淺析水利水電工程中的水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)

張康

摘要：在水利水電工程建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，水庫(kù)水閘的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的影響，隨著當(dāng)前我國(guó)水利水電工程規(guī)模不斷的擴(kuò)大，必須做好水庫(kù)水閘的設(shè)計(jì)，才能夠使水利水電工程達(dá)到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)樗畮?kù)水閘的設(shè)計(jì)會(huì)影響到水利水電工程的整體性，所以必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)其功能進(jìn)行種類(lèi)設(shè)計(jì)，根據(jù)其實(shí)際需求進(jìn)行性能設(shè)計(jì)，本文將通過(guò)以水利水電工程當(dāng)中的水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)作為研究切入點(diǎn)，希望文章的研究能夠有所收獲。

關(guān)鍵詞：水利水電;水庫(kù)水閘;設(shè)計(jì)

一、 引言

隨著當(dāng)前水利水電工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，必須對(duì)其水閘設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌芽卦谒姽こ坍?dāng)中，水閘不僅僅可以將多余的水排出去，也能夠完成擋水作用。通過(guò)水閘閘門(mén)的調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)水庫(kù)水位的控制，也能夠?qū)τ谒畮?kù)的水流量進(jìn)行調(diào)整，所以水庫(kù)水閘在水利工程排水、放水、灌溉、防洪等等方面有著不可替代的作用，本文將根據(jù)自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)首先來(lái)闡述，水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘的構(gòu)成以及選址，然后進(jìn)一步分析當(dāng)前水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)當(dāng)中需要考慮的問(wèn)題。

二、 水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘的類(lèi)型

（一） 進(jìn)水閘。進(jìn)水閘也被稱(chēng)為渠首閘，其作用主要是為農(nóng)田提供灌溉用水，也能夠?yàn)榫用裉峁┍匾霓r(nóng)戶(hù)用水，一般設(shè)置在水庫(kù)和河道的控制路線上，能夠控制水利水電工程當(dāng)中的進(jìn)水量，其進(jìn)水閘主要是控制水量的多少。

（二） 攔河閘。攔河閘也被稱(chēng)為節(jié)制閘，其目的主要是為了水利水電工程在不同季節(jié)的時(shí)候通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉閘門(mén)，提升河道的水位，從而調(diào)整不同季節(jié)的水位及水流量，在枯水期的時(shí)候能夠通過(guò)打開(kāi)閘門(mén)，能夠?yàn)樯嫌蔚貐^(qū)提供取水條件，也能夠?yàn)樯嫌蔚貐^(qū)提供航運(yùn)條件;在風(fēng)水期的時(shí)候，通過(guò)關(guān)閉閘門(mén)從而控制進(jìn)水量，控制河道水量的總體流量，從而能夠有效的控制河道下游的泄水流量。

（三） 排水閘。排水閘的主要作用是能夠擋住較高外河水，也能夠?qū)⑼莸氐乃M(jìn)行及時(shí)的排除，如果說(shuō)河水退去的時(shí)候可以將咱們打開(kāi)，從而排出多余的漬水，當(dāng)河水長(zhǎng)到一定的高度的時(shí)候，通過(guò)關(guān)閉排水閘，則可以避免外河水道水流量的進(jìn)入，避免外河水倒灌進(jìn)來(lái)，排水閘一般都設(shè)置在江河沿岸，從而有效的避免外河水的進(jìn)入。

（四） 分洪閘。在水利水電工程當(dāng)中，分洪閘的作用也是至關(guān)重要的。由于不同的季節(jié)水位的高低是不一樣的，所以就必須建立分洪閘來(lái)進(jìn)行季節(jié)水量的調(diào)控。分洪閘，其泄水能力較強(qiáng)，多見(jiàn)于江河沿岸。如果碰到洪水較大并且達(dá)到了相應(yīng)的水位，則可以通過(guò)開(kāi)閘泄洪以保證河道內(nèi)的洪水不會(huì)發(fā)生外泄的情況，確保河道內(nèi)的水不會(huì)直接進(jìn)入去紅區(qū)或者其他支流區(qū)域，從而能夠降低對(duì)于下游居民生活的影響，減低洪澇災(zāi)害的發(fā)生概率。

（五） 擋潮閘。攔潮閘具有多種多樣的功能，可以實(shí)現(xiàn)排澇、泄洪、擋潮等等，是一個(gè)雙向水龍頭的作用。當(dāng)水利水電工程遇到外部潮水影響時(shí)，攔潮閘可以有效的避免，海水倒灌也可以抬高河道內(nèi)的水位，從而實(shí)現(xiàn)灌溉功能;如果說(shuō)退潮的時(shí)候，攔潮閘則可以進(jìn)行排澇，從而避免內(nèi)河受到洪澇災(zāi)害的影響;在平潮期，攔潮閘則可以對(duì)于建有通航孔的攔潮閘在平潮期實(shí)現(xiàn)通航的功能。

三、 水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘的選址

在水利水電工程建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于水庫(kù)水閘的選址必須進(jìn)行科學(xué)合理的選擇才能夠確保水庫(kù)水閘的穩(wěn)定性，水庫(kù)水閘的地址選擇必須確定地質(zhì)條件相對(duì)較好的天然地基，在選址的過(guò)程當(dāng)中必須考慮以下幾個(gè)方面，第一是要根據(jù)水庫(kù)水閘的功能要求進(jìn)行巖石地基的選擇，地基必須保證巖石是完整的、新鮮的;第二個(gè)方面是要考慮水庫(kù)水閘所選地址的透水性，水庫(kù)水閘所選地基必須選擇透水性較小，抗壓能力較強(qiáng)，抗?jié)B穩(wěn)定性較強(qiáng)，承載力較大的土質(zhì)。

四、 水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題

在水利水電工程當(dāng)中，水庫(kù)水閘有著重要的作用，最大特征的穩(wěn)定性，安全性，直接會(huì)影響到水利工程的運(yùn)行效果，所以在進(jìn)行閘門(mén)設(shè)計(jì)的時(shí)候首先要經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算以保證地基的承載能力、地基的抗滑穩(wěn)定性，有特殊組合的咱們?cè)O(shè)計(jì)還要采用不同的計(jì)算方式以及數(shù)據(jù)的測(cè)算，在保證閘門(mén)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況之下，計(jì)算出閘室的抗滑穩(wěn)定系數(shù)，然后根據(jù)其系數(shù)，對(duì)其水庫(kù)水閘進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而保證水利水電工程當(dāng)中水庫(kù)水閘的安全運(yùn)行。以下將會(huì)通過(guò)分析，在水利水電工程當(dāng)中，水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題進(jìn)行分析。

（一） 必須考慮水的沖刷作用

在水利水水電工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，首先要考慮到的就是水的沖刷問(wèn)題，因?yàn)樵谒l使用的過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)遇到開(kāi)閘泄水，由于上下水位差距較大，所以水流一般都會(huì)有很大的沖擊力，其沖擊范圍不斷擴(kuò)大也會(huì)影響到水庫(kù)水閘的穩(wěn)定性，如果經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的沖刷，則會(huì)出現(xiàn)閘機(jī)被掏空的現(xiàn)象，如果掏空現(xiàn)象十分嚴(yán)重，很容易造成水閘出現(xiàn)事故;另一方面要考慮的就是如果水閘兩側(cè)的土質(zhì)較為疏松，巖層較弱，并且如果水利水電工程當(dāng)中的水閘有多個(gè)打孔，則很容易造成個(gè)別閘口由于沖刷嚴(yán)重形成折斷，從而給下游帶來(lái)很?chē)?yán)重的安全問(wèn)題。

（二） 必須考慮其穩(wěn)定性

在水利水電水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，為了保證水庫(kù)水閘的正常使用，上游一般都會(huì)攔截較高水位的水流量，所以上下游之間會(huì)有很?chē)?yán)重的水位和水壓差，所以在水閘設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，就必須有足夠的重量來(lái)維持自身的穩(wěn)定性。如果是在枯水期水閘會(huì)因?yàn)槌休d了較大的負(fù)荷，而造成地基超標(biāo)，會(huì)引起地基變形，從而造成地基基礎(chǔ)與水閘一同滑動(dòng)的現(xiàn)象，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中一定要充分考慮水閘基礎(chǔ)面積，通過(guò)增加基地的抗壓能力從而提高水閘的整體穩(wěn)定性。

（三） 必須考慮及沉陷問(wèn)題

在水利水電工程中，水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)中，水庫(kù)水閘沉陷問(wèn)題是一直存在的，特別是在已經(jīng)選擇在了軟土地區(qū)，由于土壤有很大的壓縮性，而且水閘又具有一定的重量，所以由于自身重量以及外界水流量的共同作用，很容易出現(xiàn)沉陷問(wèn)題。并且由于地基土壤承重能力分布不均，經(jīng)常還會(huì)有地面不均勻呈現(xiàn)的現(xiàn)象，會(huì)造成水閘下沉以及水閘雜事傾斜等等問(wèn)題，這些都會(huì)嚴(yán)重影響到水庫(kù)水閘的使用，所以在水庫(kù)水閘設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須考慮地基的具體情況，以避免后期因?yàn)榈鼗虺霈F(xiàn)沉陷的現(xiàn)象。

五、總結(jié)

綜上所述，在水利水電工程當(dāng)中，水庫(kù)水閘的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，而水庫(kù)水閘的設(shè)計(jì)必須考慮到沉陷問(wèn)題、水閘穩(wěn)定性、水的沖刷作用，只有在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，保證水達(dá)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，才能夠使水利水電工程項(xiàng)目順利的進(jìn)行才能夠保證水利水電工程安全的運(yùn)行，從而發(fā)揮水利水電工程真正的作用。

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（作者單位：中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司）