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      水工建筑物中水閘的構(gòu)成及分類研究

      2014-11-06 10:09:52艾軍
      吉林農(nóng)業(yè)·下半月 2014年10期
      關(guān)鍵詞:進(jìn)水閘海漫水閘

      摘要:水閘是水利工程中常見的工程建筑,可以說有水利工程的地方基本都要建筑水閘,水閘是河道、水渠、水庫、湖泊及濱海地區(qū)重要的工程項目,通過水閘的關(guān)閉,可以起到攔洪、擋潮、蓄水的功能,達(dá)到調(diào)節(jié)水位的目的,為上游取水及航運提供便利。如果開啟水閘,可以實現(xiàn)泄洪、排澇、沖沙、對下游取水進(jìn)行設(shè)節(jié)流量。水閘種類很多,構(gòu)成也不盡相同,本文對此進(jìn)行了分析研究,希望為水利工作提供有益的參考。

      關(guān)鍵詞:水閘;進(jìn)水閘;海漫;分類

      中圖分類號:TV66 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0043

      1 水閘的作用

      水閘的作用主要是通過開合來實現(xiàn)的,水閘在農(nóng)田水利中占有很重要的地位,水閘還常常同其他水利工程中的一些項目共同組成水利樞紐,比如同船閘、魚道、水站、抽水站等建筑物一起共同完成相應(yīng)的功能,控制水位的高低、調(diào)節(jié)流量的大小,起到防洪、排洪、航運、灌溉以及發(fā)電的作用。

      2 水閘的分類

      水閘分類標(biāo)準(zhǔn)有兩個,可以按所承擔(dān)的任務(wù)不同劃分,也可以按閘室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。按水閘所承擔(dān)任務(wù)來劃分,有進(jìn)水閘、節(jié)制閘、排水閘、擋潮閘、分洪閘等類型,也可以按閘室結(jié)構(gòu)劃分為開敞式水閘和涵洞式水閘。本文主要介紹按任務(wù)類型分的幾種水閘。

      2.1 進(jìn)水閘

      進(jìn)水閘多建在渠道的渠首,也叫渠首閘,有的也修在河道、水庫或湖泊上,通過進(jìn)水閘可以控制入渠的水流量,進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉及水利發(fā)電等。一般選在河岸相對穩(wěn)定,而且河段順直或彎道處相對較低的凹岸頂點處,一般要稍偏下游一些。

      2.2 節(jié)制閘

      這種水閘的修建多數(shù)是攔截河流,所以也叫攔河閘,在枯水期,關(guān)閉閘門,起到攔水作用,使水位升高,保證上游的航運及進(jìn)水閘的取水,在洪水期,打開閘門,可以調(diào)節(jié)下游的泄流量。建設(shè)位置要選擇在河道順直、河勢相對穩(wěn)定的河段,根據(jù)實際情況也可以選擇在彎曲河段,經(jīng)過裁彎后再取直的新開河道上。

      2.3 排水閘

      排水閘多建在江河的沿岸,主要是控制外河與內(nèi)河的水位,如果外河水位上漲,為了不使江河洪水倒灌,要關(guān)閉閘門,當(dāng)外河水位推落,就打開閘門,排出內(nèi)河漬水。排水閘閘身一般較高,底板高程低,內(nèi)外水頭都作用在閘門上,所以排水閘起到排水和擋水的雙重作用。排水閘選在地勢一定要低,出水要通暢的地方,一般要靠近重要澇區(qū),而且容易泄洪的地方。

      2.4 擋潮閘

      擋潮閘是沿海地區(qū)常見的閘門形式,主要作用是防止海水倒灌入內(nèi)河,同時擋潮閘也能提升內(nèi)河水位,使內(nèi)河水位升到一定高度,能夠進(jìn)入進(jìn)水閘,起到蓄水灌溉的作用。如果內(nèi)河兩岸受澇,擋潮閘可以在退潮時排澇,有的擋潮閘建有通航孔,平潮時可以開閘通航,擋潮閘同排水閘一樣受雙向水頭作用,主要承擔(dān)擋潮、蓄淡、泄洪、排澇任務(wù)。

      2.5 分洪閘

      分洪閘主要承擔(dān)洪汛期的水量分泄,一般在江河的適當(dāng)?shù)囟蝹?cè)岸修建,洪水較大時,打開分洪閘,使洪水部分分泄進(jìn)入閘后的洼地、湖泊等蓄洪區(qū)、滯洪區(qū)或下游不同的支流,這樣能減少洪水對下游的威脅,分洪閘一般泄洪能力都很強,分洪作用明顯。分洪閘閘址不宜選擇在險工堤段和被保護的重要城鎮(zhèn)下游堤段。

      3 水閘的組成

      3.1 上游連接段

      水閘的上游連接段,主要由上游翼墻、鋪蓋、護坡、護底、上游防沖槽幾部分組成,幾部分共同完成防沖、防滲、擋土作用,平順的把水游來水引進(jìn)閘室。上游來水,在翼墻的引導(dǎo)下,使水流平順進(jìn)閘,鋪蓋防止水沖,同時防止?jié)B漏,護坡、護底使河岸和河床免受沖刷,上游防沖槽對護岸頭部起到保護作用,防止河床的沖刷向河底擴大。

      3.2 閘室段

      閘室段是水閘的主體部分,主要由底板、閘墩、閘門、胸墻、岸墻、工作橋和交通橋幾部分構(gòu)成。在這些構(gòu)成中,底板是閘室的基礎(chǔ),閘室的全部重量都落在底板上,通過底板,把載荷均勻傳遞到地基上,底板與地基間的摩擦使整個閘室處于穩(wěn)定狀態(tài),同時底板也承擔(dān)著防水沖、防滲漏的作用。閘室中的閘墩,把閘室閘孔分割開來,同時支撐閘門和上面的橋梁。工作橋可以為啟閉機的安裝及人員進(jìn)行機器操作提供便利。岸墻位于閘室的最外兩側(cè),與河岸相連接,一方面擋土,一方面起到側(cè)向防滲的作用。

      3.3 下游連接段

      主要由消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護坡等組成,其作用是對水流進(jìn)行消能,然后保證出閘室的水能平穩(wěn)流出。消力池,與閘室緊連,主要作用就是消能,有形成水躍和保護水躍范圍內(nèi)的河床免受沖刷,消能后的水流從消力池出來后,就進(jìn)入海漫,在海漫段余能被消除,流速進(jìn)一步被調(diào)整,在海漫末端連著防沖槽,防沖槽能有效防止海漫后河床沖刷向上游發(fā)展。水流經(jīng)過消能,平穩(wěn)流過下游連接段,在下游翼墻的導(dǎo)流下,水流均勻擴散,使下游兩岸免受沖刷。

      4 水閘的沖刷

      波狀水躍的產(chǎn)生:淹沒水躍沒有發(fā)生或水躍淹沒過大。出流擴散下均勻,產(chǎn)生折沖水流。上下游水位差較小,形成波狀水躍,消能效率低。

      基本消能方式:水閘的消能主要是通過消力池、海漫等進(jìn)行底流消能,可根據(jù)水流的實際情況,結(jié)合地形條件以及施工的技術(shù)水平,來選擇適當(dāng)?shù)南芊绞?,同時也要對比各種消能形式的實際消能效果進(jìn)行合理選擇。

      波狀水躍的防止措施:在總體設(shè)計布置時,要考慮到來水的流向情況,要根據(jù)實際情況,盡可能建造一段較平順的直段,確保上游渠道不的水勢均勻平順,避免水流起伏。對下游翼墻的擴散角進(jìn)行科學(xué)設(shè)計,一般要控制在7~12度之間,保證水流均勻平穩(wěn)擴散,流出不至于突然產(chǎn)生變化。閘門的開啟要按合理的程序進(jìn)行,起步要均勻,要按間隙對稱原則進(jìn)行開啟,要避免開啟、關(guān)閉的速度過快,或大起大落。

      作者簡介:艾軍,大專學(xué)歷,輝南縣地質(zhì)勘探鉆井安裝公司,助理工程師,研究方向:水利工程。

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