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摘要：水闸是实现水利工程设计功能的关键设施，而保障水闸所有水工建筑物、机电设备以及闸门等设施的良好状态，对提高防汛与抗旱能力非常重要。本文首先简要介绍了水闸的类型及其主要结构，阐释了在其运维管理过程中常见的安全隐患，分析了这些问题产生的原因及其影响，并且就如果提高防洪与抗旱能力提出了相应的策略。
关键词：防汛抗旱；水闸管理；隐患分析；强化策略
引言：
水利工程通过对水闸开闭状态的调节控制上下游水位，按照水力发电、上下游生产生活用水需要以及汛情发展，控制通过水闸的水流量，达到优化利用水资源、保障相关流域汛期安全的目的。而由于水闸整体结构长期受到形态、流量与流速变化多样的水流的冲蚀，加之地理环境和气象等因素的影响，使其结构稳定性以及抗旱防洪能力受到影响。所以要想让水闸持久保持设计的排洪、节流等方面的能力，必需强化管理并及时修复不断出现的各种问题。
一、水闸的结构及类型
水闸根据不同的使用目的设计成不同的形式，按照功能区分有图1所示的几个主要类型。水闸的上游连接段让水流在进入闸室之前变的相对平缓，尽量避免因流向、流量的剧烈变化冲击水闸以及侵蚀两岸。而下游连接段同样是起到对水闸及其附属设施、河岸的保护作用，通过消力池、护坡等吸收和化解从闸门排出的水流的能量，使其稳定的通过水闸下游区域，防止因水压渗透、水流冲蚀作用造成闸室基础失稳、结构变形等问题。而闸室是水闸的核心部分，其底板既是整体结构的基础，又兼具防渗透、抗冲蚀作用。通过启闭设备控制的闸门，则实现了对流量和上下游水位的控制，是保障水闸防洪抗旱能力的基础。
图2. 常见的水闸运行安全隐患
（一）机电设备与电气系统
机电设备是控制水闸开闭以及维持各附属设施运行的关键，而由于使用年限与疏于维护等原因，机电设备以及电气系统时常因老化发生故障，或者运行状态不理想，无法满足汛期控制水闸运行并保障上下游安全的作用。此外供电以及关键设备、设施的监控系统也存在问题，流量、水位以及流速变化等的监测手段相对落后，使得水闸的调节与优化水资源利用作用无法发挥到极致。
（二）闸室基础的稳定性及构件的承载力
闸室在流速、流量变化多端的水流作用下运行，不仅受到上下游水位差带来的水平压力作用，其闸墩、底板等的混凝土还受到不间断的冲蚀。因此首先施工过程中遗留的微小质量缺陷会随时间推移而变大，出现混凝土开裂以及钢筋锈蚀等问题，弱化其基础与整体结构的承载力，影响水闸的运行安全。其次混凝土结构在风雨侵蚀与水流作用下，也会出现碳化等老化问题，而且水闸的基础在重力载荷以及水流渗透、冲刷作用下，会出现不均匀沉降。这些问题都会引发水闸结构变形、裂缝等安全隐患。
（三）上下游连接段的抗渗性与消能作用
水闸的上下游连接段对其运行起到了保护作用，一方面通过调节水流进出闸室的流向与速度，降低其对闸门、闸墩等构件的冲击，减少水流对底板的渗透作用，确保基底的稳固。另一方面上下游连接段还形成了对两岸以及上下游河道的防护，在上下游连接段的聚流、消能作用下，能够在泄洪和水位调节过程中降低水流冲刷作用，避免因河岸与河床水土流失、渗透损坏水工建筑的基础，因此上下游连接段的维护保养也是水闸管理工作的重要内容[1]。目前由于巡查与维修不够规范，部分水闸的上下游护坡、翼墙等存在明显损坏，影响其对河岸及水闸的保护作用，也降低了水闸的防汛抗旱能力。
三、水闸管理强化措施
（一）引入信息技术优化水资源调度
水闸在各个江河流域的水资源调度与优化利用中起到了关键作用，而防汛抗旱能力的提高应首先在水闸管理工作中引入信息技术。首先采集相关流域降水、流量变化等方面的信息，结合气象卫星观测资料对未来一个时期的汛情与旱情进行预测和分析，进而优化水闸管理方案。其次基于对相关流域水资源状况的信息采集和分析，能够精确的控制水闸上下游流量，掌握防洪与抗旱工作的主动权，有效减少大规模泄洪与水资源调度给水闸带来的冲击。
（二）对水闸运行状态进行实时监测与定期维护
为了实时掌握水闸各部分安全隐患的发生和发展，应利用自动化监控系统来监测闸门启闭机及电力系统的运行状态、闸室各部分结构的变形和位移等参数，以便及时评估其整体结构的稳定性以及是否需要采取维护措施[2]。此外应完善闸室、上下游连接段的巡查、保养制度，在发现问题时由工程技术人员对其进行评估和检测，并且设计科学的修复与保养方案。
（三）完善管理体系
为了提高防洪抗旱能力，应基于对区域汛情、旱情发展的准确预测，科学的控制相关流域所有水闸的运行，在更大范围内优化水资源的调配，控制重大汛情、旱情的发展。既可以让水资源的分配更加合理，也能预防个别水闸因泄洪、排水等能力不足出现险情。因此应完善防汛抗旱工作管理机制，实现不同行政区划相关部门之间的协作，共同提高防汛抗旱能力。
四、结束语
水闸管理在防汛抗旱工作中扮演了十分重要的角色，为了保障其流量调节与控制能力，应做好日常维护与保养工作。并且尝试运用信息技术实现对水闸核心部分的实时监控，基于对降水、上下游水位变化等信息的准确预测，精确的控制水闸运行运行状态。
参考文献：
[1]王晓. 强化水闸运行管理，提高防汛抗旱能力[J]. 河北水利，2017（1）：24-24.
[2]郭淦诚. 刍议如何强化水闸管理提高防汛抗旱能力[J]. 科技创新与应用，2015（24）：215-215.
论文作者:万中礼
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第11期
论文发表时间:2019/11/7
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