摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，水利水电工程发展的也十分迅速。在水利水电工程中，水库作为重要的组成部分，其设计关系到水利水电工程的整体质量。而水闸作为水库的重点与关键，主要起到了抗洪排涝灌溉以及通航等作用。做好水库水闸设计，有利于水利水电工程充分发挥其作用，更好的促进社会经济发展。本文分析了水库水闸设计，并对其中的注意事项进行分析，力求完善水闸设计，提高水利水电工程的社会经济效益。
关键词：水利水电工程;水库水闸设计
引言
水利水电工程中，水闸不仅可以完成挡水，还能够将多余的水排除。通过调整闸门的方式实现水位控制，同时调节水流量。因此，水闸在发电、排水、灌溉、防洪等方面具有不可忽视的价值。依据功能的差异，可以将水闸分为不同种类，如排水闸、分水闸、进水闸、节制闸等。因此，设计水闸时应结合实际需求确定方案，避免影响其性能。
1水闸的基本结构组成和作用
在水利水电工程建设中，水闸的施工过程对电能起着关键的作用，通过对水利水电工程措施的严格管理，从而促进整体施工效果以及整个工程建设和后期的有效利用。水闸具有调节水的功能，在雨多的时候可以发挥排水作用，还可以有效进行挡水。水闸早已经被人们使用，如都江堰，还可以用于湖和水库等。闸门的主要组成结构有锁室的连接区域、闸室的底板、交通桥、闸门等区域。其中底板的防渗漏效果很好，它可以把上面的力传递到基础上。上游部分是引导水流进入闸门的，从而保证两岸的水对其进行冲击而不被破坏，确保闸室的路径足够长，并且闸基和渗流两侧是稳定的。下游连接的地方则起到指导水闸下游流量均匀的作用，控制流动速度可以防止两岸和河床的水土流失。
2水利水电工程水闸设计分析
2.1注重闸室安全计算
要确保水闸功能得到最大程度的发挥，设计工作中要尽可能提高闸室的安全性和稳定性，这就要求设计人员严格参照设计规范以及现场勘察资料，对闸室的安全性进行缜密的计算。这一过程中，不仅要进行负载组合，同时还要做好基底应力以及抗滑稳定性方面的计算工作。对于负载组合而言，要全面考虑到不同组合方式之间存在的巨大差别。在进行基底应力的计算过程中，要做好力矩计算以及竣工检修方面的计算工作，并且要对工程正常运用状态下的基底应力进行仔细的计算与复核。对于水闸的抗滑稳定性计算来说，要合理确定抗滑稳定系数，并就总弯矩、总重等方面展开计算工作。
2.2设计进水闸类型和尺寸
水闸的设计，首先去要对水闸的类型以及尺寸进行设计。进水闸是修建在渠首按需要引水的建筑物，当不需要引水时，则关闸挡水，以免河水进入渠道。从天然河道取水，按取水方式一般可分为无坝取水和有坝（闸）取水两种方式。当天然河道水量丰富，水位也能满足引水要求时，可采取无坝取水方式，即直接在渠首修建进水闸引水；当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大（占河道来水30%以上）时，由于引水有困难，常需采取有坝取水方式，即除了在渠首修建进水闸引水外，还需在河道中修建拦河坝（闸），拦断河流，壅高水位，迫水入渠，以满足进水闸引水要求。
2.3拦河闸的主要形式及其尺寸设计方式
拦河闸的存在主要是为了达到阻断河流、抬升水位，确保满足渠道引水使用要求。在拦河闸应用过程中，可以将水位抬升到正常挡水位，利用灌溉取水，具体水位数值需要根据建设区域周边的灌区规划进行合理确定；在汛期，拦河闸需要及时开闸泄水，这就需要拦河闸具备足够尺寸的闸孔满足相应的洪水外泄需求，在整个汛期泄洪期间，水位都会高于闸前抬升的水位，所以，拦河闸的闸前最高水位受到闸前洪水位高低的影响。为满足日常的灌溉引水需求，必须确定相应的闸前抬升水位和拦河闸挡水高程数值，并且汛期洪水外泄总量与闸前洪水位的高低都会对拦河闸高度、闸孔型式、闸孔尺寸造成影响。
2.4提高闸门梁系设计水平
为确保水利水电工程安全运转，除了要做好上述设计工作外，还要对闸门设计以及梁系设计工作引起足够的重视。一旦出现闸门设计或施工合理的问题，将直接造成集中水流或者折冲水流等一系列不良流态等问题。具体设计工作中，应做好以下几方面的工作：其一，要尽可能降低闸门运行期间的振动问题，尤其在闸门梁系的选择与设计时，要根据现场状况合理设计水闸闸门的硬度。其二，闸门主梁系设计中，不仅要提高基础底主梁设计的合理性，同时还要提高上部主梁系设计的合理性，进而确保梁系结构中荷载得到合理的分布。其三，在进行双腹板箱型底主梁的设计工作时，因为受到闸门底部以及流水闸等构造的影响，设计时要在下游两侧位置处形成向下8°的偏角度，进而减少底主梁所受荷载，防止出现破坏问题。其四，对于下游侧水闸闸门的梁系设计工作而言，要将倾角设计成27.2°左右。这样一来，不仅可以使水流流态得到改善，同时还能提高梁系设计工作的合理性。一般来说，水平次梁设计主要应用的是槽钢结构，并且按照近似按等跨理论进行连续梁的设计。槽钢肢尖的方向要向下，进而起到防积水、防积尘的重要作用。
3水利水电工程水库水闸设计过程中存在的问题
3.1需要考虑冲刷问题
在各种水闸使用过程中，需要开闸泄水时，下游以便处于无水或少水状态，受上下游水位差作用，过闸水流一般都会有很大的流速，较大的流速中蕴含的能量会对下游产生冲刷问题，若冲刷范围扩大到闸基，经长期冲刷作用，容易出现闸基被淘空的情况，严重者会造成水闸失事；另外，若水闸两侧为土层、软弱岩层，并且水坝具有较多的闸孔，而单独开启个别闸孔会形成折冲水流，严重冲刷下游河岸，同时给水闸造成严重的安全问题。
3.2需要考虑沉陷问题
水库水闸的沉陷问题普遍存在，特别是软土地基区域，若其具有较大的压缩性，并且水闸具有一定自重，受水闸自重、外界载荷共同作用，非常容易出现沉陷问题。而且，当底板传递的荷载在地基上分布不均，还会出现不均匀沉陷，地基的沉陷会造成水闸下沉、闸室倾斜等问题，严重者会影响水闸使用，在设计水闸时要考虑地基具体情况，避免出现沉陷问题。
3.3渗流问题
在进行水闸设计的时候，要注意渗流问题。在挡水过程中，水闸会受到上下游水位差的作用，从而容易导致闸基以及水闸与两岸连接部位出现渗流的问题。当水闸存在渗流的时候，水闸底部将会受到向上的扬压力，从而导致水闸重力减少，这会导致水闸的抗滑稳定性降低。如果两岸或者闸基是土基的时候，渗流问题的存在还会将土层中的细颗粒带走，从而导致闸后出现翻沙鼓水的问题，严重的会导致闸基被掏空。侧向渗流问题会给两岸连接的建筑物产生水平水压力，从而对建筑物的稳定性产生不良影响。如果渗流水量过大，会对水闸的挡水效果产生直接影响，甚至是无法蓄水。
结语
当前，我国对于水利水电工程等基础设施的建设极为关注。水闸工程的设计工作有着较强的复杂性、系统性，这就对设计人员的专业水平提出了严苛的要求。具体设计时，既要对当地的气候、地质等因素进行全面的掌握，注重对勘察资料的应用。同时，还要凭借以往的设计经验，提高水闸设计的合理性、安全性，确保水利水电工程的顺利运转。
参考文献
[1]汤金跃，闭文德.水利水电工程中的水库水闸设计[J].城市建设理论研究（电子版），2017（11）：170.
[2]王藤.水库设计中的关键问题[J].黑龙江科技信息，2017（18）：201.
[3]覃杰.中小型水库除险加固技术的应用分析[J].建材与装饰，2017（20）：276.
[4]谭志军，姜军，傅迪.通化抽水蓄能电站下水库设计[J].东北水利水电，2017（11）：6.