祝凌

摘 要：在水利工程中最為常見(jiàn)的一個(gè)部件就是水閘，水閘在整個(gè)水利建筑中起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)關(guān)閉閘門(mén)時(shí)就能有效阻攔洪水和潮水，并且能夠抬高水的上游水位，保證通航的暢通無(wú)阻，同時(shí)滿足上游人們的取水便捷；當(dāng)開(kāi)啟閘門(mén)時(shí)，就能夠排泄洪澇，沖走沙子，及時(shí)做好取水或者是在下游的用水需求影響下來(lái)有效調(diào)節(jié)水流量。一般情況下，水閘建在河道、水庫(kù)或者是湖泊、海濱等地方。文章重點(diǎn)介紹了水閘的組成和其關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：水利工程；水閘；功能；組成

1 水閘的功能

水閘在整個(gè)水利工程中有著非常重要的作用，它能夠合理控制水位，及時(shí)調(diào)整水流量，尤其對(duì)于農(nóng)田的灌溉更顯其重要，它是農(nóng)田水利工程的首要性環(huán)節(jié)，往往水閘同堤壩、水站以及船閘和抽水站等水利建筑共同構(gòu)成我們所說(shuō)的水利樞紐，最終實(shí)現(xiàn)灌溉和防、排洪以及航運(yùn)的發(fā)展，滿足它們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。

2 水閘的不同分類(lèi)

2.1 按照水閘承擔(dān)的任務(wù)分。按水閘承擔(dān)的任務(wù)不同閘門(mén)的種類(lèi)也就不同，常見(jiàn)的有節(jié)制閘、進(jìn)水閘、擋潮閘和分洪閘

節(jié)制閘所承擔(dān)的任務(wù)是針對(duì)時(shí)刻變化的水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)控制水流量。在枯水期，通過(guò)調(diào)高水位的方法來(lái)解決取水問(wèn)題和上游的航運(yùn)問(wèn)題，而在洪水期則控制水流量，通過(guò)節(jié)制閘在渠道系統(tǒng)中的建筑最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的調(diào)節(jié)。一般節(jié)制閘建立在渠道系統(tǒng)中的分水口下游階段，在這種建筑地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)水位的抬高，最終實(shí)現(xiàn)支渠對(duì)水的引流。

進(jìn)水閘所承擔(dān)的任務(wù)是飲水灌溉或者是發(fā)電以及滿足供水，并且實(shí)行雙面擋水作業(yè)。進(jìn)水閘多建設(shè)在河道的兩岸或者是湖泊的岸邊也有的建立在渠道中，而對(duì)于灌溉中的渠道系統(tǒng)多數(shù)是在干渠以下的渠道端口處建立進(jìn)水閘。通過(guò)這種建筑方法實(shí)現(xiàn)水流的逐級(jí)引遞，使上級(jí)渠道中的水自然的分流到下一級(jí)的渠道中去，此時(shí)的進(jìn)水閘一般分為水閘、農(nóng)門(mén)和斗門(mén)。對(duì)于把進(jìn)水閘建立在江河湖泊的沿岸出水口的情況，往往是通過(guò)這種建設(shè)地理位置的選擇實(shí)現(xiàn)防洪灌溉的功能。因?yàn)樵诮影哆叧隹谔幍呐潘l能夠應(yīng)對(duì)河水上漲的突發(fā)情況，通過(guò)關(guān)閘處理實(shí)現(xiàn)防洪倒灌，最終避免洪災(zāi)的發(fā)生。

擋潮閘承擔(dān)的任務(wù)是防止海水倒灌的發(fā)生以及實(shí)現(xiàn)推出排澇的目的。一般情況下，在河流入?？谔幗醭遍l，通過(guò)河口地段的擋潮閘的使用，實(shí)現(xiàn)防止海水倒灌的功能。擋潮閘是在抬高內(nèi)部河流的水位的前提下來(lái)滿足蓄淡灌溉的，如果有通航孔，擋潮閘還能夠在平潮的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)通潮。所以我們可以發(fā)現(xiàn)，擋潮閘和排水閘都有著雙向擋水的功能。

分洪閘是排泄洪量的洪水解決洪澇威脅的閘門(mén)，它常建設(shè)在河道一側(cè)，通過(guò)分洪閘，能夠?qū)⒊鱿掠魏拥乐械暮樗皶r(shí)地排泄到預(yù)先計(jì)劃的湖泊和低洼等地，避免洪峰的發(fā)生，時(shí)刻確保下游河道的安全。

2.2 按照閘室的結(jié)構(gòu)形式分。

不同的閘室結(jié)構(gòu)決定著使用不同的水閘，根據(jù)閘室的結(jié)構(gòu)類(lèi)型可以將水閘分為開(kāi)敞式的水閘、涵洞式的水閘兩種。

3 水閘的不同組成部分

3.1 上游連接段作用：將上游來(lái)水平順地引進(jìn)閘室，同時(shí)起防沖、防滲、擋土等作用。

3.2 上游連接段組成：上游翼墻：引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘。

鋪蓋：起防滲作用，并要起防沖作用。

護(hù)坡、護(hù)底：保護(hù)河岸和河床不受沖刷。

上游防沖槽：保護(hù)護(hù)岸頭部，防止河床沖刷而護(hù)底方向發(fā)展。

3.3 下游連接段 包括消力池、海漫、下游防沖槽、下游翼墻及護(hù)坡等

消力池：緊接閘室布置，具有形成水躍和保護(hù)水躍范圍內(nèi)河床允許受沖刷作用，是消能的主要措施。

海漫：布置在消力池后面，繼續(xù)消除余能，調(diào)整流速分布，用塊石砌成。

防沖槽：海漫的末端防沖措施，防止海漫后河床沖刷向上游發(fā)展。

下游翼墻：水流均勻擴(kuò)散，并保護(hù)兩岸免受沖刷。

護(hù)坡：布海漫和防沖槽范圍內(nèi)，一般用塊石。

3.4 閘室段是水閘主體，包括底板、閘墩、閘門(mén)、胸墻、岸墻、工作橋和交通橋。

底板：閘室基礎(chǔ)，承受閘室全部荷載，較均勻地將荷載傳給地基并利用底板與地基圖摩擦來(lái)維持閘室穩(wěn)定，還有防沖、防滲作用。

閘墩：分割閘孔、支撐閘門(mén)和橋梁。

工作橋：供安裝啟閉機(jī)和工作人員操作機(jī)器之用。

岸墻：閘室與河岸的連接結(jié)構(gòu)，主要以擋土，并且有側(cè)向防滲作用。

4 選擇水閘的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行水閘的選擇時(shí)，要求進(jìn)水閘和分洪閘以及分水閘等選擇將水閘建設(shè)在河岸穩(wěn)定又順直的河段地帶，或者是河岸彎道的凹岸頂點(diǎn)處再稍微偏下游的地方建設(shè)，對(duì)于分洪閘的地址選擇過(guò)程中要求不能在險(xiǎn)堤處建立，或者是在已經(jīng)被保護(hù)的城鎮(zhèn)下游地段上建立水閘。而對(duì)于節(jié)制閘或者是泄洪閘則應(yīng)該選在河道非常順直并且河水流勢(shì)比較穩(wěn)妥的一些河段進(jìn)行水閘建設(shè)，對(duì)于經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地方可以選擇在一些彎曲的河道地段建設(shè)，或者是在那些去除彎曲而選擇通直的新開(kāi)的河道上建立水閘。通常情況下，排水閘和泄洪閘在進(jìn)行閘址的選擇過(guò)程中要求首選地勢(shì)低洼的地方以及出水暢通的地段，排水閘要求更嚴(yán)格，它應(yīng)該選在靠近一些重點(diǎn)洪澇區(qū)的堤線上，而擋潮閘則是在岸線、坡線比較穩(wěn)定的地方如潮汐口附近建設(shè)，并且，要求建閘的附近淤灘變化幅度很小，保證上游有豐富的蓄水容積點(diǎn)。

5 過(guò)閘水流的特點(diǎn)

水閘在消能防沖過(guò)程中，過(guò)閘水流的流速非常大，因此，過(guò)閘水流的最顯著特點(diǎn)就是流速大，紊動(dòng)性強(qiáng)。并且上游地段的水位差相對(duì)較小，出流的形式會(huì)隨著閘門(mén)的開(kāi)啟程序的變化而變化。

6 水閘沖刷過(guò)程

波狀水躍的產(chǎn)生：淹沒(méi)水躍沒(méi)有發(fā)生或水躍淹沒(méi)過(guò)大。出流擴(kuò)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：底流消能為主，有消力池，海漫，防沖槽等部分組成。其形式可根據(jù)水流情況，地形條件，施工能力消能效果等選用。

波狀水躍的防止措施：總體布置時(shí)，盡量使用上游渠道有一段較的順直段，確保來(lái)水順均勻；控制下游翼墻的擴(kuò)散角，擴(kuò)散角宜7～12，使水流均勻擴(kuò)散；制定合理的閘的開(kāi)啟程序，注意均勻起步，間隙對(duì)稱(chēng)開(kāi)啟原則，力避開(kāi)啟，關(guān)閉時(shí)大起大落和多孔閘部分閘孔泄流的運(yùn)用方式。

7 防滲排水有效措施方案

水平防滲設(shè)備：齒墻，板墻和防滲墻等排水體與反濾層，主要目的是為改善排水為了繼續(xù)降壓，并將滲流安全的導(dǎo)向下游。

板樁的作用：鋪蓋前端或室底板上游端時(shí)，降低壓力，設(shè)在閘室底板下游側(cè)的矩板主要為減小出口處的滲壓力。

閘室結(jié)構(gòu)布置：包括底板，閘墩，胸墻，閘門(mén)，工作橋和交通橋等部分

閘墩作用：分隔閘孔，支承閘及上部結(jié)構(gòu)胸墻作用，減少閘的高度，減輕立門(mén)重和降低對(duì)啟閉機(jī)重量的要求工作橋的作用：設(shè)置啟閉機(jī)和管理人員操作啟閉之用。

水閘和河岸或堤壩等連接時(shí)，必須設(shè)置連接建筑，包括：上，下游翼墻和便墩，有時(shí)還有防滲刺墻，其作用：

（1）擋住兩側(cè)填土，維持土壩及兩岸的穩(wěn)定。（2）當(dāng)水閘泄水或引水時(shí)，上游冀墻用于引導(dǎo)水流平順進(jìn)閘，下游冀墻使出閘水流均勻擴(kuò)散，減少?zèng)_刷。（3）保持兩岸或土壩邊坡不受過(guò)閘水流的沖刷。（4）控制通過(guò)閘身兩側(cè)的滲流，防止與其相連的岸坡或土壩產(chǎn)生滲透變形。（5）在軟弱地基上設(shè)有獨(dú)立岸墻時(shí)，可以減少地基沉降對(duì)閘身應(yīng)力的影響。

8 結(jié)束語(yǔ)

由于在水利建設(shè)工程中，水閘起著防洪排澇以及控制水位等重要的功能，因此，在水利施工中要高度重視對(duì)水閘的使用和研究，以及水閘相關(guān)事項(xiàng)的考讀，最終在精細(xì)的設(shè)計(jì)要求下，實(shí)現(xiàn)水利工程的建設(shè)。只有保證了水閘的高質(zhì)量投入，才有可能為以下各個(gè)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備，水閘是值得相關(guān)工作人員認(rèn)真對(duì)待的一個(gè)環(huán)節(jié)。

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