摘要：众所周知，平原地区的河床土质相对比较疏松，且生长能力相对比较好，因此相对于其他非土质河床而言，这类河床的抗虫能力相对比较差，当水库开闸放水时，水闸下部就会呈现出明显的冲刷现象，这对于水闸会产生极为严重的影响，有时甚至会影响到水库的闸墩。因此我们很有必要对水库水闸下的安全隐患进行深入研究，从其消能防冲以及闸门控制方面来保证其运行质量。本文就平原区水闸闸下消能防冲与闸门控制运行进行分析。
关键词：平原地区；水闸；消能防冲；闸门控制；运行状态
在当前的社会发展中，人们在平原地区建设水闸的过程中，施工人员往往会采用多孔模式进行施工，而在器运行过程中，一般会将其工作模式调节到局部开启的方式，以此来保证水闸的运行质量，而水闸闸下的消能防冲效果也存在着各种各样的影响。此时，如果我们对水闸的消能防冲没有合理的设计，那么整个工程在运行过程中就会存在着诸多安全隐患，最终导致重大事故的发生，影响到社会经济的发展。因此，我们必须要对水闸闸下的消能防冲以及运行控制进行合理的分析，采取有效的措施来提高工程的安全性以及耐久性，最终保证工程的运行质量。
一、水闸闸下消能防冲设计的原因
一般来水，平原地区河床的土质大多以软土为主，并且其养分非常充足。这类河床一旦受到流水的冲刷，就会存在着一定的冲刷痕迹，对水闸闸下产生较大的影响。因此，为了避免这一现象的发生，施工人员在施工过程中都会制定一个相对比较合理的水流量的控制标准，同时，还需要在闸孔之后设置相应的消能或者消防措施，在必要的情况下，施工人员还应该在工程施工中进行其他方面的设计，以保证其达到防冲的效果。在实际工作中，施工人员只有对水闸合理的布置，才能够有效的控制水流量，提高水闸闸下的抗冲刷能力。
一般来说，当开启水闸闸门之后，水一般会存在着过大或过多的动力，或者是经过消防或者防冲之后还存在着多余的能量，这些都会对河床产生较大的影响，最终导致河床存在流水冲刷的痕迹。这些影响不仅会造成水闸的损坏，更会导致整个闸墩的损坏，因此在实际工作中，我们必须要采取有效的措施来避免这一现象的发生。根据相关总结发现，当水流量较大，其冲刷能力或者动力就相对比较大，对河床就会造成较大的影响。由于河道相对较宽，而河床的宽度比闸门要宽很多，当水流穿过闸门之后并不容易扩散，而且仍然保持同样的速度，这对河床及其周边存在着较大的影响，此时，水流的主流与回流阶段会受到严重的挤压，最终造成回旋冲水流现象，而河床就会存在冲损现象。所以我们必须要对各个影响因素考虑在其中，并对其进行管理。
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二、水闸闸下消能防冲的设计
1、折冲水流与下游河道冲刷的设计
由于平原地区河床的土质以软土地基为主，这些土质由于抗冲刷能力相对比较低，因此在水闸运行过程中，不仅要达到消能防冲的要求，还必须要将折冲水流以及下游河道的冲刷能力考虑在其中，这样才能够避免各种不良现象的发生。在对其设计过程中，设计者必须要满足一下几个条件：1）在对消防池进行设计过程中，绝不能够出现远驱水跃现象，并且在消防池后更不能够出现第二次水跃的现象；2）在对水闸设计的过程中，设计者必须要对折冲水流的现象加以控制，使闸门开启之后不得发生这一现象；3）在对水闸设计过程中，设计者必须要严格控制其水流，使之达到稳定的状态；4）当水流经过防冲槽之后，一定要保证因为回流而对河床造成一定的影响。
2、水闸闸下消力池的设计
（1）消力池的类型
通常情况下，在水闸中的消力池最为常见的有三种类型，即挖深式消力池、尾坎式消力池和综合性消力池。其中挖深式消力池也就是水闸在正常工作过程中，会通过减小护坦高度来形成消力池；而尾坎式消力池也就是不会降低护坦的高度。综合性消力池也就是将上述两种消力池相结合的一种消力池现象。
（2）消力池的布置
消力池的深度和池底高程是根据上、下游水位，过闸流量和地形、地质等条件进行水跃计算得出的，有时计算的池深结果为零或负值，从理论上讲不必设消力池，但在实际工程中仍设置0.5—1.0m深的消力池，这对稳定水跃位置，充分消能及调整消力池后的流速分布等方面都有利。消力池长度的基本要求是保证水跃发生在池内，故消力池的长度与水跃长度有关。水平护坦上无任何尾坎时的水跃，称为自由水跃，它需要的消力池较长，且不易适应各级泄流量，很少用于实际工程。当消力池采用挖深式或其它形式时，池内形成强迫水跃，比自由水跃短，也比较稳定。
（3）辅助消能工
当水流流速小于16m/s时，有的水闸在消力池中加设辅助消能工，以提高消能效率，减小消力池长度及深度，或降低尾坎的高度。常用的辅助消能工是趾墩和消力墩。趾墩位于消力池斜坡段末端，它可增加收缩段断面的水深，以减小共振水深，从而降低消力池深度及尾槛高度。消力墩在平面上可以分散水流，增加消能效果，但当水头较低时，消能效果不明显，甚至会使水流发生紊乱。
3、海漫及防冲槽
过闸水流经过水跃消能后，一般能消除40％～70％的能量，紊动现象仍很剧烈，底部流速较大，分布亦不均匀，具有较强的冲刷能力。如将消力池直接与河道连接必将引起严重冲刷，故在消力池后面仍要继续采取防冲加用措施，消散这部分能量。一般在消力池后面设置海漫及防冲槽。
4、上、下游河岸的防护
为使上、下游保护段的两岸不受水流冲刷的危害，需要进行河岸防护。护岸长度一般均大干护底长度，至少要延伸到估算的冲刷坑末端。上游水流乎稳，护岸长度与强度均可小于下游护岸。护坡顶部应在最高水位以上，并适当考虑防浪高度。靠近闸审的一段距离内，由于流速较大，护岸材料一般都采用浆砌块石、现浇混凝十或混凝土预制块，其他部分则用千砌块石。块石护坡厚度约为0.3～0.5m，混凝土护岸一般0.12-0.15m。下垫10cm碎石及粗砂垫层。为了增加护坡的稳定性，宜在坡脚设置浆砌块石齿墙，埋入河底，必要时还应设置一定宽度的堆石防冲槽，一旦下游河床冲刷，堆石可随之坍落并盖护在冲刷坑的边坡，防止岸坡坍塌。
三、结语
平原地区土质河道的抗冲能力较低，通过消力池、海漫、防冲槽以及上下游河岸的防护措施能够有效提升水闸的消能防冲能力；同时合理布置水闸平面及上下游连接段，制订完善的闸门操作制度，妥善保护下游河岸，可促使水流均匀扩散，最大限度地降低水闸下游冲刷带来的危害，从而保障人民生命财产安全。
参考文献
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[3] 潘锦江.浅谈分洪闸的消能防冲设计[J].人民珠江.2005(06)
论文作者:王行洲
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/12
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