关于水利水电工程中水闸的设计探讨

发表时间:2021/8/11   来源:《科学与技术》2021年第29卷9期   作者:帕提古力·萨迪克
[导读] 随着我国社会经济的发展,水利水电工程在经济发展中的重要性得到了凸显
      帕提古力·萨迪克  
      莎车县水利局      新疆喀什地区844700
      摘要:随着我国社会经济的发展,水利水电工程在经济发展中的重要性得到了凸显。在当前水利水电工程中,水闸的设计也被相关人员所引起重视。因为水闸在整个水利水电工程中的作用是极为明显的,其可以防止洪涝灾害,蓄水灌溉等作用,在整个水利水电工程中是不可获取的。因此,本文重点分析了水利水电工程中水闸设计问题,予以有关单位参考与借鉴。
关键词:水利水电;工程;水闸;设计
前言:水闸在水利工程中的作用是极为明显的,可以实现储水和泄洪等作用,给下游的人们提供农业灌溉用水和生活用水。在一定程度上水资源是人们生产生活中不可缺少的主要资源,但是其自身存在的形态对于人类利用它是有着极大的困难的,所以需要修剪水利水电工程,来充分的利用水资源。水利水电工程可以对水资源进行有效的控制,防治水灾害发生。在水利水电工程中,水闸的设计是极为关键的,其可以起到控制水量的大小,所以对于水利水电工程获取的经济效益也是起到了保障作用。
1 水闸的选址分析
      在水利工程中,水闸的选址是非常重要的。对于水闸选址的方向,需要选择地质较高的,在选址过程中需要进行多方面的考虑。在通常情况下,对于有效的管理和使用要求需要符合当地水利水电工程建设的标准要求,然后对水闸的地质条件进行分析后,可以使用岩石作为水利水电工程的地基,若是没有找到合适的岩石作为地基,可以使用一些承载能力强,透水性小的土质来作为地基[1]。
2 水闸的类型
2.1 节制水闸
      节制水闸的作用是调节水库中的水流量,在枯水期时可以截断上游的河道,提高水位,方便航运到水闸中取水,并且在洪水期时可以对水量的下泄进行有效的控制。
2.2 进水闸
      进水闸的作用是给当地的农田提供相应的水灌溉功能,并给水利发电提供一定的用水量,保障水力发电可以正常的运行。进水闸一般都是设置在河道或者是渠道的渠首位置,在通过引水时,可以增强水流入渠道中的水流量控制,保障水库中有重组的水源。
2.3 排水闸
      排水闸自身闸身高,方便挡住外河的水位,并且还可以防止洼地出现积水的情况。排水闸在外河水位上升时,可以通过开关闸门来防止洪水倒灌;在退潮时,打开闸门将污水进行排放;所以排水闸通常设置在江河沿岸位置。
3 水闸的设计分析
      在当前水利水电工程中,水闸的科学合理设计可以保障水利水电工程的正常稳定运行。对于水闸的设计需要对水闸的闸孔、闸孔的深度等多种参数进行计算分析,然后根据水坝工程的实际需求来进行闸门的设计,只有这样才能够让水闸的作用和价值得到体现。
3.1 进水闸的设计
      进水闸是修建在水利水电工程渠道渠首的位置,其所为引水建筑物,在不需要进行引水时,需要管壁进水闸,避免河流中的水进入到水库中。在一定程度上从天然的河道进行取水时,取水的方式可以分为有闸取水和无闸取水这两种。太难河道水量是十分丰富的,水位也可以满足相应的引水要求,所以可以直接在渠道首的位置来修建水闸引水建筑[2]。若是当天然河道水位无法满足引水要求时,需要使用有闸取水的方式;简单来说就是在渠首修建水闸外,还可以在河道中修建拦河闸,让水位升高,迫使水位引入到水库中,这样既可以满足引水要求,还可以保障引水的效率。为了可以满足引水要求,进水闸需要闸孔的尺寸符合要求,并且在高度中也需要结合实际的情况来进行设计,这样方便对河道中的水流进行阻挡,达到引水目的。


3.2 拦河闸的设计
      拦河闸是保障对河流水流进行阻断和提高河中水位的闸,拦河闸的设计可以保障引水有序的进行。其对于灌溉取水的工程,可以实现挡水位的建立,并根据当地的灌溉区域规划来对引水的要求进行确定。与此同时,在洪水发生季节,拦河闸必须要开闸泄水,所以拦河闸所需要具备的闸孔要满足泄洪的相关要求,不然无法满足泄洪,就有可能会对水库中的水溢出造成隐患,影响到水利水电工程的正常运行。在泄洪时,闸门之前的洪水位是肯定会高过闸门位置的,所以拦河闸的最高水位需要和闸门前的洪水位置相互平衡。为可以有效的去满足引水要求,闸门前的壅水位需要保持正常,这样不影响拦河闸的高度,对于闸孔的尺寸也有着一定的保障,让泄洪可以正常的持续下去。闸门的上游损失对于下游防冲要求和实际的工程量大小需要对等,这样可以以保障泄洪时水量的冲击力可以让闸门所承受,保障泄洪效率。
3.3 闸门梁的设计
      在一定程度上为了可以减少闸门运行时的振动,在其结构设计层面需要提高闸门的刚度和强度。闸门的主梁设计需要进行主梁外和上部的主梁荷载承受力数据的计算,并使用主梁截面,这样可以便于后续的生产和制造。闸门的底主梁需要使用双腹板箱型梁,因为闸门底下游侧方有5°的偏角,所以为了可以减小底主梁之下的悬伸长度可以降低主梁的荷载,这样可以满足底梁止水距离的相关要求。在下游倾角设计时,需要让倾角斜度在26°左右,闸门的底梁和底槛夹角在31.2>30°。为了可以有效的改善水流的形态,底部的次梁需要使用钢板,并对其进行密封;水平梁可以使用槽钢,槽钢尖需要乡下,这样可以防止积水情况出现。
3.4 闸门门槽的设计
      在水利水电工程闸门设计过程中,需要确定闸门的门槽形式,通常在闸门门槽设计过程中,上扉闸门的上端导轮支撑在主轨道上,下扉闸门导轮支撑在下面的轨道上,闸门的主梁所使用的是腹工字梁。在某种程度上上扉闸门没有设置底水封,但是在最下端需要焊接止水钢板,这样可以提供给下扉闸门上水封的利用。在闸门边梁两侧安装反向滑块,可以有效的控制上扉和下扉闸门重叠之后的位移,从而让闸门在重合时不出现倾斜。这样也可以直接保障闸门的稳定性,让其给闸门开关提供保障[3]。
      同时,在上下扉闸门连接设计过程中,因为闸门的跨度是较大的,上下闸门的自身重量也不同,所以这两者之间的连接定位,是比较困难的。在闸门定位问题中,只有实现共同开启和关闭才可以让两节闸门的定位准确。在设计人员就散定位销强度过程中,需要充分考虑到上扉闸门下滑所出现的建立,并且在使用启闭机时吊具连接到下扉闸门上时,启闭力是需要安装在下扉们枕座上来完成的。在订座设计完成之后,需要让枕座接触一定的冲击力,并且需要铺设一层橡胶板,这样可以保障上下扉门的连接牢固性。
结语
      总而言之,在我国目前的水利水电工程建设过程中,水闸数量现已经占据到了整个水利工程总量的一半以上。水利水电工程的流线是较长的,水资源的水量较大,所以对于水闸的整体质量设计也有了新的要求,只有满足了水利水电工程的质量,才可以实现水闸在该工程中的价值和作用得到体现。水闸的设计需要根据实际的水利水电建设工程的相关资料和实地勘察所得出的结果来进行针对性的设计的。并且在以往的水利水电建设中,有很多水利工程在水闸设计层面出现了问题,就是因为所收集到的资料不够完善,所以才会导致出现水闸重新设计等情况出现。因此,在当前水利工程中,需要结合实际工程来进行水闸的设计,只有这样才能够满足水利工程的价值体现。
参考文献
[1] 吴营基. 探究水利水电工程中水闸设计方案[J]. 建材发展导向(下), 2020, 018(003):136.
[2] 张宇, 黄芸菲. 浅析水利水电工程中的水库水闸设计[J]. 建材与装饰, 2019(33).
[3] 蔡宇麒. 水利水电工程水闸施工技术与管理[J]. 四川水泥, 2020, No.284(04):210-210.
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