摘要：在水利水电工程中，水闸是具备一定独特性的存在，其自身承担着对水位的调节及对流量控制的作用，在水利水电工程投入使用后，可以通过闸门来进行挡水或泄水。近些年来，我国的水利行业发展迅速，在水闸的设计环节也是在进行不断的创新，进而实现水利水电工程的经济效益的提高。水利水电工程中水闸的设计是一项较为复杂的内容，在对其进行设计的过程会受到诸多因素的影响。基于此，本文对水利水电工程中水闸的设计进行分析与论述。
关键词：水利水电工程；水闸；设计
水闸在使用过程可以通过升降闸门来进行挡水与泄水，进而对水流量进行有效的控制与调节，在防洪、排水及发电等领域中都受到了广泛的应用。一般在平原地区软基间水闸设施的过程中，需要对水流量、地质情况及消能防冲要求等因素进行综合性的考虑。在正常情况下，水闸布置形式主要包括消力池、海漫及防冲墙。其中消力池的作用是对水流的能量进行一定程度上的消除，防止水流对下游河床进行冲刷；海漫的作用是降低通过消力池的水流的底部流速，在最大限度上降低紊流，实现水流平稳性的扩散，对于水流的动能进行进一步的消除；而防冲墙的作用就是在海漫的末端进行防护，防止其被水流进行冲刷。
1.水闸的消能防冲设施出现损坏的原因分析
1.1设计因素
在设计过程中，对于地质条件的勘探不够细致，对水闸基础及河床的土质指标勘测不够全面，就会导致在设计过程中忽视相应的地质问题，进而使水闸基础出现不均匀沉降、消力池倾斜或倒塌等问题。此外，在枢纽的布置过程中，如果布置不够合理，就会导致出现回流现象或偏向水流，甚至导致上游出现河床淤积问题，进而引起过闸水流量不合理的问题，对水闸消能防冲设施会产生冲刷破坏。在设计过程中，消能防冲设施如果不能满足消能要求，就会对出闸水流的边界条件产生影响，进而导致消能防冲设施出现磨损或基础出现冲刷等问题。在水闸设计过程中，防渗排水设计如果不够合理，就会导致水闸基础出现变形，进而引发流土破坏，进而致使下游设施出现损坏。
1.2施工因素
施工方面的因素主要在于水利水电工程的施工质量存在缺陷，在施工过程中并没有严格遵循设计要求来进行施工，在施工环节，对于施工管理不严。此外，消能防冲设施的结构及尺寸不满足设计要求、混凝土浇筑的质量达不到设计标准等原因，都会在实际运行过程中，导致消能防冲设施出现损坏。
1.3管理因素
在水利水电工程的运行过程中，对于其运行的管理力度不够，管理制度不健全，对于水闸及消能防冲设施的维护不及时，导致小缺陷演变为大问题。在其运行过程中，不按照闸门相关的操作规范来进行操作，闸门在开启过程中，顺序与开度都不合理，就会导致水流速过大，消力池出现磨损。因此，在使用过程中，必须要进行充分的论证，才能对运用条件进行改变。
2.水闸消能防冲设施的设计原则分析
在水闸的设计过程中，需要根据水闸具体的应用要求来进行设计，对于水闸上游及下游的水位、过闸的水流量及泄洪的方法等都需要进行反复的论证。因此，在进行水闸消能防冲设施的设计时，需要对各种情况下的水利条件进行综合性的分析，进而使消能防冲设施能达到实际的应用效果。一般情况下，水流在通过闸室的过程中，都具备着较大水能，且闸孔的宽度相较于天然河道还是相对较窄，因此，水流在通过闸孔的过程中，会出现单宽流量变大的情况，在此时，水流会具备较强的动能，基于此，必须要采取相应的措施，使出闸的水流可以与下游河道的流态进行良好的衔接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行水闸消能防冲设施的设计过程中，需要遵循下列原则：一，水流出闸后具有较快的流速，因此，在下游必须要加强消能设施的设计，在平原地区，水闸的水头通常都相对较低，且河道的土质具备较低的抗冲能力，基于此，需要采取底流式的消能方法；二，在进行消力池等消能设施的设计过程中，需要对可能发生的情况进行综合性分析，进而保证消能设施在此类情况下，都可以满足共轭水深的要求；三，水流过闸后产生的波状水跃，会对下游的河道产生严重的冲刷，因此，必须要对其采取相应的防护措施；四，水闸闸门是保证水利工程安全运行的重要因素之一，因此，如果闸门在运用过程控制不当，就会导致水流出现不良流态，进而对河床及基础产生冲刷破坏。基于此，在设计过程中，需要根据水利设计及相应的水工模型进行试验，进而制定出合理的闸门运行方式。
3.水闸选址
在水利水电工程的设计过程中，水闸选址是一项至关重要的内容。在进行水闸选址的过程中，需要尽量选取地质较好的天然地基，且在水闸选址的过程中，需要对其进行综合性的考虑。在正常情况下，水闸选址需要满足后期的运行管理，且需要符合水闸的使用要求及设置标准，之后需要对水闸选址处的水文特征及地质情况进行全面的分析，在选址过程中，要优先选择岩石地基，因为岩石地基具备较低的透水性及压缩性，承载能力也相对较高。
4.导流及截流设计
在水闸导流方案的设计上，很多都是采用修建围堰的方法。水闸在进行施工的过程，会受到地形条件的制约，因此，这就导致围堰工作职能布置在岸边，但一般情况下，岸坡的地质条件都是相对较差的，很容易出现岸坡坍塌等问题，因此，在施工过程中，必须要采取相应的措施来防止此类问题的发生。在水利水电工程的施工过程中，截流方法是较为重要的，因此，在进行截流之前，需要对其进行细致的设计，进而通过模型试验及现场实验来对其进行不断的论证。在土质河床上进行截流时，需要注重施工材料的储备，进而保证施工的顺利进行。在此过程中需要重点注意的是土质河床进行截流的过程中，需要做好相应的护堤工程，在护堤工程开始前，需要对料物抛投的准确性进行合理的计算，进而保证护堤工程的稳定性。
5.闸型选择
在水利水电工程中，水闸的闸型是较多的，因此，在闸型的选择中，需要根据实际情况来对多种闸型的优缺点进行比对。水闸闸型的不同也会存在着不同的适应因素，因此，在进行选择时，需要对多个方面进行综合性考虑，包括施工方面、河道特性、地质条件等等。在闸型选择时，不可仅仅选择新型的闸型，而是要根据实用度对其进行科学性的选择。
6.水闸底板高程
对于水闸底板高程的确定是至关重要的，因此，在此阶段必须要严格进行。水闸的质量、成本及施工都与底板高程的选择有着直接性的联系。底板高程的选择需要满足水闸正常的运行标准，也将决定着整个设计流程的顺畅程度。
结束语
综上所述，在水利水电工程水闸的设计过程中，我们需要考虑的问题很多，包括水闸的选址、闸型的选择及消能防冲设计等，此外，对于施工条件、水质特征及受理因素等方面的考虑也是必不可缺的。这些都要求我们在设计过程中进行反复的论证与思考，进而保证水闸设计的质量，使水利水电工程在运行过程中，水闸能充分发挥出自身的作用，造福一方。
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论文作者:施恒舟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
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