水闸的孔口设计

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表1-2 闸门常规孔口尺寸表闸前正常工作水位主要应当满足灌区引水对高程的要求，在此基础上尽量降低正常工作水位，以减少闸前壅水高度和泥沙淤积。

乌斯满枢纽担负着乌斯满河沿岸生态、塔里木水库灌区、米尔沙里灌区、琼库勒牧场灌区和霍尔加牧场灌区的灌溉引水任务，引水闸后通过引水连接渠引入乌斯满河，通过规模论证乌斯满河引水流量为55m3/s。

根据乌斯满河测量成果，推算出过55m3/s的流量时引水闸后水位为903.92m，为保证过闸水流满足自由出流的要求，闸前正常工作水位确定为904.22m。

同时根据水位～流量曲线查得水位904.22m时的流量为196m3/s，然后查保证率为50％设计径流日平均流量，可知196m3/s发生20天，也就是说在每两年不壅高水位的情况下，有足够的流量保证泄洪闸前有20天的冲砂时间。

由于本河段河道纵坡较小，泥沙输送量较大，河段整体上呈淤积态势，提高正常工作水位虽然能减少工程量，但是增加了上游回水范围，势必加速上游河道的泥沙淤积，加大淤积量，对工程运行不利，而且还增加回水面以上河道主槽的摆动速度。

根据以上分析，最终确定闸前正常工作水位为904.22m。

这是别的水闸空口尺寸确定的过程，可参考由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深表2—1上游水头计算注：考虑壅高10～15cm闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，判断其是否淹没出流。

表2—2淹没出流判别计算按照闸门总净宽计算公式232H g m QB s εσ=（2-1）根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算，其中堰流侧收缩系数ε=0.97，堰流流量系数m=0.385。

表2—3闸孔总净宽计算根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选单孔净宽B=7m ，同时为了保证闸门对称开启，为防止不良水流形态选n=7孔，由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩1.0m ，缝墩1.2m ，边墩0.8m 。

如图2—1所示。

闸孔总宽度为：图2-1 闸孔尺寸布置图2.1.3 校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算的收缩系数,查《水闸设计规范》（规范表2-2），结果如下所示：对于中孔：978.0,875.017710==+=ε得s b b 靠缝墩孔： 974.0,854.02.17710==+=ε得s b b 对于边孔：583.0)249632304.5(77000=-⨯+⨯+=+=bs b b b b b 938.0,3=ε得所以：967.0241938.02974.04978.01321332211=++⨯+⨯+⨯=++++=n n n n n n εεεε与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上、下游水位，进一步换算流量如表2-4所示表2-4过流能力校核计算设计情况超过规定的5%的要求，说明孔口尺寸有些偏大。

第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。

本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。

该闸有如下的作用：（1）防洪。

当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。

（2）灌溉。

灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。

（3）引水冲淤。

在枯水季节。

引水北上至下游红星港，以冲淤保港。

1.2 规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。

渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。

（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300sm/3。

此时相应水位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100sm/3，此时相应水位为：闸上游水位2201.44m，闸下游水位2201.38m。

（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m，下游水位2201.0m；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。

消能防冲不利情况是：上游水m/3位2204.7m,下游水位2201.78m，引水流量是300s（4）下游水位流量关系：（5）地质资料：① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=60.0Kpa ；内摩擦角19=ϕ°；天然孔隙比e=0.69；天然容重3KN/m 3.20=γ 建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ϕ=，凝聚力0c kPa =，天然容重318kN m γ=。

本地区地震烈度在6度。

（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。

（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m,总宽5.5m ，采用板梁结构。

每米桥长约种80KN 。

181CASE区域治理作者简介：王中禹，生于1989年，硕士研究生，研究方向为航道与港口工程。

简述闸址选择和水闸的孔口尺寸确定四川省交通勘察设计研究院有限公司 王中禹摘要：文章以闸址选择和水闸孔口尺寸确定为研究对象。

首先围绕如何进行闸址选择，提出一些需要注意的因素。

随后在最终水闸孔口尺寸确定方面，从多方面入手，提出了一些需要考虑的因素及注意的问题，希望能为相关研究提供一定参考。

关键词：闸址选择；水闸类型；孔口尺寸中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）35-0181-0001水闸功能的发挥通常与闸址选择有着密切的关系。

因此在实际进行闸址选择时，需综合考虑多种因素，例如闸址本身的地质条件优劣、水闸的实际类型以及一些外在条件等，从而保证闸址选择的合理科学性。

而在进行水闸孔口尺寸确定方面，则需要充分考虑闸孔的泄流能力，以及实际的设计流量等因素，以确保水闸孔口尺寸确定合理性。

在促使水闸功能得到充分发挥的同时，降低整体工程造价。

一、合理选择闸址要保证水闸地址选择的科学合理性，更有利于水闸功能作用发挥，还有利于减少水闸运行故障概率。

在具体机械能选择过程中，应注意做到以下几点：首先，水闸所在地的位置需比较开阔，地质稳固，岸坡稳定，不存在泥石流或者岸坡坍塌隐患。

其次，水闸地基地质情况良好，不存在软土地基问题。

最后，还应结合不同类型的水闸，做好闸址合理选择。

例如针对拦河闸，要求选择的闸址在河流顺直段，河势整体要较为稳定，同时河床断面也不宜太过复杂。

如果是分水闸、分洪闸或者是进水闸，在实际进行闸址选择时，同样要求尽量选择在顺直的河段，同时沿线的河岸边坡应保持稳定[1]。

但对分洪闸而言，不适合选择闸下游居民聚集区河段。

如果是排水闸，闸址则比较适合选择地势低洼位置，同时要保证出水顺畅，便于排水。

除此之外，在进行水闸闸址选择时，还要充分考虑一些外在因素，例如交通条件是否良好，是否能保证水电供应的便利性，能否进行就地取材等。

第二节水闸的孔口设计水闸是用于控制水流的一种水利工程设施，其孔口设计对于水闸的正常运行和水流控制起着至关重要的作用。

合理的孔口设计能够减小水力损失，提高水闸的效率。

本文将从孔口形状、数量、尺寸、布置等方面介绍水闸的孔口设计。

首先，孔口形状是水闸孔口设计的重要因素之一、常见的孔口形状有矩形、梯形、圆形等多种。

矩形孔口适用于较小的水闸，具有结构简单、施工方便的优点，但相比其他形状孔口，其水力损失较大。

圆形孔口的水力损失相对较小，适用于小型和中型水闸，但施工和维修较为困难。

梯形孔口则是综合了矩形和圆形孔口的优点，能够在一定程度上降低水力损失，并且施工较为方便。

因此，在进行孔口设计时，需要根据具体情况选择合适的孔口形状。

其次，孔口的数量也是影响水闸设计的重要因素。

孔口数量的确定需要考虑水闸的流量要求和运行要求等因素。

孔口数量过多会增加维护成本和施工难度，同时还会增加水闸的水力损失。

而孔口数量过少会导致流量压力较大，增加了孔口的防渗措施，增加了水闸的工程量。

因此，在进行孔口数量设计时，需要综合考虑水闸的实际情况，确保孔口数量的合理性。

此外，孔口的尺寸也是影响水闸设计的重要因素之一、孔口尺寸的设计需要根据水闸的流量要求、水位变化范围和孔口形状等因素进行综合考虑。

孔口尺寸过小会导致流量较小，降低水闸的出水能力；而孔口尺寸过大则会增加水流的速度和水力损失。

因此，在进行孔口尺寸设计时，需要合理确定孔口的宽度和高度，以满足水闸的实际运行需求。

最后，孔口的布置也是影响水闸设计的重要因素之一、合理的孔口布置能够控制水流，减小流速差，降低水力损失。

常用的孔口布置方式有竖列式孔口、横列式孔口和交错式孔口等。

竖列式孔口适用于流量相对较小的水闸，能够方便地进行维护和清淤工作；横列式孔口适用于流量较大的水闸，能够有效地减小水力损失；交错式孔口是竖列式和横列式孔口的结合，能够在一定程度上平衡水流分布，使水力损失更加均匀。

因此，在进行孔口布置时，要结合水闸的实际情况和需求进行合理布置。

表1-2 闸门常规孔口尺寸表4.6.6闸前正常工作水位的确定闸前正常工作水位主要应当满足灌区引水对高程的要求，在此基础上尽量降低正常工作水位，以减少闸前壅水高度和泥沙淤积。

乌斯满枢纽担负着乌斯满河沿岸生态、塔里木水库灌区、米尔沙里灌区、琼库勒牧场灌区和霍尔加牧场灌区的灌溉引水任务，引水闸后通过引水连接渠引入乌斯满河，通过规模论证乌斯满河引水流量为55m3/s。

根据乌斯满河测量成果，推算出过55m3/s的流量时引水闸后水位为903.92m，为保证过闸水流满足自由出流的要求，闸前正常工作水位确定为904.22m。

同时根据水位～流量曲线查得水位904.22m时的流量为196m3/s，然后查保证率为50％设计径流日平均流量，可知196m3/s发生20天，也就是说在每两年不壅高水位的情况下，有足够的流量保证泄洪闸前有20天的冲砂时间。

由于本河段河道纵坡较小，泥沙输送量较大，河段整体上呈淤积态势，提高正常工作水位虽然能减少工程量，但是增加了上游回水范围，势必加速上游河道的泥沙淤积，加大淤积量，对工程运行不利，而且还增加回水面以上河道主槽的摆动速度。

根据以上分析，最终确定闸前正常工作水位为904.22m。

这是别的水闸空口尺寸确定的过程，可参考由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深表2—1上游水头计算注：考虑壅高10～15cm闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，判断其是否淹没出流。

表2—2淹没出流判别计算按照闸门总净宽计算公式232H g m QB s εσ=（2-1）根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算，其中堰流侧收缩系数ε=0.97，堰流流量系数m=0.385。

表2—3闸孔总净宽计算根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选单孔净宽B=7m ，同时为了保证闸门对称开启，为防止不良水流形态选n=7孔，由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩1.0m ，缝墩1.2m ，边墩0.8m 。