郾城县颍河拦河闸水闸设计计划书
1.1 概述
颍河拦河闸位于郾城县境内，闸址位于颍河京广铁路桥上游和吴工渠入颍河口下游之间，流域面积2234平方公里，流域内耕地面积288万亩。
农作物以种植小麦、棉花等经济作物为主流域平均纵坡1/6200。
本工程等别为Ⅲ等拦河闸按3级建筑物设计。
本工程投入适使用后，在正常蓄水位时，可蓄水2230万立方米。上游5个县25个乡已建成排灌站42处有效面积25万亩。闸上游开南、北两干渠，配支干23条，修建各类建筑物1230座，可自流灌溉下游三县21万亩农田，效益巨大，是解决颍河流域农田的灌溉动脉，同时，也是解决颍河地区浅层地下水贫水区的重要水源。
1.2 基本资料
1.2.1 地质资料
1、根据地质钻探资料，闸址附近地层为中粉质壤土，厚度约25m，其下为
不透水层，其物理力学性质如下：
①湿重度r=20.0kN/m3
土壤干重度r=16.0KN/m3
饱和重度r=22.0KN/m3
浮重度r=10.0KN/m3
②自然含水量时，内摩擦角φ=23°
饱和含水量时，内摩擦角φ=20°
土壤的凝聚力=0.1KN/m2
③地基允许承载力{d}=150KN/m2
④混凝土、砌石与土基摩擦系数f=0.36
⑤地基应力的不均匀系数【η】=1.5~2.0
⑥渗透系数K=9.29×10-3厘米/秒
2、本地区地震烈度为6度以下
1.2.2 建筑材料
1、石料：本工程位于平原地区、山丘少，石料需从外地供给，距京广线很近，交通条件好。
2、粘土：经调查本地区附近有丰富的粘土材料。
3、闸址处有足够多的砾料。
1.2.3 水文气象
1、气温：本地区年最高气温42度，最低气温为-18度。
2、风速：最大风速V=20米/秒，吹程D=0.6公里。
3、降雨量; 非汛期（1-6月及10-12月）九个月最大流量为130m³/秒。
年平均最大流量Q=36.1m³/秒，最大年径流总量为9.25亿m³。
年平均最小流量Q=15.63/米秒,最小年径流总量为0.42 3亿m³。
4、冰冻：颍河流域冰冻时间短，冻土很薄，不影响施工。
5、上下游河道断面：
糙率：
河床0.0225
滩地0.03
6、批准的规划成果为：
（一）灌溉用水季节，拦河闸的正常挡水位为58.72米，下游无水。
（二）洪水标准。
1、设计洪水位50年一遇，相应的洪峰流量1144.45 3/米秒，闸上游的洪水位为59.5米，相应的下游水位59.35米。
2、校核洪水位200年一遇，相应的洪峰流量1642.35 3/米秒，闸上游的洪水位为61.00米，相应的下游水位60.82米。
1.3工程综合说明
本工程为Ⅲ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。具体尺寸设计、布置详见下面的章节介绍。
第2章 水力计算
2.1 闸室的结构形式及孔口尺寸的确定
2.1.1该水闸选择平底板宽顶堰闸孔形式，闸底板高程为51.92米。 2.1.2闸孔净宽的计算
2.1.2.1设计洪水位时：Q=1144.45m/s ，H 1=59.5m ，H 2=59.35m ，g=9.81m/s 2
河道横截面积A 为：
()()()22
2
11211311258.551.92258.551.922227559.551.92709.4m ⎡⎤⨯⨯+⨯+⨯⨯-+⨯-⨯⎢⎥⎣⎦⨯+⨯-= 流速：v=Q/A=1144.45/709.4=1.613m/s
22
2 1.61329.810.13v g =⨯=
上游水深：159.551.927.58D H
H H m =-=-=
堰上水深：2
7.580.137.71H H v g m =+=+= 下游水深：259.3551.927.43s
D h H H m =-=-=
07.437.70.960.9s h H ==≥ 堰流处于高淹没度，则闸孔总净宽
0B =
()2
2
000.8770.650.8770.960.650.973s h u H ⎛⎫=+-=+-= ⎪⎝⎭
则
058B m =
=
2.1.2.2校核洪水位时：Q=1642.35m/s ，H 1=61m ，H 2=60.82m ，g=9.81m/s 2 河道横截面积：
()()()()()()222
126158.5136158.526158.558.551.9221258.551.9222756151.92940.9A m ⎡⎤
⨯-⨯+⨯-+⨯-⨯-⎢⎥=⎢⎥
⎢⎥
+⨯-⨯⎢⎥⎣⎦⨯+⨯-=流速：v=Q/A=1642.35/940.9=1.745m/s
222 1.7459.810.17v g =⨯=
上游水深：16151.929.08D H
H H m =-=-=
堰上水深：2
9.080.159.23H H v g m =+=+= 下游水深：260.8251.928.9s
D h H H m =-=-=
08.99.230.960.9s h H ==≥ 堰流处于高淹没度，
则闸孔总净宽
0Q
B =
()2
2
000.8770.650.8770.960.650.973s h u H ⎛⎫=+-=+-= ⎪⎝⎭
则072.6B m =
=
因校核洪水时的闸孔净宽度大于设计洪水时的闸孔净宽度，故取B 0为72.6m 。设单孔净宽度b 0为14m,则闸孔孔数
0072.614 5.19n B b === 故取n=5。
