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摘要：在水利水电工程中，水闸工程设计是其关节环节，直接关系着整个水利水电工程能否安全运行，以及社会生产和人们生活的用水。因此，在水利水电工程中，必须要结合工程的实际情况，严格按照水闸工程设计要求进行设计，以有效保证水利水电工程的质量和安全。本论文以水利水电水闸工程设计为研究切入点，对其具体设计要点进行了详细的研究。
关键词：水利水电；水闸工程；设计要点
在全球能源紧张的形势下，水利水电作为一种新型的、清洁的、可再生的资源得到了充分的开发和利用，我国出现了大量的水利水电工程，如：三峡、葛洲坝等水利工程。在水利水电工程的设计和建设中，水闸工程是整个水利水电工程的重要组成部分，主要是通过闸门的开启、闭合，对水势进行合理的调节，达到防洪、排涝、引水灌溉的目的。
一、水利水电水闸工程相关概述
1、水闸相关概述
水闸是水利水电工程中的重要组成部分，其主要修建在水电工程的河道渠道中，以实现对河道水流速进行合理的控制。通常情况下，水闸可以分为闸室、上游连接段和下游连接段三个部分。其中，闸室是水闸的主体部分，主要负责对水位、水流量进行控制；上游连接段则负责将水流引入到闸室之中，避免水流出现外流的现象；下游连接段则主要负责对过闸水流剩余能量进行消除，并将出闸的水流进行均匀的分散，以减缓水流速度。
2、水闸在水利水电工程中的作用
水闸作为水利水电工程的重要组成部分，在水利水电工程中具有十分重要的作用。其中，闸室通过对水流的控制，具有一定的防渗防冲功效；上游连接段对水利水电工程的两岸、河床等都具有一定的保护作用；下游连接段则减缓了水流速度，避免了水流对下游的冲刷。在水利水电工程中，水闸的设置有效地保证了对洪水、涝水的宣泄，保证了河道下游的正常供水，并在此基础上实现河道两岸的生活用水、农业用水和发电等需求，具有极为重要的作用。
二、水利水电水闸工程设计要点
（一）水利水电水闸工程设计案例
某水利枢纽位于广东省某市的东江干流上，是一座集发电、调节水库、航运为一体的水利工程。其水闸在设计的过程中，主要从以下几点进行了考虑：
（1）选择闸孔型式
该水利工程的主要功能为泄洪，主要采用了平底宽、利于泄洪的敞开式水闸，以满足水利枢纽的需求。
（2）确定过闸水位差
结合该水利工程的洪峰流量以及对应的水位，该水闸使用较大的过闸水位差，可以缩减闸孔的净宽度，并降低工程造价，但却会抬高上游水位，造成安全隐患。基于此，该水闸设计过程中，权衡利益，确定其上下游水位差在0.3m范围之内。
（3）确定闸孔尺寸
水闸设计过程中，一定要确定合理的闸孔尺寸。在具体设计过程中，要对工程投资、挡水水位高度、水流速度等多种因素，进行综合性的考虑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本水闸在设计过程中，综合多种影响因素，并利用相应的计算公式计算得出：水闸坝单孔宽为14m，水闸闸孔位20.
（4）确定水闸泄流能力
结合本水利工程的主要功能微泄流，该水闸在设计过程中，对其泄流能力进行了详细的计算，其计算公式为：
在该公式中，Q表示过闸流量；B0表示闸孔总净宽；h2表示由堰顶算起的下游水深；H0表示计入行近流速水头的堰上水深；g表示重力加速度，μ0则表示淹没堰的综合流量系数。
其中，
（二）水利水电水闸工程设计要点
结合上述水闸工程设计的案例，以及以往的水闸设计要点，笔者以为在水利水电水闸工程设计过程中，应遵循以下几个设计要点：
（1）水闸选址
水利水电水闸在设计的过程中，选址尤为重要。通常，水闸要面朝地质比较好的地基基础。同时，在选址的过程中，还要对水电工程的实际施工状况进行合理的考虑，满足水电工程的功能和使用。并在选址之后，对水利水电工程的地质情况、水文、地基地质构造等进行详细的勘察，以新鲜完整的岩石地基作为水闸地基的最佳选择。
（2）水闸能防冲设计
水利水电水闸工程设计的过程中，由于水闸的水文特征受到气候环境、人类活动等因素的影响，会出现一定的变化。这就要求在水闸设计的过程中，对最高、最低蓄水位进行综合考虑，并在设计的过程中，对水利水电工程所在区域的水文气候条件、河道地形变化等进行详细的分析和考虑。
（3）水闸闸孔型式选择
在水利水电水闸工程设计过程中，水闸孔型的选择尤为重要。通常，水闸孔型主要有敞开式和胸墙式两种。在具体设计的过程中，由于水利过对泄洪要求相对较高，并且要保证泄洪之后水体能够恢复到自然状态，以有效避免泄洪之后水闸前水位出现过高的现象。因此，在具体设计过程中，一定要选择最佳的水闸孔型。
（4）水闸排水设计
在水利水电水闸工程设计过程中，要做好水闸排水设计。
首先，要对水闸的防冲槽进行设计。当水流经过关卡时，在关卡的作用下，可在一定程度上降低水流的速度和能量，但当经过关卡末端的时候，又会逐渐恢复到之前的速度和能量；其次，对水利水电工程消力池底板的排水孔进行设计，控制好其水流和冲击力脉动压力，还要在设计过程中，保证抗压性能和耐磨性能，以有效减少和解决水流对水闸底板的冲击。
（5）水闸闸室的安全计算
在水利水电水闸工程设计中，水闸闸室安全设计尤为重要。在具体的设计过程中，要对其进行精确的计算，以确保其安全。通常，需要计算的内容主要包括的荷载组合、基底应力计算、抗滑稳定计算等。
三、水利水电水闸工程设计中的注意事项
水利水电水闸工程在设计的过程中，还必须要注意以下四点：
第一、沉陷
水闸在设计的过程中，如果建设地基比较软，水闸就会在自身、外部荷载的作用下，出现沉陷的现象。尤其是在水闸地基土层不均匀时，这种现象更容易发生。水闸一旦出现沉陷的现象，就会导致闸室倾斜，甚至引起水闸断裂，影响整个水利水电工程的正常运行。
第二、冲刷
在开闸泄水的过程中，如果下游水位较浅，水位差较大，就会加大开闸后的水流速度，对下游河床造成较大的冲刷。一旦冲刷范围过大，就会对闸基进行掏空，造成水闸失事，影响水闸的安全和稳定性。
第三、稳定
水闸在设计的过程中，由于上游、下游之间存在较大的水位差。在这种情况下，水闸要想稳定自身，水闸就必须拥有一定的重量。这就要求在设计的过程中，水闸必须要保证一定的基础面积，以保证其稳定性。
第四、渗流
水闸在进行挡水时，造成上游、下游出现水位差，在这种情况下，水闸、闸基、两岸的连接处会出现渗流的现象。一旦出现渗流，就会降低水闸的抗滑稳定性，进而对水利水电工程的正常运行产生重要的影响。
四、结束语
综上所述，水闸是水利水电工程的重要组成部分，直接关系着水利水电工程的正常运行。因此，必须要加强水闸工程的设计工作。这就要求在具体设计的过程中，结合水利水电工程的实际情况，并对相关设计要点进行综合考虑，以进一步提高水闸设计的合理性，确保整个水利水电工程的质量。
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论文作者:朱文渊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/8
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