農(nóng)田水利工程中自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘設(shè)計(jì)研究

歐陽常輝

[摘 要] 水利建設(shè)對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此需要充分重視農(nóng)田水利建設(shè)?？购登朗撬ㄔO(shè)的重要組成部分，在其與支渠的連接處或跌水位置通常設(shè)置有分水閘門，能對(duì)灌溉水位進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)節(jié)。但是，當(dāng)前在渠道分水閘安裝過程中需要配備相應(yīng)的門槽，這就增加了其安裝難度，限制了其在更大范圍進(jìn)行推廣應(yīng)用。本文對(duì)當(dāng)前啟閉式分水閘存在的缺陷進(jìn)行全面的分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行具有針對(duì)性的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高分水閘的靈活性，為農(nóng)田高效灌溉提供可靠保障。

[關(guān)鍵詞] 抗早渠;分水閘;自動(dòng)旋轉(zhuǎn)

[中圖分類號(hào)] TV66 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2020）19-121-2

農(nóng)業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的作用，因此需要高度重視農(nóng)業(yè)發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中，水分發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這就需要為農(nóng)作物的整個(gè)生長(zhǎng)過程提供充足的水分，因此要充分重視農(nóng)田水利建設(shè)工作。防滲渠道為水分的流動(dòng)提供了必要的通道，能將水分引流至農(nóng)作物生長(zhǎng)區(qū)，確保農(nóng)作物能汲取充足的水分。在實(shí)際的引流過程中，防滲渠道與支渠并不是一體建設(shè)的，而是分別建設(shè)再連接在一起的。在兩者的連接位置或渠道跌水位置通常設(shè)置有相應(yīng)的分水閘門，不僅能起到一定的連接作用，而且能結(jié)合農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育需求對(duì)灌溉水位進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)節(jié)，提高水分利用率，避免造成水分過度浪費(fèi)[1]。

在當(dāng)前渠道上絲桿啟閉式分水閘的安裝過程中，需要在相應(yīng)的位置現(xiàn)場(chǎng)澆筑門槽，這就在一定程度上增加了其施工安裝難度，尤其是在施工安裝環(huán)境較差的農(nóng)田，其整個(gè)安裝工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且安裝質(zhì)量難以得到可靠保障[2]。因此，其對(duì)安裝環(huán)境要求相對(duì)較高，靈活性較差，無法在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用，在一定程度上阻礙了農(nóng)田水利建設(shè)水平的不斷提高。此外，渠道分水閘的運(yùn)行軌跡多為直提直放，難以對(duì)水流大小進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，為了盡可能滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，往往采用大水量對(duì)農(nóng)田進(jìn)行淹沒式灌溉，這就會(huì)造成水源的嚴(yán)重浪費(fèi)，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)進(jìn)行[3]。

1 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘如圖1和圖2所示，其主要由閘門槽、頂梁、閘板3個(gè)部分構(gòu)成[4]，每個(gè)部分分別發(fā)揮相應(yīng)的作用，共同對(duì)水流實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)分水的效果。在設(shè)計(jì)過程中，為了確保閘板始終位于閘門槽內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，需要對(duì)其采取有針對(duì)性的限位措施，通過在閘門槽的左、右內(nèi)邊上分別設(shè)置用于限位的止檐，進(jìn)而能對(duì)閘板的位移進(jìn)行有效的限制，將其限制在門槽范圍。并且其底部和頂梁的中心偏心位置處分別設(shè)置相應(yīng)的軸孔，在閘板旋轉(zhuǎn)過程中提供必要的支撐，為閘板的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)提供可靠保障。在閘板的頂端和底端設(shè)置有延伸進(jìn)上述軸孔的轉(zhuǎn)軸，能帶動(dòng)閘板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且為了對(duì)閘板進(jìn)行良好的固定，在轉(zhuǎn)軸的兩端分別設(shè)置定位保護(hù)膠套，其能對(duì)閘板起到良好的定固保護(hù)作用，避免其在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中左右偏心擺動(dòng)。為了對(duì)閘板的外周進(jìn)行有效的定形和保護(hù)，避免其受到外力作用而受損，設(shè)置相應(yīng)的鍍鋅扁鐵邊框，進(jìn)而能在一定程度上提高閘板邊角的強(qiáng)度，在外力的撞擊作用下仍能保持原來的混凝土閘門形狀而不至于發(fā)生形變，影響閘板的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，根據(jù)水流的運(yùn)動(dòng)方向，在閘板上流面偏長(zhǎng)端的適宜位置設(shè)置用于調(diào)控水流速度的鏈條，在頂梁上流面偏短端的適宜位置設(shè)置定控掛鉤，在工作過程中能根據(jù)實(shí)際的操作需求，利用定控掛鉤與調(diào)控鏈條的連接，對(duì)閘板有效控制開啟角度，提高對(duì)水流的控制能力;當(dāng)調(diào)控鏈條處于完全伸開狀態(tài)時(shí)，渠內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的水力能使閘門自動(dòng)關(guān)閉[5]。

如圖1所示，U型渠自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘包括U形閘門槽1、頂梁A2和U形閘板3，U形閘門槽1左、右內(nèi)邊上分別

設(shè)一道閘門槽止檐A7，U形閘門槽1的底部中心與頂梁的中心適當(dāng)偏心位置各設(shè)一個(gè)軸孔A4，U形閘板3的頂端和底端中心適當(dāng)偏心位置分別設(shè)有延伸進(jìn)軸孔A4的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上套有定位膠套;U形閘板3的外周固定設(shè)有鍍鋅扁鐵邊框，U形閘板3按水流方向的上流面偏長(zhǎng)端的適當(dāng)位置設(shè)有調(diào)控鏈條A5，按水流方向的上流面頂梁偏短端適當(dāng)位置設(shè)置定控掛鉤A6，調(diào)控鏈條A5的自由端可拆卸地與定控掛鉤A6自由連接。

如圖2所示，T型渠自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘包括等腰梯形閘門槽8、頂梁B9和等腰梯形閘板10。等腰梯形閘門槽8左、右內(nèi)邊及槽底前、后邊分別設(shè)一道閘門槽止檐B14，等腰梯形閘門槽8的底部中心與頂梁的中心適當(dāng)偏心位置各設(shè)一個(gè)軸孔B11，等腰梯形閘板10的頂端和底端中心適當(dāng)偏心位置分別設(shè)有延伸進(jìn)軸孔B11的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上、下分別套有定位膠套;等腰梯形閘板10的外周固定設(shè)有鍍鋅扁鐵邊框，等腰梯形閘板10按水流方向的上流面偏長(zhǎng)端的適當(dāng)位置設(shè)有調(diào)控鏈條B12，按水流方向的上流面頂梁上偏短端的適當(dāng)位置設(shè)置定控掛鉤B13，調(diào)控鏈條B12的自由端可拆卸地與定控掛鉤B13自由連接。

2 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘工作原理和優(yōu)勢(shì)分析

自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘在實(shí)際工作過程中，主要是借助渠道內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)過程中形成的水力推動(dòng)閘門轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閘門的自動(dòng)關(guān)閉，只有水流所形成的水力滿足閘門關(guān)閉要求時(shí)才能將閘門自動(dòng)關(guān)閉，否則閘門一直處于開啟狀態(tài)[6]。閘門關(guān)閉后，通過調(diào)控鏈條實(shí)現(xiàn)開啟，調(diào)控鏈條配合定控掛鉤能自由控制閘門開啟角度來控制水流大小，進(jìn)而能為農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供充足的水分供應(yīng)。同時(shí)，能對(duì)灌溉用水進(jìn)行充分的利用，提高水資源利用率，避免造成水資源浪費(fèi)。由于旋轉(zhuǎn)分水閘的工作環(huán)境非常惡劣，長(zhǎng)期受到環(huán)境中各種不利因素的影響，這就會(huì)對(duì)其整體的工作性能造成不利影響，為了確保其能始終處于良好的工作狀態(tài)，就要提高其抵抗外界不利因素的能力。在制作時(shí)，頂梁和閘槽采用C30鋼筋混凝土配定型模制作，閘板采用鍍鋅扁鐵筐邊結(jié)構(gòu)筋用電焊定位加固加C30混凝土制作，其尺寸規(guī)格可根據(jù)渠道規(guī)格進(jìn)行定制。制作組裝完成后，需對(duì)其整體制作和組裝質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)全面的檢查和調(diào)驗(yàn)，確保其滿足正常工作的需求。頂梁可兼作人行橋。自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘與絲桿型啟閉分閘相比造價(jià)更實(shí)惠、整體組裝更簡(jiǎn)便、閘門啟閉更靈活輕松，維護(hù)簡(jiǎn)單，而且產(chǎn)品更經(jīng)久耐用、適用性更強(qiáng)[7]。

3 結(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，對(duì)于農(nóng)田水利建設(shè)質(zhì)量的要求隨之提高。為了進(jìn)一步滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，要不斷提高農(nóng)田水利的建設(shè)質(zhì)量。防滲渠道作為農(nóng)田水利建設(shè)的重要組成部分，為了進(jìn)一步提高其建造質(zhì)量，針對(duì)當(dāng)前防滲渠道分水閘在安裝過程中存在的問題，并結(jié)合分水閘工作過程中的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了U型和T型2種不同結(jié)構(gòu)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)分水閘，能在一定程度上減少人員對(duì)閘門啟閉時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省啟閉時(shí)間，提高水資源利用率，為農(nóng)作物的充分灌溉提供可靠保障，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高。

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