水利工程水閘設計問題思考

欒天晴 王志勇

【摘要】當前我國的水利水電工程中的水庫水閘設計十分關鍵，它是水庫做好抗洪、排澇、給水、灌溉等工作的重要設施。因此，在進行水庫水閘設計時，必須結合具體的工程情況進行水閘底板、閘墩、止水設施等設計。然而，由于水利工程中的水閘工程結構構造復雜，設計師在進行水閘設計時尤其應當注意結合現場環境，設計出合理、優質的水閘布局構造。

【關鍵詞】水利水電工程；水庫；水閘；設計

一、水閘的選址原則

水閘在進行選址的時候首先要滿足的條件就是要保證水閘穩定和安全的同時還要滿足水閘在使用的時候所需的要求。水閘在使用的時候能夠做到水流流態穩定在建設以后方便管理同時在進行建設的時候造價要經濟。為了更好的滿足以上的要求保證水閘在建設以后可以很好的使用和管理，在進行水閘選址的時候一定要慎重水閘的選址，要對當地的地質條件和水文條件進行綜合分析，最好是在完整的宕石地基上進行施工或者是在承載能力大抗剪強度高透水性小穩定的土質地基上進行施工。在進行水閘施工的區域如果找不到良好的天然地基就要對不良的地基進出處理，這樣可以使地基的情況發生轉變。有些時候對地基進行技術處理的花費是非常高的，這種情況下很多的施工企業選擇不進行地基的處理，但是這樣對水閘的穩定性和安全性是影響非常大的。為了更好的保證水閘的施工質量廠定要對水閘的選址特別重視，同時要綜合考慮選址這樣才能保證水閘的建設取得更好的效果。

二、水庫水閘類型

1進水閘

進水閘又稱為渠首閘，其作用是為農田提供灌溉功能，或者為水力發電等其他水利事業提供必要的用水量。進水閘一般設置于水庫、河道、湖泊的岸邊或渠道的渠首，通過建閘引水、加強入渠流量的控制。

2節制閘

節制閘又稱為攔河閘，其作用是通過調節水位和流量，在枯水期時截斷河道以便抬高水位，以便利用上游航運和進水閘取水，并在洪水期進行下泄流量控制。

3排水閘

排水閘本身閘底板高程低、閘身高，以便擋住較高的外河水位，并排除洼地積水，因此還可以作為雙向水頭。排水閘主要是在外河水位上漲時，通過關閘來避免江河洪水倒灌；在河水退落時，即時打開閘門排除漬水。一般來說，排水閘是設置于江河沿岸。

1.4擋潮閘

擋潮閘的作用主要是擋潮、蓄淡、泄洪、排澇，它與排水閘一樣可以提供雙向水頭作用，當受到潮水影響時，擋潮閘可以避免海水倒灌入河，還可以通過抬高內河水位，實現蓄淡灌溉目的；擋潮閘還可在退潮時排澇，在內河兩岸受澇時具有重要作用。

三、水利工程中水閘設計的注意事項

1、穩定問題。在正常使用水閘時，攔截上游的水位一般比較高，這樣就導致水閘上游和下游之間產生很大的水位差，會出現水平壓力過大的現象。要想穩定自身，水閘必須擁有一定的重量。另外，水閘在建成以后，如果還沒有擋水或者是在正常使用的情況下遇到無水期，就會產生很大的垂直荷載，這樣基底的實際壓力就會大大超過地基能夠承受的承載力，從而出現地基變形或者是出現閘基土被擠出的現象，這很容易造成水閘與地基出現滑動的危險。所以，在修建水閘時必須保證基礎的面積，這樣才能有效的降低基底的壓應力。

2、沉陷問題。軟土具有很大的壓縮性，如果將水閘建設在軟土地基上，就會在水閘自身以及外部的荷載作用下出現沉陷現象。特別是在底板傳到地基上的荷載分布不均勻時，或者是分布在地基土層的荷載不均勻時，更容易出現沉陷現象。這種地基沉陷還會導致水閘出現下沉，或者是閘室傾斜。如果嚴重有可能造成水閘斷裂，這對水閘的正常運行會產生很大影響。

3、沖刷問題、在開閘泄水時，如果水閘下游水位很淺或者是沒有水，在水位差的作用下，就會加大水流的流速，這種巨大的能量會對下游有嚴重的沖刷。一旦沖刷的范圍過大，就會掏空閘基，造成水閘失事。另外，一般在水閘的兩岸都是軟弱的巖層或者是土層，如果修建水閘時開設過多的閘孔，一旦開啟某一個閘孔就會形成折沖水流，這就會嚴重沖刷下游河岸，對水閘的安全和穩定性都會產生影響。

四、水閘設計要點

1攔河閘基本型式和尺寸的確定

攔河閘承擔的任務主要是攔斷河流和壅高河中水位以保證引水的需要。需要壅高的水位，稱為正常壅水位，亦稱正常擋水位。對于灌溉取水工程，該水位是根據灌區規劃對引水高程的要求確定的。洪水時期，攔河閘則開閘泄水。為了滿足泄洪要求，攔河閘應具有足夠的閘孔尺寸。泄洪時，閘前的洪水位往往要高于閘前的正常壅水位，故攔河閘的閘前最高水位取決于閘前洪水位的高低。為了滿足引水要求而確定的閘前正常壅水位是攔河閘的正常擋水高程，而泄洪量的大小和閘前洪水位的高低，則直接影響攔河閘的高度、閘孔的型式和尺寸、閘的上游淹沒損失以及對閘下游消能防沖的要求和工程量的大小等。

2進水閘基本型式和尺寸的確定

從天然河道取水，按取水方式一般可分為無壩取水和有壩（閘）取水兩種方式。當天然河道水量豐富，水位也能滿足引水要求時，可采取無壩取水方式，即直接在渠首修建進水閘引水；當天然河道水位不能滿足引水要求或引水流最較大時，由于引水有困難，常需采取有壩取水方式，即除了在渠首修建進水閘引水外，還需在河道中修建攔河壩（閘），攔斷河流，壅高水位，迫水入渠，以滿足進水閘引水要求。

進水閘是修建在渠首按需要引水的建筑物，當不需要引水時，則關閘擋水，以免河水進入渠道。顯然，進水閘不但要有足夠的閘孔尺寸，以滿足引水要求；還要有一定的高度，以阻擋河中水流和洪水漫頂，否則就不能完成按需要引水的任務。

結束語：

在水利工程建設過程中，水閘的設計具有非常重要的意義，所以在進行水閘設計的時候，一定要根據工程的具體情況，對附近的環境進行詳細的分析，并且還要嚴格的按照規定的要求進行設計。同時對于工程施工中可以出現的問題，一定要采取有效的措施進行預防和處理，并且還要將理論與實踐相結合，從而才能夠很大程度的提高水閘的設計質量和水平。

參考文獻：

[1]彭云峰.淺析水利工程中水閘設計方法[J].中國科技博覽，2011

[2]孫立平，石寶華，張延樂關于水閘安全評價的幾個問題[J].科技信息，2013