利用下泄水流自由跌落至下游水墊中消耗能量的消能方式。這種方式最初套用於低落差的跌水，後來多用於中、高水頭薄拱壩的壩頂溢流。自由跌落式消能既簡單又經濟，但要求下游水深較深和河床基岩較好。為使跌落水流不淘刷壩趾，可考慮選用下列措施：①在壩趾下游水流跌落範圍內設定護坦，用以保護河床。②在壩後適當位置修建二道壩，抬高下游水位，增加水墊深度。③同時設定護坦和二道壩。④開挖下遊河床形成水墊塘。
美國185m高的穆西羅克(Mossyrock)雙曲拱壩採用這種消能方式，下游水墊深約70m。中國台灣省高181m的德基雙曲拱壩拱壩也採用這種消能方式。中小型砌石拱壩中採用的更多。
基本介紹
- 中文名：自由跌落式消能
- 外文名：overfall energy dissipation
自由跌落式消能設施的設計，應能減少水舌跌落區的動水壓力和便於處理跌落後的消能。為此，應儘可能加寬溢流寬度和減小單寬流量。同時，承受自由跌落水舌的護坦，原則上應取等寬直線渠道，並用混凝土保護。
自由跌落式的消能設施，為了擴散跌落水舌注入河床的能量，溢流寬度希儘可能加寬。水舌跌落的寬度應不大於護坦的寬度，以免水舌直接衝擊水墊以外的岸坡。同時，若護坦面在橫斷方向傾斜時，則衝擊後水流能量在乎面上的分布將不均勻，在短距離內消能困難。因此，從水舌跌落區保護和消能處理的角度來看，理應使護坦寬度和水舌跌落寬度大致相等。
當護坦上的渠道因水舌跌落似被分割成上游段和下游段時，下游段護坦即使因驅水而出露，但在水舌跌落區和壩體之間，自然形成了水墊，跌落水舌的消能效果仍然存在。
確定護坦長度的準則之一，是緊接跌水之後水躍表面水輥的長度，但是，此長度可據下遊河床的狀況作一定的縮短。
承受自由跌落水舌的護坦，不論有無水墊，由於動水壓力的作用，基礎難免不受沖刷，因此原則上套用混凝土保護。
