水闸课程设计
第一章总述
第一节概述
本工程是西通河灌区第一级抽水站的拦河闸，其主要任务是拦蓄西通河的河水，抬高水位满足抽水灌溉的需要; 洪水期能够宣泄洪水，保证两岸农田不被洪水淹没。
第二节基本资料
(一) 闸的设计标准
根据《水闸设计规.》SD133-84(以下简称SD133-84),该闸按IV级建筑物设计。
(三) 地形资料
闸址附近，河道顺直，河道横部面接近梯形，底宽18米，边坡1:1.5，河底高程195.00米，两岸地面高程199.20米。
(四) 闸基土质资料
闸基河床地质资料柱状图如图所示
(五) 其他资料
1.闸上交通为单车道，按汽-10设计，带-50校核。桥面净宽4.0m，总宽为4.4m。
2.闸门采用平面钢闸门，有3米，4米，5米三种规格闸门。
3.该地区地震设计烈度为4度。
4.闸址附近河道有干砌石护坡。
5.多年平均最大风速12米/秒，吹程0.15公里。
第三节工程综合说明书
本工程为Ⅳ级拦河闸。设计采用开敞式水闸。
水闸由上游连接段、闸室段、下游连接段三部分组成。
闸室段位于上、下游连接段之间。是水闸工程的主体。其作用是控制水位、调节流量。包括闸门、闸墩、边墩、底板、工作桥、检修便桥、交通桥、启闭机等。
上游连接段的作用是将上游来水平顺地引进闸室。包括两岸的翼墙、护坡、铺盖、护底和防冲槽。
下游连接段的作用是引导过闸水流均匀扩散。通过消能防冲设施。以保证闸后水流不发生有害的冲刷。包括消力池、海漫、防冲槽以及两岸的翼墙和护坡。
第二章 水力计算
第一节 闸室的结构型式及孔口尺寸确定
﹙一﹚闸孔型式的选择
该闸建在天然河道上，河道横部面接近梯形，因此采用开敞式闸室结构。该闸建在天然河道上，为了满足泄洪、冲沙、排污的要求，宜采用结构简单，施工方便，自由出流围较大的无坎宽顶堰，考虑到闸基持力层是粘细砂，土质一般，承载能力不好，并参考该地区已建工程的经验，根据一般情况下，拦河闸的底板顶面可与河底齐平。即闸底板顶面（即堰顶）与西通河河底齐平，所以高程为195.00 m 。
（二）闸孔尺寸的确定
初拟孔口尺寸，该闸的尺寸必须满足拦洪灌溉以及泄洪的要求。
1.计算闸孔总净宽0B
(1)在设计情况下： ①、上游水H=198.36-195=3.36m
②、下游水深s h =198.15-195.00=3.15m ③、下泄流量Q=61.403/m s
则上游行近流速：
V 0=Q/A
根据和断面尺寸：
A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.36﹚×3.36＝77.4m 2 其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =61.40/77.41=0.793m/s
H 0=H ﹢αv 2/2 （取α＝1.0﹚ =3.36﹢0.7932/﹙2×9.81﹚ ＝3.39m 则
s
h H =3.15/3.39=0.929>0.8 故属于淹没出流。
(2)校核情况： ①、上游水H=198.9-195=3.9m
②、下游水深s h =198.65-195=3.65m ③、下泄流量Q=79.703/m s
则上游行近流速：
V 0=Q/A
根据和断面尺寸：
A=﹙b ＋mH ﹚H =﹙18+1.5×3.9﹚×3.9＝93.02m 2 其中b 为河道宽：b=18m m 为边坡比：m=1:1.5 V 0=Q/A =79.7/93.02=0.86m/s
H 0=H ﹢αv 2/2g ﹙取α＝1.0﹚ =3.9﹢0.862/﹙2×9.81﹚ =3.94m 则
s
h H =3.65/3.94=0.93>0.8 , 故属于淹没出流。 (3)确定闸孔宽度
由以上结果可得，则按水流成堰流时并且为淹没出流，计算根据《水工建筑物》，由宽顶堰淹没出流公式：
根据
s
h H ，查SL-265-2001,附录A.01，查得淹没系数=0.74，对无坎宽顶堰：m=0.385 假设侧收缩系数 =0.90
在设计情况下：
g
v 220
H
H 1
s h
由公式
所以，在设计情况下
=8.66m
在校核情况下：
=9.0m
整理上述计算如下表
计算
情况
上游
水深
H
下游
水深
s
h
流量
Q
行进
流速
行进
水头
H
淹没
系数
б
流量
系数m
侧收
缩系
数ε
B
设计
情况
下
3.36 3.15 61.40 0.793 3.39 0.74 0.385 0.90 8.66
校核
情况
下
3.90 3.65 79.70 0.86 3.94 0.74 0.385 0.90 9.0
2.闸孔孔数n及单孔净宽
b
单孔宽度
b根据水闸使用要求，闸门型式及启闭机容量等因素，并参照闸
门尺寸选定。由
01
B>
02
B比较得，取净宽较大的值，则取
B=9.0m。
以上为
B的第一次近似值，据此可计算 的第二次近似值，按
H
h
s
=0.93，及闸墩边形状，查《水力学》，得=0.502 ，=0.70。侧收缩系数按式计算为：
=1-0.2×[0.7+（3-1）×0.502]×3.9/9
