孔板的A-A截面图。
图4是本实用新型第二块消能孔板的主视图。
图5是本实用新型图2中第二块消能孔板的B-B截面图。
图中：上部垫层段1、多级孔板段2、出水口段3、下部垫层段4、鸭舌板5、第一块消能
孔板201、第二块消能孔板202、第三块消能孔板203。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-5，一种船闸供水管道多级孔板消能结构，它包括供水管道，所述供水管道
内部安装有上部垫层段1，所述上部垫层段1的下端设置有多级孔板段2，所述多级孔板段2
的下端设置有出水口段3，所述出水口段3的下端设置有下部垫层段4，所述上部垫层段1、多
级孔板段2、出水口段3和下部垫层段4的长度比为16:4:5:3。
进一步的，所述多级孔板段2是由三块厚度一致的消能孔板组成，第一块消能孔板
201的开孔数目和开口率与第二块消能孔板202和第三块消能孔板203不同；所述第二块消
能孔板202和第三块消能孔板203的开孔数目和开口率相同，其孔位分布错位布置；三块消
能孔板之间的间距取水流恢复长度的3～4.5倍。
进一步的，所述出水口段3距离第三块消能孔板203两个水流恢复长度处安装与管
内水平面成40度倾角的鸭舌板5，鸭舌板5长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相
同，厚度为消能孔板的一半。
进一步的，所述多级消能孔板和鸭舌板5都采用同样的钢板材料。
进一步的，所述下部垫层段4直接伸入到闸室水中。
进一步的，所述供水管道安装时，垫平整，供水管道外包裹有数条橡皮圈。
实施例2：
一种船闸采用多级孔板消能的供水管道，包括上部垫层段、多级孔板段、出水口段
以及下部垫层段，上部垫层段、多级孔板段、出水口段以及下部垫层段的长度比为16:4:5:
3；各孔板之间的间距取水流恢复长度的3倍，孔板厚度根据水头高度和水流流速共同确定，
孔板直径1000mm；鸭舌板长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相同，厚度为消能孔
板的一半；消能孔板与鸭舌板采用冷轧钢板。
实施例3：
一种船闸采用多级孔板消能的供水管道，包括上部垫层段、多级孔板段、出水口段
以及下部垫层段，上部垫层段、多级孔板段、出水口段以及下部垫层段的长度比为16:4:5:
3；各孔板之间的间距取水流恢复长度的3.5倍，孔板厚度30mm，孔板厚度根据水头高度和水
流流速共同确定，孔板直径1200mm；鸭舌板长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相
同，厚度为消能孔板的一半；消能孔板与鸭舌板采用镀铝锌钢板。
实施例4：
一种船闸采用多级孔板消能的供水管道，包括上部垫层段、多级孔板段、出水口段
以及下部垫层段，上部垫层段、多级孔板段、出水口段以及下部垫层段的长度比为16:4:5:
3；各孔板之间的间距取水流恢复长度4倍，孔板厚度根据水头高度和水流流速共同确定，孔
板直径1300mm；鸭舌板长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相同，厚度为消能孔板
的一半；消能孔板与鸭舌板采用镇静钢板。
实施例5：
一种船闸采用多级孔板消能的供水管道，包括上部垫层段、多级孔板段、出水口段
以及下部垫层段，上部垫层段、多级孔板段、出水口段以及下部垫层段的长度比为16:4:5:
3；各孔板之间的间距取水流恢复长度的4.5倍，孔板厚度根据水头高度和水流流速共同确
定，孔板直径1500mm；鸭舌板长度与宽度比为5：3，且长度与消能孔板直径相同，厚度为消能
孔板的一半；消能孔板与鸭舌板采用优质碳素钢板。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想
的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽
事宜，属于本领域技术人员的公知常识。