孙瑞
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摘要：农业是立国之本，也是促进国家发展的基础产业，而农田水利工程建设则会直接影响农业的发展，因此，掌握和提高农田水利工程建设的技术水平，提高水闸的设计水平尤为重要。农田水利工程中，水闸设计要注重分析和完善，通过完善水闸设计体系、协调水闸设计的不同环节，才能使水闸设计满足农业发展的要求。本文将会对水闸设计中需要注意的问题进行分析，并提出水闸设计的要点，为我国农业水利工程建设的推进提供参考，也为推动我国农业的发展做出一定的贡献。
关键词：农业水利工程；水闸设计
我国是农业大国，农业的发展离不开农业水利工程建设的发展，修建水闸是农业水利工程建设的重要环节。而且由于我国平原广阔，地势相对平缓，农业发展水平较高，需要克服洪涝灾害，并且要满足农业灌溉、航运等的需要，修建水闸是必不可少的环节。水闸设计较为复杂，需要不断的完善和创新设计水平，提高农业水利工程的建设水准，为我国农业的发展服务。本文将深入分析水闸设计需要注意的问题，并提出水闸设计的要点，旨在推动我国农业的发展和进步。
1、水闸设计的主要内容
1．1、闸址和闸槛高程的选择
水闸设计中，选择闸址和闸槛高程要根据水闸所负担的任务和运用要求，并综合考虑地形条件、地质状况、水流情况、泥沙处理、施工建设、水闸管理和其他方面等因素，并且经过技术经济比较确定闸址所在。闸址一般选在水流平顺、河床及岸坡稳定、地基坚硬密实、抗渗稳定性好、抗滑稳定性好、场地较为开阔的河段。闸槛高程的选定，要和过闸单宽流量相适应。在农业水利建设中，要根据农业水利工程的性质和综合利用的要求，统一考虑水闸与水利工程其他建筑物的合理布置，最终确定闸址和闸槛高程。
1．2、水闸的结构设计
水闸的结构设计要根据水闸的运用要求和地质条件，选定闸室结构和闸门形式，并且妥善布置闸室上部结构。还要对作用于水闸上的荷载及其组合进行综合分析，对闸室和翼墙等的抗滑稳定、地基应力和沉陷进行科学计算，在必要时要结合水闸选址的地质条件和结构特点，研究确定地基处理方案。最后，应根据组成水闸的各部建筑物的工作特点，进行结构计算，满足水闸的结构设计要求。
1．3、水闸的水力设计
水闸的水利设计各项指标的确定方法和原则如下：根据水闸运用方式和过闸水流形态，利用水力学公式计算过流能力，来最终确定闸孔总净宽度；根据闸下水位及河床地质条件，确定消能方式；水闸多用水跃消能，通过水力计算，可以确定消能防冲设施的尺度和布置。如果没有经过精确的确定和科学的水利设计，只是经过估算判断的水闸在投入运用后，会因为闸上下游河床可能发生冲淤变化，引起上下游水位变动，从而对过水能力和消能防冲设施产生的不利影响。如果是针对较为大型的水闸的水力设计，还要做水力模型试验验证，以确保水闸设计的准确性和科学性。
1．4、水闸的防渗排水设计
进行水闸的防渗排水设计要根据水闸上下游最大水位差和地基条件，加之参考工程实践经验，来确定由防渗设施与不透水底板共同组成渗流区域的上部不透水边界，也就是地下轮廓线的布置，还必须满足沿地下轮廓线的渗流平均坡降和出逸坡降在允许范围以内，并对渗透水压力和抗渗稳定性进行精确计算。在渗流出逸面上应铺设反滤层和设置排水沟槽或者是减压井，快速、安全地将渗水排至下游，对于两岸的防渗排水设计和闸基防渗排水设计基本相同。
2、农田水闸设计需要注意的问题及解决方法。
水闸的设计对于水闸作用的发挥意义重大，对水闸设计需要注意的问题进行分析和研究，可以提高水闸的设计水平进而促进农田水利建设的发展，以下是水闸设计需要注意的问题的分析和研究。
2．1、抗滑稳定性和抗渗稳定性
在农田水利工程建设中，水闸在关门挡水时，闸室会承受由于上下游水位差造成的水平推力，进而可能使闸室向下游滑动，导致水闸的稳定性出现问题。所以，水闸闸室的设计，要保证有足够的抗滑稳定性。由于上下游水位差的存在，水会从上游沿闸基和绕过两岸连接建筑物向下游渗透，产生渗透压力，进而会对闸基和两岸连接建筑物的稳定性产生不利影响，尤其是建于土基上的水闸，由于土的抗渗稳定性差，有可能会使水闸产生渗透变形的状况，危及水闸工程建设的安全，所以需要对闸址的地质条件、上下游水位差、闸室和两岸连接建筑物分布特点等因素进行综合分析和考虑，可以分别在闸室上下游设置完整的防渗和排水系统，以确保闸基和两岸的抗渗稳定性，保证水闸的稳定性。
2．2、水流冲刷问题
水闸在开门泄水时，闸室的总净宽度要保证能通过设计流量，闸的孔径也需要按照使用要求、水闸闸门形式和工程建设成本等因素进行合理的选定。由于过闸水流形态较为复杂且流速较大，两岸及河床易遭水流冲刷，需要采取科学有效的消能防冲措施，并要保证两岸连接建筑物的布置可以使水流进出闸孔有良好的收缩和扩散条件。
2．3、沉陷问题
建于平原地区的水闸的地基大多是较为松软的土基，土基具有承载力小、压缩性大的特点，因此，在水闸自重和外荷载作用下会产生沉陷或不均匀沉陷的情况，导致闸室或翼墙等下沉、倾斜，甚至可能引起结构断裂而不能正常工作。对此，闸室和翼墙等的结构形式、布置和基础尺寸设计，需要和地基条件相适应，尽量使地基受力均匀并且要把地基承载力控制在允许范围以内，必要时要对地基进行妥善处理。对于结构的强度和刚度需要考虑地基不均匀沉陷的影响，并尽量减少相邻建筑物的不均匀沉陷现象。
2．4、综合设计问题
水闸工程建设是一项综合性很强的建设任务，对于水闸的设计的要求也比较高。水闸的设计要做到结构简单、经济合理、造形美观、便于施工和管理以及有利于环境绿化等，这样才可以有效发挥水闸的综合效益，促进农业水利建设的发展和农业发展水平的提高。
3、农田水利工程项目举例
水闸是我国农田水利工程中的组成部分，为了促进农业的发展，还要修建其他为农田水利建设服务的水利工程项目。沉沙池和滴灌系统是农田水利工程中有代表性的的工程项目。
3．1、沉沙池
沉沙池是用来沉淀水流中大于规定粒径泥沙的水池，沉沙池应沉淀泥沙的粒径，主要取决于农田引水的需要。以灌溉沉沙池为例，在中国黄河中下游灌溉渠系中，常结合放淤改土使用条渠形沉沙池，淤满后即用于耕种，水流中所含细颗粒泥沙，对农田有肥田作用，也不会淤积渠道，可输送到田间。
3．2、灌溉系统
农田灌溉系统是从水源取水后，通过渠道、管道及附属建筑物输水、配水至农田进行灌溉的工程系统，可以分为渠道灌溉系统和管道灌溉系统两类。渠道灌溉系统由灌溉渠首工程，输水、配水工程和田间灌溉工程等部分组成，为农田水利建设发挥了重要作用。管道灌溉系统具有节省水量、减少渠道占地情况和提高灌溉效率等优点，为我国农业灌溉水利工程的发展做出了巨大贡献。
4、总结
水闸在农业水利工程建设中起着重要作用，也为农业的发展做出了一定贡献，优化水闸设计可以提高水闸工作的综合效益，因此农田水利工程中水闸设计需要不断健全设计体系，并且要着力解决水闸设计中存在的问题，注重水闸设计技术和方法和创新和完善，保证水闸设计的准确无误和水闸工程建设的顺利进行，减少不必要的损失，提高经济效益。为了推进农田水利工程建设的发展，并为我国农业的发展创造有利条件，也要积极发展更多的农田水利工程项目，达到全面性和有效性的目标。
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