水利水电工程中水闸的设计浅析

设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application2017年22期

水利水电工程中水闸的设计探讨

李宏伟

(陕西江汉水电勘测设计有限公司，陕西西安710016)

摘要：水是我们日常生活中不可或缺的事物，犹如空气一般。水是生命的源泉，是大自然赋予我们的东西也是哺育我们的东西。我们在 对于大自然中的水进行特性研究，这样的研究被称之为水利水电。水利水电工程是以国家发展为前提进行的，是我们对于资源的可持续性利 用。水利水电的发展与开发有效的提高了我国的经济发展。在水利水电工程中水闸是不可缺少的一部分，文章就水利水电工程中水闸的设计

进行探讨。在水利水电工程设计的过程中水闸是一个不可缺少的部分，文章对于水利水电工程中水闸的设计进行简要的分析与探讨。关键词：水利水电工程；水闸；设计中图分类号:TV66 文献标志码：A 文章编号:2095-2945(2017)22-0110-02

引言

水利水电在我国的发展史可以追溯到秦汉时期，在现代

我国也有大型的水利水电工程，例如:三峡工程、葛洲坝工程

等等。建设水利水电工程的目的在于对水资源进行合理开发，

主要还是向水利发电、农业灌溉等有利的方向进行发展，水利

水电的开发主要是利用水利发电，水利发电能有效的进行水

资源的利用同时也可以节约能源。但在水利水电工程中水闸

的设计至关重要，在水闸设计中必须要做到科学合理。

1概述

1.1水闸

水闸是修建在河道渠道中利用闸门控制水速流量计调水

位的水中建筑，在河道渠道中得到广泛的应用，水闸主要修建

于河道与渠道中，其主要目的就是便于控制水的流速。水闸的

设立可以有效的对洪水涝水进行宣泄保证下游的正常供水，

同时水闸也可以满足发电、农用灌溉、生活用水等方面的需

要。在水利工程中水闸的分类有很多种，水闸按照用途可以分

为:节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。按照

水闸的结构可以分为:开敞式、胸墙式、涵洞式等。按照水闸的

黄河水利职业技术学院涡河闸毕业设计说明书

第一章 总论

第一节 概述

一、工程概况

涡河发源于河南省中牟县境内，经开封、通许、尉氏、太康、鹿邑等县，在安徽省与惠济河汇合后流入淮河。汇合口以上流域面积4200km2，涡河在鹿邑县境内属平原稳定型河流，河面宽约200m，深约7——10米。由于河床下切较深，又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人蓄用水。为解决当地40万亩农田的灌溉问题，上级批准的规划确定，在鹿邑县涡河上修建挡水枢纽工程。

本工程位于河南省鹿邑县城北约1Km，距汇合口18Km。它是涡河梯级开发中最末一级工程，涡河闸控制流域面积4070Km2。

二、拦河闸任务

涡河拦河闸所担负的任务是正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉。洪水时开闸泄水，以保安全。

本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄河水两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人蓄用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题，并为工业生产提供足够的水源，同时渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。

第二节 基本资料

一、地形资料

闸址处系平原型河段，两岸地势平坦，地面高程约为40.00m左右。河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约为30.0m，主槽宽度约为80—100m，河滩宽平，至复式河床横断面，河流比较顺直。 黄河水利职业技术学院涡河闸毕业设计说明书

附 闸址地形图一张（1/1000）

二、地质资料

（一）根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四级蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错现象，闸址两岸地面高程均在43m左右。

水利水电工程中的水闸设计

在建设民生事业中，还需要重点分析水利水电工程，其主要是在水资源、自然环境不改变的前提下，实现合理有效的整顿与改造。在现阶段，水利水电事业得到进一步的发展，使得越来越多的人开始关注水闸的具体设计。水闸，本身作为一种泄水与挡水的建筑物，其依靠升降闸门来实现水位控制，就可以实现对流量的调节，并且在排水灌溉、防洪储水等方面都发挥了积极的作用。所以，本文就水利水电工程的水闸设计进行分析。

一、水闸施工设计的意义

一直以来，水利水电工程都直接影响了社会发展和经济进步，工程质量决定了人们生活质量，其水闸施工质量会对工程总体质量产生影响。水闸施工不仅需要对应的设备与材料支持，同时也需要通过高水平的管理让水闸物尽其用。优秀的管理，再配合上设备与材料的质量保障，就可以满足水站功效的发挥，最终才能够满足质量的要求。如果可以提升水闸施工技术，有效提升水利水电工作效率，其输送更多的能源，这样才能够让水利水电工程更好的服务人民。所以，为了提高实际的收益，就需要在设计方面狠下功夫，再配合上进一步的研究，就可以确保其质量提升到新的台阶[1]。

二、水利工程中水闸的设计要点

1.水闸选址

水闸选址作为水利水电工程的重要环节，也是其基础工程之一。针对其选址，还需要考虑到其地点与方向，需要基于天然的地基基础作为其实际的标准选择，这样就会对其具体的施工环节和后期的运行安全性加以分析与考量。具体来说，设计就需要对地点的实际情况条件、外界环境等基本情况加以分析，从而系统的、细致的分析水闸地质条件和水文条件，并且基于水闸规范标准来实现对水闸的运营以及使用情况管理。

2.进水闸类型与尺寸设计

目前，在水利工程建设中，进水闸作为其中的一种类型，直接修建的河道、湖泊、水库的岸边，基于引水流量的控制，从而满足发电、灌溉、供水等一系列的要求。其主要包含从天然河道之中取水，其具体的取水方式包含了无坝和有坝两个方面。其主要的特点在于本身的水流流速较大，还需要对下游的实际消能加以分析，其进水闸的设计尺寸需要满足引水的具体要求，确保能够按照水利工程具体的施工和运营要求，从而修筑对应的消力池或者是其余的消能设施。如此，就可以在各项工作保障的前提下，满足水跃共轭水深的基本要求，在控制并运用水闸闸门的时候，首先需要确保其运行安全性，进水闸在满足闸孔要求的同时，其高度也需要有一定的保持，这样才能够阻挡洪水漫顶等问题。一旦设计出现偏差，还可能会引起折冲水流或者是集中水流等问题[2]。

水利工程中水闸设计的要点及注意事项分析

摘要：近年来随着社会的进步，水利水电是关乎社会经济发展的一个重要工程，而水闸施工则是影响水利水电工程作用正常发挥的一道关键环节，如果施工人员在施工中不注重水闸的施工质量就可能会影响整个水利水电工程的作用发挥。因此水闸施工人员在水闸施工中需要及时的对水闸施工技术进行创新研究，不断提升水闸的修建质量。

关键词：水利工程中水闸设计；要点；注意事项

引言

农田水利工程的建设关乎国计民生，是促进我国农业发展的重要保障。目前，水利工程作为我国基础设施建设中的一部分，其生态建设规划逐渐引起人们的关注。由于我国农田面积大部分位于平原地区，因而在夏季汛期或将其丰富的季节会遭受洪涝灾害，这不但对生态环境造成破坏，还会导致农田水土流失。为了满足农业灌溉需求，提高农业生产水平，避免洪涝等灾害的影响，需要对农田水利工程设计与建设进行重视，以实际情况出发建设，这对推动社会经济平稳发展意义重大。

1水利工程中水闸设计的要点

1.1注重对闸室安全计算

水闸功能是否能够发挥到最大的水平，这还要看对闸室安全计算的重视程度是否足够。在进行设计工作的时候，要尽最大的努力使得闸室的安全性和稳定性进一步提高。要做到这点，需要水闸设计工作人员在进行设计时根据现场实际情况的资料，严格按照规范仔细计算闸室的安全性。在进行计算时需要进行负载组合，另外，基底应力、抗滑稳定性这两个方面也要计算好。负载组合方面主要是对不一样的组合方式的不同进行考虑，找出最合适的组合方式。而计算基底应力的时候，一定得把力矩计算做好，同时也不能忽视竣工检修方面的计算。完成计算之后还要在工程正常运行的时候，完成基底应力的计算、复核。在做好计算抗滑稳定性方面，主要针对总弯矩、总重等方面进行仔细的计算，以计算出合理抗滑稳定系数。

1.2水利工程设计施工中水闸的定型

水利工程中水闸类型繁多，各个类型存在明显差异，并且其功能各不相同，优缺点存在明显不同。所以在对闸型进行选择的过程中需要结合水文特征和地质情况进行考虑，进而做好定型工作，防止追求新型水闸而忽视实际情况问题的出现。水闸的闸室包括胸墙式水闸、涵洞式水闸和敞开式水闸。水利工程进行泄洪排涝工作的过程中，其主要目的是使水流状态保持平衡，防止水流出现冲击情况。并且不同的闸室存在一定的差异，例如敞开式水闸底部宽而平整，对于排洪排涝具有重要作用。光南水闸为拦河闸，挡水水头低，仅约3.70m，但是泄洪量大，本次复核设计洪峰流量为197.0m3/s，宜选择开敞式水闸方案，且原设计也是平底板开敞式水闸。