项目四 水闸设计
水闸设计要点及方法总结
水闸设计要点及方法总结水闸设计是指根据特定的河流、湖泊或水库等水系统,设计并安装防洪、调节水位的设施。
水闸设计是水利工程设计的重要部分,合理的水闸设计能够提高水闸的性能和安全性,保护周边环境和人民生命财产安全。
下面将从水闸设计的要点和方法两个方面进行总结。
一、水闸设计的要点1.考虑上下游水位差:水闸设计的首要考虑因素是上下游水位的差异。
根据具体情况选择合适的闸门类型和数量,以及合理的开启方式,确保水闸能够有效地控制水位。
2.考虑水流量及泥沙量:在水闸设计中,需要考虑水流量的大小和泥沙量的变化。
根据不同的水流量和泥沙量,选择合适的闸门尺寸和形式,以及合理的布置方式,以保证水闸的正常运行和防止淤积现象的发生。
3.考虑水闸的稳定性:水闸设计中需要考虑水闸的稳定性,即在不同水位下,水闸是否能够稳定地承受水压力的作用。
设计时应充分考虑水闸的结构形式、材料选择和加强措施,以提高水闸的稳定性和安全性。
4.考虑水闸的可操作性:水闸设计中需要考虑操作人员对水闸的操作和维护是否便捷。
合理的闸门布置和控制机构设置可以减少操作人员的劳动强度,提高水闸的可操作性和可靠性。
5.考虑环境影响:水闸设计中需要考虑水闸对周边环境的影响。
合理的水闸设计可以减小水闸运行时的噪音和振动,减少对周边建筑物和人民的影响。
二、水闸设计的方法1.综合考虑水位变化:在水闸设计中,需要对上下游的水位变化进行全面的分析和研究。
通过水位站的观测数据和数学模型的建立,预测不同季节和不同天气条件下的水位变化趋势,以确定水闸的设计水位范围。
2.水流与泥沙运动分析:在水闸设计中,需要对水流的速度和方向进行分析,并确定闸门合适的开启方式和布置方式,以防止水流速度过大或方向变化过快导致的水闸受损。
同时,对水流中的泥沙进行分析,根据不同的泥沙悬浮情况确定闸门的尺寸和形式。
3.结构稳定性计算:在水闸设计中,需要进行结构稳定性的计算,即分析水流和水压力对水闸结构的影响,并通过计算确定合适的结构形式、材料选择和加固措施。
水闸设计规范
水闸设计规范水闸是一种用于控制水流的水工结构,广泛应用于河流、水库、灌溉渠道等水利工程中。
水闸的设计规范旨在确保水闸的安全可靠运行,保护周边环境,提供有效的水利调度和灌溉功能。
以下是水闸设计规范的主要内容:一、设计依据和要求:1. 设计应符合国家有关水利工程设计的规范和标准,如《水闸工程设计规范》等。
2. 设计要求结构合理、技术可行、安全可靠、经济合理。
二、基本设计原则:1. 水闸应能在规定条件下实现控制水流的目的。
2. 水闸的结构应能满足各种工况下的荷载和变形要求。
3. 水闸设计应考虑易于操作和维护,并保证正常的水利调度。
4. 设计应考虑水闸的防冲刷和抗风、抗震能力。
5. 设计时应考虑水闸对环境的影响,保护生态环境和周边建筑物。
三、水闸类型和选型:1. 根据工程需要和实际情况选择合适的水闸类型,如引水闸、挡潮闸、泄洪闸等。
2. 水闸的选型应考虑工程的水文、水力条件和使用要求。
3. 水闸的尺寸和形状应适应工程需要和实际施工条件。
四、水闸结构设计:1. 设计水闸的材料应符合强度要求,耐久性和抗腐蚀能力应好。
2. 应考虑水闸在正常和非正常工况下的荷载和变形,确保结构稳定和安全。
3. 水闸的闸门应具有良好的密封性,灵活开闭,能够快速响应调度要求。
4. 设计应考虑水闸的排水、防冲刷和泄洪功能。
5. 水闸的决策系统应可靠、准确,确保水流控制的效果。
五、水闸施工和验收:1. 水闸的施工应按照设计要求进行,确保质量和安全。
2. 施工过程中应及时记录和处理施工问题,确保设计要求的实现。
3. 水闸竣工后,应进行验收,并检查主要结构和设备的性能和功能。
六、水闸运行和维护:1. 水闸应设有运行和维护规程,规定水闸的操作流程和维护要求。
2. 水闸的运行和维护人员应经过专业培训,熟悉水闸的结构和操作要点。
3. 定期对水闸进行巡视、检修和保养,确保水闸的正常运行和安全性能。
总之,水闸设计规范旨在确保水闸的安全可靠运行,提供有效的水利调度和灌溉功能。
水闸设计(毕业设计)
水闸除险加固的任务和编制原则:
(1)坚持全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则,按照各地区病险水闸的不同特点,研究综合性的除险加固措施,恢复和完善病险水闸应有的防洪减灾和兴利效益。
区内沟谷水系发育,地形切割较深,沟谷坡降大。本区地表水,地下水径流条件良好,河流是本区地下水地表水排泄的良好通道。
1.3.4
据2001年国家地震局编制的国家标准(GB18306-2001)《中国地震动参数区划图》,工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震烈度为7度。根据《水工建筑物抗震设计规范》,需要考虑抗震设计。
流域内六个雨量站,据1958~2001年共39年的降水资料统计,多年平均降水量为425.5mm,最大685mm(1959年),最小283.5mm(1966年),年际变化2.4倍,多年平均最大一日降水量为70mm,6~9月降水量约占全年的80%左右,7~8月的降水量占全年的60~70%。
风向多西北风,风力最大7~8级,一般为2~3级,夏秋季风小。流域内多年平均蒸发量为1988.5mm。结冻期约为160天,冻土深1.4~2m。
(2)掌握已实施的病险水闸除险加固工程情况,总结经验,并对工程遗留问题进行规划补充和完善。
(3)规划体现可行性和科学性,做好各项前期工作,包括注册登记、安全鉴定、初步设计等。
1.2台子水闸工程概况
台子水闸工程位于赤峰市西辽河上游老哈河水系英金河二级支流西路嘎河中游,赤峰市松山区老府镇境内,距赤峰市区70km,地里坐标东经118°16′25.44″,北纬42°11′52.07″。于1968竣工投入使用,由于工程设计标准偏低,在运行中年久失修,虽然在1985年进行了部分工程除险加固,但最终没有彻底解决工程的病险问题,灌溉引水受到限制,该工程是以灌溉为主兼顾防洪等综合利用水闸。
水利工程设计水闸设计措施
水利工程设计水闸设计措施摘要:水利工程作为水库抗洪、排涝、给水、灌溉等工作的重要基础设施,在设计过程中,需要结合具体的工程实际设计好水闸底板、闸墩、止水设施等。
进行水利发电的时候,水闸承担着非常重要的责任,工作人员在对水闸进行设计时,务必要把安全性当作最重要的任务来完成,尽可能地提高我国的水利水电工程的质量,使其能够稳定安全。
键词:水利工程设计;水闸设计;措施前言:水利项目水闸的运用特别普遍,所以在项目设计的时候,水闸工程的排水问题和止水问题常常就变成了直接影响建筑物使用寿命的原因。
在设计中我们要结合项目特点,依照水闸项目质量规范实施设计,然后保证水利项目建设的成功施工和运行。
1、水闸结构组成1.1上游连接段结构对上游连接段进行科学设计与施工还能够对上游部分区域河床以及河岸进行保护,降低过大水量对河岸的冲刷影响,上游连接段结构相对复杂,例如要有铺盖结构和防冲槽,铺盖结构的主要作用是防渗,而防冲槽的作用则是为铺盖头提供保护,而上游连接段的翼墙结构则是帮助引导水流平顺地流向水闸闸孔,翼墙同时还能防止侧向渗漏问题的发生。
1.2水闸扎实闸室能够为水闸实现挡水以及泄水功能提供结构基础,水闸结构的主要组成部分为底板、闸墩以及闸门、胸墙等,其中的底板是闸室工程建设的基础,底板必须承载闸室中所有结构的重量,并且将所承受的荷载分散开来传递给水闸地基,而闸墩就是将水闸中向闸孔、闸门等上部结构与底板结构分开的工程结构,闸门的作用就是对水流进行阻挡以及倾泻控制的工程结构,水闸闸室中较为重要的部分有三,也就是闸门以及底板与闸墩,通常为了提升闸室的坚固性会使用混凝土与钢筋材料进行闸室构建。
1.3下游连接段结构在水流经过闸室后,对其进行一定程度的扩散,并消减一些过剩水能,通常的做法就是通过消力池的作用时水流在其中形成水跃现象,降低水能,这样水流在经由下游连接段流向河道等水系时就会更加平顺,过闸后的水流也就不会对坝体造成太大的冲击力,实际设计中下游连接段的结构组成主要包括消力池、翼墙护坦以及海漫、齿墙等,齿墙可以为海漫末端结构提供保护,减少水流对这类结构的冲刷影响。
水闸设计方案说明
水闸设计方案说明水闸是一种用以调节水位的设施,广泛应用于灌溉、排水、防洪等领域。
在设计水闸方案时,需要考虑水体特性、工程需求以及环境等因素,以确保水闸能够安全、有效地工作。
首先,设计水闸需要考虑水体的特性,包括水位、流速、水质等。
这些参数将直接影响水闸的尺寸和阀门的设计。
通过水闸的开关,可以增加或减少水体通过的通道面积,从而达到调节水位的目的。
其次,设计水闸需要考虑工程需求。
比如,灌溉系统需要根据作物需水量来决定水位;防洪系统需要根据降雨情况来调节水位。
因此,设计中需要考虑水位调节的范围、调节的频率以及调节过程中的稳定性。
另外,设计水闸还需要考虑环境因素。
例如,水闸的位置是否对周围环境产生影响,水闸对生物的影响等。
在设计中,可以采用生态通道或鱼梯等措施,以减轻或避免对生物的危害。
在水闸的具体设计中,需考虑以下几个方面。
首先是结构设计。
水闸通常由水闸墙、围墙、底板和阀门组成。
水闸墙和围墙需要具备抗压强度和防水功能。
底板需要具备耐磨、耐腐蚀的特性。
阀门则需要具备耐压、密封性能好的特点,以确保阀门在调节水位过程中不会造成水的外溢或漏出。
其次是控制系统设计。
水闸的开闭需要通过控制系统来完成。
可以使用手动控制或自动控制的方式。
自动控制系统可以通过水位传感器或流量传感器来检测水位或流量,并通过电动机实现阀门的开闭。
在设计中需要考虑控制系统的可靠性和稳定性,以及应急控制措施。
最后是安全措施设计。
水闸的设计中需要考虑安全措施,包括防止溢流的措施、防止漏水的措施和人员安全措施。
例如,在设计中可以设置溢流沟,以防止溢流;可以使用密封材料,以防止漏水;可以设置防护栏杆和报警系统,以确保人员的安全。
综上所述,水闸设计方案需要考虑水体特性、工程需求和环境因素,通过结构设计、控制系统设计和安全措施设计,确保水闸能够安全、有效地工作,满足各项需求。
水利工程水闸方案
水利工程水闸方案一、前言水利工程是关乎国计民生的重要基础设施,而水闸作为水利工程中的重要组成部分,其设计方案显得尤为重要。
本文将从水闸的概念、作用、分类以及设计方案的相关要素等方面进行介绍,并针对具体的工程案例提出相应的设计方案。
二、水闸概念和作用水闸是用于控制和调节水流的建筑物,通常由闸门、泄水设施和辅助设施等组成。
水闸的作用主要包括以下几个方面:1. 调节水位:水闸可以通过升降闸门的方式,控制水位,实现水位的升降,以适应不同的水文条件。
2. 洪水调蓄:在发生洪水等灾害性天气时,通过水闸的运用,可以有效地控制洪水的流量,缓解洪灾的影响。
3. 河道排涝:在雨水过多或者水位过高时,水闸可以起到排涝的作用,将多余的水流分流至较低的水体中,从而避免过大的洪涝灾害。
4. 航运通航:水闸可以作为航道建筑,通过调节水位实现水上交通的畅通,同时也可以作为过水建筑,方便船只的通行。
5. 水力发电:利用水闸调节水位的方式,可以为水电站提供一定量的水源,从而实现水力发电的目的。
三、水闸的分类根据水闸所处的环境和用途不同,可以将水闸进行如下分类:1. 按用途划分:包括航道水闸、排涝水闸、调蓄水闸、航运水闸、电站水闸等。
2. 按结构形式划分:包括堰闸、闸门等不同结构形式的水闸。
3. 按作用方式划分:包括控制水闸、泄洪水闸、过水闸等。
四、水闸设计方案的相关要素水闸的设计方案涉及多个方面的要素,包括但不限于以下内容:1. 水位和水文条件:水闸的设计需要根据当地的水位和水文条件进行合理的预测和估计,从而确定水闸的规模和功能。
2. 结构材料和参数:水闸的结构材料选择以及各项参数的确定将直接影响水闸的使用寿命和效果。
3. 工程地质和地形条件:工程地质和地形条件会影响水闸的施工和使用,需要充分考虑,避免因地质条件的限制而造成的不良影响。
4. 环境保护和生态平衡:水闸工程的建设与运用,必须兼顾环境保护和生态平衡等方面的要求,避免对周边环境造成不良影响。
水闸专项方案
水闸专项方案引言水闸是用于调节水流的关键设施,对于农田灌溉、河流水位控制等起着重要作用。
本文档将介绍水闸专项方案,包括水闸的设计、建设和维护等方面内容。
1. 水闸设计1.1. 水闸功能需求分析在进行水闸设计之前,需要对水闸的功能需求进行详细分析。
这包括灌溉水量、水位控制范围、排水能力等方面的要求。
1.2. 水闸类型选择根据具体需求,选择合适的水闸类型。
常见的水闸类型包括移闸、拉闸、旋闸等。
根据项目的具体情况,选择最适合的水闸类型。
1.3. 水闸结构和材料选择根据水流情况和工程要求,设计合适的水闸结构,并选择适当的材料。
考虑水闸的强度、耐腐蚀性和可维护性等因素。
1.4. 水闸自动化控制系统设计对于大型水闸,可以考虑引入自动化控制系统,实现对水闸的远程控制和监控。
设计合适的控制逻辑和传感器布置方案,提高水闸的运行效率和安全性。
2. 水闸建设2.1. 施工组织设计在水闸建设过程中,需要合理安排施工组织,确保施工进度和质量。
设计施工队伍的任务分工和协调机制,高效推进水闸建设工作。
2.2. 施工材料和设备采购根据设计方案,及时采购施工所需的材料和设备。
确保材料和设备的质量,以及供应的及时性。
2.3. 施工过程管控在施工过程中,进行严格的质量管控和进度管理。
及时发现并解决施工中的问题,确保水闸工程的质量和进度符合要求。
2.4. 环境保护措施在水闸建设过程中,要重视环境保护工作。
采取合适的措施,减少对周边环境的影响,保护生态环境的可持续发展。
3. 水闸维护3.1. 定期巡查和维护定期进行水闸的巡查和维护工作,包括检查水闸的结构和设备是否完好,清理杂物和卫生死角等。
3.2. 预防性维护根据水闸的使用情况,进行预防性维护工作。
定期进行润滑、清洗和调试等操作,延长水闸的使用寿命。
3.3. 故障处理及时处理水闸出现的故障,确保水闸能够正常运行。
配备专业的维护人员,提供及时的维修服务。
结论水闸专项方案是确保水闸正常运行和使用的关键。
水闸设计要点及方法总结
水闸设计要点及方法总结水闸设计是指根据工程需求,设计出合理、安全、高效的水闸结构和技术方案,确保水闸在运行过程中能够有效地控制水流,保护工程设施和人员安全。
水闸设计的要点和方法主要包括以下几个方面。
(一)选择合适的水闸类型和结构形式水闸的类型和结构形式取决于工程需求和实际情况。
常见的水闸类型包括挡水闸、调节闸和排洪闸等。
在选择水闸类型时,要考虑到水流量、水位变化范围、土质条件、工程用途等因素,从而确定合适的水闸类型和结构形式。
(二)确定水闸的技术参数水闸的技术参数包括水闸尺寸、结构强度、封闭性能等。
水闸的尺寸应根据设计流量、水位变化范围等因素确定,确保水流畅通。
水闸的结构强度要能够承受水力荷载、土压力和地震力等荷载,并保证水闸的稳定性和安全性。
水闸的封闭性能要求水闸能够完全封闭,防止水流泄漏。
(三)考虑水闸的开启和关闭机制水闸的开启和关闭机制直接影响到水闸的操作和管理效率。
通常,水闸的开启和关闭可以采用手动或自动方式。
手动操作简单实用,但效率低下,适用于小型水闸;自动操作可以通过控制系统实现,提高操作效率和精度,但需要考虑到可靠性和自动化程度。
(四)设计水闸的泄洪能力水闸的泄洪能力是指水闸能够在一定时间内排除掉水库或河流的洪水流量。
水闸的泄洪能力取决于水流量、水闸形状和开度以及土质条件等因素。
要合理设计水闸的泄洪能力,确保水闸在洪水期间能够有效控制水位,防止洪水泛滥。
(五)考虑水闸的抗冲刷能力水闸的抗冲刷能力是指水闸能够抵抗水流的冲击和侵蚀。
水闸部位通常会遭受较大的水流冲击,因此需要合理设计水闸的结构形式和材料,以增强水闸的抗冲刷能力。
以上是水闸设计的要点和方法的简要总结,水闸设计需要综合考虑工程需求、实际情况、技术参数和环境条件等因素,设计出合理、安全、高效的水闸结构和技术方案,以确保水闸在运行过程中能够有效地控制水流,保护工程设施和人员安全。
水利工程中的水闸设计
水利工程中的水闸设计水闸是水利工程中常见的一种设施,用于控制水流的通断和水位的调整。
水闸的设计对于水利工程的运行和管理至关重要。
本文将从水闸设计的目的、类型、要素以及设计方法等方面进行探讨,以期提供对水闸设计的深入理解。
一、水闸设计的目的水闸设计的主要目的是实现对水流的控制和水位的调整。
具体而言,水闸设计应该满足以下几个目标:1. 控制水流量:根据实际需求,合理控制或封堵水流,以实现对水流的分流、合流或截流等操作。
2. 调整水位:通过调节水闸的闸孔开度,控制水位的升降,以保证水利工程的正常运行。
3. 保证工程的安全性:水闸设计要满足工程的安全性要求,确保水流的畅通和结构的稳定。
4. 考虑环境影响:水闸设计应该充分考虑对周边环境的影响,尽量减少对生态系统的损害。
二、水闸设计的类型根据水闸的用途和结构特点,水闸设计可以分为不同的类型。
常见的水闸设计类型包括:1. 堰式水闸:堰式水闸利用堰体的自重和水压力来控制水位,适用于水流较大,水位变化范围较大的场合。
2. 水闸坝式水闸:水闸坝式水闸以水闸坝为基础,通过开启和关闭闸门来控制水流,适用于水流较小,水位变化范围较小的场合。
3. 滑动堰式水闸:滑动堰式水闸利用滑动堰体控制水位,具有快速响应、操作简便等优点,适用于需要频繁调整水位的场合。
三、水闸设计的要素水闸设计中有几个重要的要素需要考虑,包括:1. 闸孔形式:根据需要控制的水流量和水位变化范围,选择合适的闸孔形式,如矩形闸孔、三角形闸孔等。
2. 闸门结构:根据水流条件和使用要求,选择合适的闸门结构形式,如滑动闸门、升降闸门等。
3. 闸孔开度:通过调节闸门的开度,控制水位的高低。
开度越大,水位越高,反之亦然。
4. 闸门材料:根据使用环境和耐久性要求,选择合适的闸门材料,如钢、混凝土等。
5. 闸门操作系统:为了实现闸门的开合和调节,需要设计相应的操作系统,如液压操作系统、电动操作系统等。
四、水闸设计的方法水闸设计涉及到流体力学、结构力学、土力学等多个学科的知识。
水闸设计方案范文
水闸设计方案范文一、设计目标和背景水闸是一种控制水位、防洪、供水、排水等功能的水利工程设施。
其设计目标是为了解决水位控制、防洪和灌溉等问题,并且要考虑到经济性、安全性和可持续性等因素。
本文将提出一种水闸设计方案,旨在满足上述需求。
二、设计方案1.水闸类型选择根据具体需求和实际情况,选择适合的水闸类型。
常见的水闸类型包括重力坝水闸、门式水闸、弧形水闸等。
需要综合考虑河道特点、地质条件、工程投资和运维成本等因素,选择最合适的水闸类型。
2.主要结构设计(1)坝体结构:根据具体情况选择适合的坝型结构,如重力坝、拱坝等。
要考虑到坝体的稳定性、抗洪能力和工程施工的可行性。
(2)泄洪能力:根据防洪需要确定泄洪设计流量,并设计合适的泄洪通道和泄洪闸门。
要考虑到流量冲击、冲刷和泄洪产生的能量损失等问题。
(3)闸门控制:根据水位调节的需求,选择合适的闸门类型和数量。
如扬水闸门、双扇闸门、引桥闸门等。
要考虑到闸门的尺寸、材质和操作机制等因素。
(4)溢流能力:根据设计要求确定溢流能力和溢流通道的尺寸。
要考虑到溢流产生的能量损失、泥沙沉积和冲刷等问题。
(5)排泥排沙:设计合适的排泥排沙设施,保证水闸的正常运行。
可采用人工清理、自动清理和沉沙池等方式。
3.施工和运维水闸的施工和运维是整个设计方案的重要环节。
需要考虑到施工的可行性、安全性和成本效益,以及日常的运维管理。
可通过合理的施工序列和运维计划,保证水闸的正常运行和服务寿命。
4.环境和生态保护设计方案应考虑到对环境和生态系统的保护。
可采取适当的环境修复、河道生态恢复和鱼道通行等措施,减少水闸对生态环境的影响。
三、技术方案和关键技术1.精细勘测和地质调查:通过精确的勘测和调查,获得准确的地质和地貌数据,为设计提供可靠的基础信息。
2.三维模型设计:采用计算机辅助设计软件,建立水闸的三维模型,进行全方位、全过程的设计优化,提高设计效率和质量。
3.水工模型试验:在设计过程中进行水工模型试验,验证设计方案的合理性和可行性,并对设计参数进行优化调整。
水闸毕业设计水闸设计
水闸设计说明书SLUICE DESIGN SPECIFICATION设计题目:水闸工程学院名称:专业名称:水利水电工程班级名称:姓名:学号:指导教师:教师职称:年月日目录一、设计任务 ------------------------------------------------------ 1二、设计基本资料 ------------------------------------------------ 12.1概述---------------------------------------------------------- 12.1.1 防洪 ------------------------------------------------------------------ 22.1.2 灌溉 ------------------------------------------------------------------ 22.1.3 引水冲淤-------------------------------------------------------------- 2 2.2规划数据----------------------------------------------------- 22.2.1 孔口设计水位、流量 -------------------------------------------------- 32.2.2 闸室稳定计算水位组合------------------------------------------------ 32.2.3 消能防冲设计水位组合------------------------------------------------ 3 2.3地质资料----------------------------------------------------- 42.3.2 闸基土工试验资料 ---------------------------------------------------- 4 2.4闸的设计标准 ------------------------------------------------ 42.5其它有关资料------------------------------------------------- 42.5.1 闸上交通-------------------------------------------------------------- 42.5.2 三材 ------------------------------------------------------------------ 52.5.3 地震资料-------------------------------------------------------------- 52.5.4 风速资料-------------------------------------------------------------- 5三、枢纽布置----------------------------------------------------- 53.1防沙设施-------------------------------------------------------------------------------- 6 3.2引水渠的布置 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.3进水闸布置 ----------------------------------------------------------------------------- 63.3.1 闸室段布置 ----------------------------------------------------------- 63.3.2 上游连接段布置------------------------------------------------------- 73.3.3 下游连接段布置------------------------------------------------------- 7四、水力计算 ------------------------------------------------------ 84.1闸孔设计----------------------------------------------------------------- 84.1.1 闸室结构形式 --------------------------------------------------------- 84.1.2 堰型选择及堰顶高程的确定 ------------------------------------------- 84.1.3 孔口尺寸的确定------------------------------------------------------- 84.2消能防冲设计----------------------------------------------------------- 84.2.1 消力池的设计 --------------------------------------------------------- 84.2.2 海漫的设计-------------------------------------------------------- 134.2.3 防冲槽的设计 ------------------------------------------------------- 13五、防渗排水设计------------------------------------------------ 145.1地下轮廓设计---------------------------------------------------------- 145.1.1 底板 ---------------------------------------------------------------- 145.1.2 铺盖 ---------------------------------------------------------------- 145.1.3侧向防渗 ------------------------------------------------------------ 155.1.4 排水、止水 --------------------------------------------------------- 155.1.5 防渗长度验算 ------------------------------------------------------- 155.2渗流计算 -------------------------------------------------------------- 165.2.1 地下轮廓线的简化 -------------------------------------------------- 165.2.2 确定地基的有效深度 ------------------------------------------------ 165.2.3 渗流区域的分段和阻力系数的计算 ---------------------------------- 165.2.4 渗透压力计算:----------------------------------------------------- 145.2.5 抗渗稳定验算 ------------------------------------------------------- 20六、闸室布置和稳定计算 ---------------------------------------- 176.1闸室结构布置---------------------------------------------------------- 206.1.1 底板 ---------------------------------------------------------------- 216.1.2 闸墩 ---------------------------------------------------------------- 216.1.3 胸墙 ---------------------------------------------------------------- 176.1.4 工作桥------------------------------------------------------------- 176.1.5 检修便桥------------------------------------------------------------ 186.1.6 交通桥 -------------------------------------------------------------- 186.2闸室稳定计算---------------------------------------------------------- 196.2.1 荷载计算------------------------------------------------------------ 196.2.2 稳定计算------------------------------------------------------------ 32七、闸室结构设计 ----------------------------------------------- 277.1闸墩设计 -------------------------------------------------------------- 277.2底板结构计算 --------------------------------------------------------- 287.2.1 闸基的地基反力计算 ------------------------------------------------ 287.2.2 不平衡剪力及剪力分配---------------------------------------------- 397.2.3板条上荷载的计算 --------------------------------------------------- 417.2.4 弯矩计算------------------------------------------------------------ 437.2.5配筋计算 ------------------------------------------------------------ 367.2.6裂缝校核 ------------------------------------------------------------ 37八、两岸连接建筑物 ------------------------------------------------------------------------ 37九、水闸细部构造设计-------------------------------------------- 38十、基础处理 ----------------------------------------------------- 38 十一、总结 ------------------------------------------------------- 38 参考文献---------------------------------------------------------- 40水闸课程设计计算说明书1、设计任务兴化闸为无坝引水进水闸,该枢纽主要由引水渠、防沙设施和进水闸组成,本次设计主要任务是确定兴化闸的型式、尺寸及枢纽布置方案;并进行水力计算、防渗排水设计、闸室布置和稳定计算、闸室底板结构设计等,绘出枢纽平面布置图及上下游立视图。
2024年水闸设计要点及方法总结
2024年水闸设计要点及方法总结随着城市的发展和人口的增长,水资源的管理和调度显得尤为重要。
水闸作为水资源管理和调度的关键设施,其设计和建设必须紧跟时代的步伐,充分考虑可持续发展、环保和智能化等要求。
本文将总结2024年水闸设计的要点和方法。
一、可持续发展可持续发展是水闸设计的重要要点之一。
在设计过程中,应充分考虑水资源的保护和合理利用,确保水闸建设和运行不对当地生态环境造成负面影响。
此外,水闸的设计还应考虑到未来气候变化的影响,采取相应的适应性措施,确保水闸在不同气候条件下仍能正常运行。
二、智能化技术应用随着科技的不断进步,智能化技术在水闸设计中的应用越来越重要。
智能化技术如人工智能、物联网和大数据等,可以提高水闸的自动化程度和运行效率。
例如,通过传感器和监控系统,可以实时监测水位、水流速度等参数,及时调整闸门的开启和关闭,确保水流的控制和调度更加精确和及时。
三、环保设计环保设计是2024年水闸设计的又一重要要点。
水闸设计应充分考虑环保材料和技术的应用,减少对环境的影响。
例如,在材料选择上,应优先选择可再生、耐久和环保的材料;在能源利用上,应考虑采用可再生能源或高效节能的技术,减少能源的消耗。
四、安全性和稳定性水闸设计首要考虑的是安全性和稳定性。
设计阶段应充分考虑水闸的结构强度和工作稳定性,确保水闸能承受极端天气和水流条件下的冲击和压力。
同时,应进行全面的风险评估和安全性分析,制定完善的应急预案和安全措施,及时应对紧急情况和灾害事件。
五、水闸与城市规划的融合水闸不仅是一道水利设施,也应与城市规划相融合,创造更好的城市环境。
水闸的设计应注重其美观性、文化性和功能性。
例如,可以在水闸周边设置公园、休闲空间等,提供市民活动和休闲的场所;同时,也可以考虑将水闸与城市建筑物、景观等相融合,营造独特的城市形象。
六、社会参与与技术创新水闸设计要紧密结合社会参与和技术创新。
在设计过程中,应充分听取各方意见,与相关部门和专家进行充分的沟通和交流。
水工建筑物水闸设计实例
水工建筑物水闸设计实例在水工建筑物设计中,水闸是一种用于控制水流的工程构造物。
它通常由闸门、导闸护坡、底孔、闸墙和其他辅助设施组成。
水闸的设计目的是通过合理的构造和控制,实现对水流的封闭、调节和放水。
以下是一个水闸设计的实例:1.选址和环境评估:首先,需要选择一个合适的位置用来建设水闸。
这个选择通常基于水流情况、水体环境和建设的实际需求。
同时,也需要对环境进行评估,确定是否存在地质、水文等方面的问题,并制定相应的设计措施。
2.建设类型和规模确定:根据实际需求和环境条件,确定水闸的建设类型和规模,包括闸门数量、闸墙高度和长度等。
一般来说,根据水流量和水位变化,可以选择单击闸、复击闸、引水闸等不同类型的水闸。
3.水闸结构设计:根据选定的水闸类型和规模,设计水闸的结构细节。
这包括计算和确定闸门、闸墙、导闸护坡等结构物的尺寸、材料和连接方式。
同时,还需要考虑水闸的强度、稳定性和耐久性。
4.控制系统设计:水闸的开闭和水位调节通常需要一个控制系统。
设计控制系统的关键是确定合适的闸门操作方式,如手动操作、电动操作或液压操作,并相应地规划控制设备和控制信号传输方式。
5.安全性和可靠性考虑:水闸的设计必须考虑到安全性和可靠性。
这包括在设计中考虑防洪、防渗、防冲刷、防腐等措施,以确保水闸能够在不同的水流条件下正常运行,并且能够承受各种外力。
6.环境保护和生态恢复:在水闸设计过程中,还需要考虑到对水生生物和其它生态系统的影响。
设计者应该尽量减少对生态环境的破坏,并制定相应的环境保护和生态恢复方案。
7.施工和运维考虑:最后,水闸的设计还必须考虑到施工和运维的因素。
包括确定施工方法和流程、选取适当的材料和设备,以及规划维护和修复计划等。
通过以上步骤,可以完成一个水闸的设计,并确保其安全可靠、经济高效。
当然,实际的设计过程肯定还会根据具体情况和需求进行一些调整和优化,但这个实例可以作为一个基本的设计框架和参考,帮助设计者顺利完成水闸的设计工作。
水闸设计方案说明
水闸设计方案说明1. 引言水闸是一种生态工程设施,用于控制水流、调节水位以及维护水体生态平衡。
本文档旨在详细说明水闸的设计方案,包括结构设计、材料选用、操作原理等方面的内容。
2. 设计目标本水闸设计方案的目标如下:•实现可靠性:保证水闸的正常运行,并在需要时能够及时进行维护和修复。
•提高效率:通过科学合理的设计,提高水闸的流量调节能力,降低阻力,减少能耗。
•考虑生态因素:在设计过程中充分考虑水闸对周围生态环境的影响,尽量减少对生物多样性的破坏。
3. 结构设计水闸的结构设计应考虑以下几个方面:3.1 闸门设计闸门是水闸的核心部分,用于控制水流和水位。
在设计闸门时,需要考虑以下因素:•闸门材料选择:闸门应采用耐腐蚀、耐磨损的材料,如不锈钢或钢筋混凝土,以保证长期使用不受损害。
•闸门结构设计:闸门的结构应简单紧凑,便于操作和维护。
同时,考虑到水流的冲击力,闸门应具备良好的抗压性能。
3.2 溢流设计溢流是水闸的一种重要功能,用于调节水位和防止水体溢出。
在设计溢流时,需要考虑以下因素:•溢流能力:根据需求确定溢流量,并通过合理的溢流结构设计来确保水体能够顺利溢出,以防止水位过高导致的灾害。
•溢流渠道设计:溢流渠道应具备良好的抗冲刷性能,以确保长期稳定运行。
3.3 其他结构设计除上述关键结构外,水闸的设计还应涉及其他部分,如闸室、导流装置等。
这些设计应根据具体情况进行合理规划,以确保水闸的正常运行。
4. 材料选用水闸的材料选用应根据实际情况进行选择,主要考虑以下几个方面:•耐腐蚀性能:水闸处于湿润环境中,因此材料应具备良好的耐腐蚀性能,避免因腐蚀导致结构损坏。
•强度和刚性:水闸需要承受水流的冲击力,材料应具备足够的强度和刚性,以保证结构的稳定性。
•经济性:在材料选择时,应综合考虑性能和造价的平衡,选择经济实用的材料。
5. 操作原理水闸的操作原理是通过闸门的开闭来控制水流和水位,实现调节功能。
一般来说,水闸的操作可以分为手动操作和自动化操作两种方式。
水利工程中的水闸设计与施工
水利工程中的水闸设计与施工在水利工程中,水闸作为一种重要的水利设施,扮演着调节水流、防洪灌溉等功能的角色。
水闸的设计与施工是水利工程中关键的环节,它直接影响着工程的安全性和功能的实现。
本文将对水闸的设计与施工进行详细的探讨。
一、水闸设计水闸的设计是为了满足水利工程的功能要求,并确保其安全可靠。
在进行水闸设计时,首先需要确定工程的水文条件、水量要求以及水闸所处的地理环境等因素。
然后,根据这些因素进行水闸的结构选择、尺寸计算和水力计算等工作。
1. 结构选择水闸的结构类型多种多样,如斜坡闸、开启闸、槽闸等。
在选择水闸的结构类型时,需要综合考虑工程的用途、水流条件、施工条件等因素,并根据经济性和可行性进行选择。
2. 尺寸计算水闸的尺寸计算是为了确定水闸各个部位的高度、宽度和厚度等参数,以满足水流控制、防洪和排水等功能的要求。
在进行尺寸计算时,需要考虑水闸的流量特性、水力参数和工程的安全性要求。
3. 水力计算水闸的水力计算是为了确定水闸在不同水流条件下的水头损失和流量分配等参数。
通过水力计算,可以评估水闸的水力性能,以及确定设计参数,进而指导水闸的施工和运行。
二、水闸施工水闸施工是将水闸设计方案变为实际的工程实施过程。
在水闸施工中,需要考虑工程地质条件、施工工艺和施工设备等因素,并严格按照设计方案进行施工。
1. 地质调查水闸施工前需要进行地质调查,了解工程建设区域的地质情况,包括土层结构、岩石性质和地下水位等。
通过地质调查,可以为后续的施工工作提供必要的参考和保障。
2. 施工工艺水闸施工的工艺包括基础施工、闸室施工和设备安装等环节。
在进行施工工艺设计时,需要综合考虑工程地质条件、施工设备和技术水平等因素,并制定合理的施工方案和施工步骤。
3. 施工设备水闸施工需要使用一系列的施工设备,如挖掘机、混凝土搅拌站和起重机等。
在选择施工设备时,需要考虑施工的特点和要求,并选择合适的设备进行施工。
三、水闸设计与施工的挑战与展望水闸设计与施工是一项复杂而艰巨的任务,面临着许多挑战和困难。
4 水闸设计
项目四水闸设计【教学目标】1、掌握水闸的工作特点及分类;熟悉水闸的设计标准、水闸设计规范;2、掌握闸孔口设计方法(1)了解闸孔类型的选择方法,(2)掌握水闸总净宽的计算方法及公式应用,(3)理解闸孔的分孔方法、单孔净宽、闸墩厚度拟定、分缝方法及有关构造规定等概念,(4)熟悉水闸的构造要求;3、培养学生绘制水闸横剖面的动手能力及空间想象能力。
图4-1 广东省东莞石龙水闸实景引例某排水闸建筑物等级为2级,水闸设计排水流量72.2m3/s,相应闸上设计水位11.48m (内河涌),浪高0.5,闸下设计水位10.92m(外江)。
防洪水位 16.89m (外江),浪高0.8,相应闸上水位10.85m(内河涌)。
排水渠为梯形断面,渠底宽为12m,底高程6.50m,,渠顶高程17.50m,两岸边坡均为1:2。
闸基持力层为粉质粘土,承载力为140kPa,渗透系数为1.8×10-5 cm/s 。
闸上无交通要求。
,该地区地震烈度为Ⅵ度。
设计该水闸。
知识点水闸设计应符合中华人民共和国行业标准SL265-2001 《水闸设计规范》和现行的有关标准的规定。
水闸设计的内容有:闸址选择,确定孔口形式和尺寸,防渗、排水设计,消能防冲设计,稳定计算,沉降校核和地基处理,选择两岸连接建筑物的形式和尺寸,结构设计等。
水闸设计应认真搜集和整理各项基本资料。
选用的基本资料应准确可靠,满足设计要求。
水闸设计所需要的各项基本资料主要包括闸址处的气象、水文、地形、地质、试验资料以及工程施工条件、运用要求,所在地区的生态环境、社会经济状况等。
【基本知识学习】4.1 水闸的类型与工作特点4.1.1 概述水闸是一种低水头建筑物,兼有挡水和泄水的作用,用以调节水位、控制流量,以满足水利事业的各种要求。
关闭闸门,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸在水利工程中的应用十分广泛,多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。
水闸设计步骤
水闸设计步骤一、拟定闸孔形式比较最高水位与地面高程,确定闸孔结构形式。
二、选用堰型及堰顶高程根据闸基土质及运行要求,确定堰型 三、利用堰流公式初步拟定闸孔宽度。
渠道断面面积: A 平均流速: AQ v =平底堰:Hh e>时为堰流,否则为闸孔出流; 曲线形堰:Hh e>时为堰流,否则为闸孔出流。
h e ――闸门开度计入行进流速的上游水深:=+=gv H H 220α式中:H ——上游水深;α——流速系数,取;0v ——上游行进流速。
A .H h s<时用下式计算过流能力: 2/302H g mB Q σε=0H h s >时,σ=4.000)1(31.2H h H h s s -⨯ ; (《水闸设计规范》公式0H h s 时, σ=1侧收缩系数ε=1.0,流量系数m=B=2/302H g m Qσε=B .H h s≥时用下式计算过流能力: )(2000s s h H g B h Q -=μ20065.0877.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=H h s μ闸孔总净宽: B=)(200s s h H g h Q-μ==时所需的闸孔总净宽小于初拟定的闸宽综合以上引水情况和排水情况计算并考虑一定的安全储备确定B= 六、验算闸孔过水能力m b m d m b b z 65.85.05.266.3,0.1,40=-⨯====+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=40001171.01z zz d b b d b b ε=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=4002/2/1b z b z b b d b b bd b b ε淹没系数为:=-=4.000)1(31.2H hH h s s σ 侧收缩系数为:ε==+-NN b z εε)(1计算流量为:2/302H g mB Q σε=计 或)(2000s s h H g B h Q -=μ七、画出闸孔宽度布置图消能防冲设计一、用孔流公式计算闸门初始开度和出闸水流出使流量设闸孔开度e 为 根据闸门相对开度:=he判别出流形式 由《水利学》表8-7查得平板闸门的垂直收缩系数:=2ε 收缩断面水深:==e h c 2ε流量系数:=-=he 176.060.0μ收缩断面流速:====202022εμεμgH be gH be bh Qv c c收缩断面的共轭水深:=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=''18122c c cgh v h h C潜孔比:()()=--''''cc th H h h由《水力学》图8-34查得淹没系数σs = 比较t h 与 ''c h 的大小确定出流形式如闸孔为淹没出流,则流量根据《水力学》(8-24)计算单孔流量:gH be gH be Q s s s 220μσμσ==;总流量: =Q 以相同的方法设一组不同的闸孔开度e 值,求得相应的 h c ’’-h t 最大时,相应的下泄水流的能量最大最大流量计算表三、计算出闸水流的水跃 消力池宽度:=B 单宽流量: ==B Q q 上游河道断面面积: =A 平均流速: ==AQ V 跃前水深c h 按《水闸设计规范》公式()计算:022203=+-ϕαg q h T h cc式中:α——水流动能校正系数,取; q ——过闸单宽流量;ϕ——水流动能校正系数,取;0T ——由消力池底板顶面算起的总势能移项得2302ϕg q h T c += 令==22ϕαg q则230cc h h T α+=, 即cc h T h -=0α故=--=00T T T h c ααα按迭代法计算''c h设m h c 0.10==-=-=+ncn c n ch T ah T g q h002212/φ 式中:=++=g V d H T 2/2000==322c gh q Fr α跃后水深:()=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯=25.0212"1812b b Fr hh c c或根据2Fr 值查表得共轭水深比=1η ,则"c h =c h 1η;若//c h >h s 则需设消力池。
水闸设计步骤
水闸工程设计工作内容及步骤范本水闸工程设计工作内容及步骤一、设计前期的各项准备工作1、阅读院内下达的设计任务书,了解各项设计要求;2、组织相关专业人员到工程现场查勘;3、收集有关设计资料:3.1、原工程设计报告及相关图纸;3.2、工程运行管理方面的资料;3.3、工程所在地的社会经济资料;3.4、主要材料单价;3.5、工程所在地的水文及气象资料:收集和整理流域自然地理概况、流域和河道特征、流域的暴雨和洪水特性等资料。
资料系列应尽可能长。
3.5.1、气象资料根据站年至年的资料进行统计:①气温:多年平均气温、极端最高气温、极端最低气温;②风速:不受潮汐影响的水闸工程需收集八个方位组的历年汛期最大风速的平均值;受潮汛影响的水闸工程需收集八个方位组设计频率的设计风速资料。
3.5.2、水文资料①降雨资料:应包括流域内各站点(必要时流域外)最大1小时、6小时、24小时(或72小时)暴雨资料。
②流量资料:收集历年年最大洪峰流量、枯水期历年各月最大洪峰流量资料。
③水位(潮位)资料:历年年最大水位资料、历年枯水期各月水位资料(或各频率下全年、枯水期水位设计值);潮感区应收集以下潮位资料:历年平均高潮位、历年最高高潮位、历年平均低潮位、历年最低低潮位、历年平均落潮潮差;典型潮位过程线;闸内实测最高(低)水位或实际运行最高(低)控制水位。
④历史洪水调查:包括历史洪水的洪峰流量、水位及洪量资料的收集。
3.6、地形测量资料包括平面图、横断面图。
3.7、地勘资料工程地质资料包括:闸址处岩基、地基土的层理分布及其物理力学性质试验资料与地质评价结论;填筑土、砂石料的查勘调查资料(储量、料场地理位置及运输条件、物理力学性质等)。
3.8、交通要求根据闸址内外的交通条件、闸上交通要求,明确设计荷载及桥面宽度。
3.9、业主关于工程的要求和设想二、设计工作内容1、水文①设计暴雨计算、各控制断面处的设计频率洪水计算(应包括施工期洪水计算),进行计算成果的合理性分析。
水闸建设方案
水闸建设方案1. 引言本文档描述了关于水闸建设的方案。
水闸是一种常见的水利工程,用于控制水流和水位,并维护水域安全。
2. 目标水闸建设方案的目标是确保水闸的有效运行和安全性。
主要的目标包括:- 控制水流,以适应不同的水位需求;- 保护周围地区的安全,防止洪水和泛滥;- 提供可靠的供水和排水系统。
3. 设计原则在设计水闸建设方案时,应遵循以下原则:- 适应性:水闸应能适应不同的水位需求,并能够调整水流量;- 可持续性:建设方案应考虑环境和资源的可持续利用;- 安全性:水闸的结构和运行应符合安全标准,并能够应对自然灾害和紧急情况;- 经济性:建设方案应在合理的成本范围内实施,并具有经济效益。
4. 建设步骤水闸建设方案包括以下步骤:1. 项目准备:- 进行地质和水文调查,评估建设场地的可行性;- 确定设计参数和建设需求。
2. 方案设计:- 设计水闸的结构和尺寸;- 确定水闸的控制机制和自动化系统;- 考虑水体生态保护和环境影响。
3. 施工实施:- 质量控制和施工监督;- 完成水闸的建设和安装。
4. 运行和维护:- 建立运行和维护计划;- 定期检查和维修水闸设备;- 监测水流和水位,及时调整水闸操作。
5. 风险管理在水闸建设过程中,应进行风险评估和管理。
主要的风险包括:- 自然灾害:如洪水、地震等;- 设计和施工质量问题;- 操作和维护不当。
为减少风险,应采取以下措施:- 深入调研和分析,制定详细的设计方案;- 进行风险评估和应急预案;- 择期施工,避免自然灾害高发期;- 加强设备维护和定期检查;- 做好人员培训和操作指导。
6. 结论水闸建设方案是确保水闸有效运行和安全性的重要基础。
本文档介绍了水闸建设的目标、设计原则、建设步骤和风险管理。
通过认真实施水闸建设方案,并加强运维管理,可以保障水资源的合理利用和周边地区的安全。
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项目四水闸设计【教学目标】1、掌握水闸的工作特点及分类;熟悉水闸的设计标准、水闸设计规范;2、掌握闸孔口设计方法(1)了解闸孔类型的选择方法,(2)掌握水闸总净宽的计算方法及公式应用,(3)理解闸孔的分孔方法、单孔净宽、闸墩厚度拟定、分缝方法及有关构造规定等概念,(4)熟悉水闸的构造要求;3、培养学生绘制水闸横剖面的动手能力及空间想象能力。
图4-1 广东省东莞石龙水闸实景引例某排水闸建筑物等级为2级,水闸设计排水流量72.2m3/s,相应闸上设计水位11.48m (内河涌),浪高0.5,闸下设计水位10.92m(外江)。
防洪水位16.89m (外江),浪高0.8,相应闸上水位10.85m(内河涌)。
排水渠为梯形断面,渠底宽为12m,底高程6.50m,,渠顶高程17.50m,两岸边坡均为1:2。
闸基持力层为粉质粘土,承载力为140kPa,渗透系数为1.8×10-5 cm/s 。
闸上无交通要求。
,该地区地震烈度为Ⅵ度。
设计该水闸。
知识点水闸设计应符合中华人民共和国行业标准SL265-2001 《水闸设计规范》和现行的有关标准的规定。
水闸设计的内容有:闸址选择,确定孔口形式和尺寸,防渗、排水设计,消能防冲设计,稳定计算,沉降校核和地基处理,选择两岸连接建筑物的形式和尺寸,结构设计等。
水闸设计应认真搜集和整理各项基本资料。
选用的基本资料应准确可靠,满足设计要求。
水闸设计所需要的各项基本资料主要包括闸址处的气象、水文、地形、地质、试验资料以及工程施工条件、运用要求,所在地区的生态环境、社会经济状况等。
【基本知识学习】4.1 水闸的类型与工作特点4.1.1 概述水闸是一种低水头建筑物,兼有挡水和泄水的作用,用以调节水位、控制流量,以满足水利事业的各种要求。
关闭闸门,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸在水利工程中的应用十分广泛,多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。
中国修建水闸的历史悠久。
公元前598~前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设五个闸门引水。
新中国成立以来,为防洪、排涝、灌溉、挡潮以及供水、发电等各种目的,修建了上千座大中型水闸和难以数计的小型涵闸,促进了工农业生产的不断发展,给国民经济带来了很大的效益,并积累了丰富的工程经验。
如长江葛洲坝枢纽的二江泄水闸,最大泄量为84000km3/s,位居中国首位,运行情况良好。
国际上修建水闸的技术也在不断发展和创新,如荷兰兴建的东斯海尔德挡潮闸,闸高53m,闸身净长3km,被誉为海上长城。
当前水闸的建设,正向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和远动化方向发展。
4.1.2 水闸的类型水闸的种类很多,通常按其所承担的任务和闸室的结构形式来进行分类。
(一)按水闸所承担的任务分类1 节制闸(或拦河闸)拦河或在渠道上建造。
枯水期用以拦截河道,抬高水位,以利上游取水或航运要求;洪水期则开闸泄洪,控制下泄流量。
位于河道上的节制闸称为拦河闸,见图4-1。
2 进水闸建在河道、水库或湖泊的岸边,用来控制引水流量,以满足灌溉、发电或供水的需要。
进水闸又称取水闸或渠首闸,见图4 -2。
3 分洪闸常建于河道的一侧,用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入预定的湖泊、洼地,及时削减洪峰,保证下游河道的安全,见图4 -2。
4 排水闸常建于江河沿岸,外河水位上涨时关闸以防外水倒灌,外河水位下降时开闸排水,排除两岸低洼地区的涝渍。
该闸具有双向挡水,有时双向过流的特点,见图4 -2。
5挡潮闸建在入海河口附近,涨潮时关闸不使海水沿河上溯,退潮时开闸泄水。
挡潮闸具有双向挡水的特点,如图4-2所示。
此外,还有为排除泥沙、冰块、漂浮物等而设置的排沙闸、排冰闸、排污闸等。
图4-2 水闸的类型及位置示意图(二)按闸室结构型式分类1开敞式水闸开敞式水闸[图4- 3 (a)]当闸门全开时过闸水流通畅,适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸,节制闸、分洪闸常用这种形式。
2 胸墙式水闸胸墙式水闸[图4- 3 ( b)]和涵洞式水闸[图4 - 3 (c)],适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。
胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同,为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水,挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。
如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙,其下为12m×12m弧形工作门,以适应必要时宣泄大流量的需要。
3 涵洞式水闸涵洞式水闸[图4 - 3 (c)]又称封闭式水闸。
多用于穿堤引(排)水,闸室结构为封闭的涵洞,在进口或出口设闸门,洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥,排水闸多用这种形式。
涵内水流可以是有压的或者是无压的。
同胸墙式水闸一样,涵洞式水闸适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位,即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。
图4-3 水闸的类型及位置示意图(a)开敞式;(b)胸墙式;(c)封闭式4.1.3 水闸的工作特点水闸既能挡水,又能泄水,且多修建在软土地基上,因而它在稳定、防渗、消能防冲及沉降等方面都有其自自身的特点。
1 稳定方面水闸关门挡水时,闸室将承受上下游水位差所产生的水平推力,使闸室有可能向下游滑动。
闸室的设计,须保证有足够的抗滑稳定性。
2 防渗方面在上下游水位差的作用下,水将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,对闸基和两岸连接建筑物的稳定不利,尤其是对建于土基上的水闸,由于土的抗渗稳定性差,有可能产生渗透变形,危及工程安全,故需综合考虑闸址地质条件、上下游水位差、闸室和两岸连接建筑物布置等因素,分别在闸室上下游设置完整的防渗和排水系统,确保闸基和两岸的抗渗稳定性。
3 消能防冲方面水闸开闸泄水时,在上、下游水位差的作用下,过闸水流往往具有较大的动能,流态也较复杂,而土质河床的抗冲能力较低,可能引起冲刷。
此外,水闸下游常出现波状水跃(图4-4)和折冲水流(图4-5),会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。
因此,设计水闸除应保证闸室具有足够的过水能力外,还必须采取有效的消能防冲措施,以防止河道产生有害的冲刷。
图4-4 波状水跃图4-5 折冲水流4 沉降方面建于平原地区的水闸地基多为较松软的土基,承载力小,压缩性大,在水闸自重与外荷载作用下将会产生沉陷或不均匀沉陷,导致闸室或翼墙等下沉、倾斜,甚至引起结构断裂而不能正常工作。
为此,对闸室和翼墙等的结构形式、布置和基础尺寸的设计,需与地基条件相适应,尽量使地基受力均匀,并控制地基承载力在允许范围以内,必要时应对地基进行妥善处理。
对结构的强度和刚度需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。
4.1.4水闸等级划分及洪水标准(一)工程等别及建筑物级别平原区水闸枢纽工程应根据水闸最大过闸流量及其防护对象的重要性划分等别,其等别应按表4-1确定。
规模巨大或在国民经济中占有特殊重要地位的水闸枢纽工程,其等别应经论证后报主管部门批准确定。
表4-1 平原区水闸枢纽工程分等指标注:当按表列最大过闸流量及防护对象重要性分别确定的等别不同时,工程等别应经综合分析确定。
水闸枢纽中的水工建筑物应根据其所属枢纽工程等别、作用和重要性划分级别,其级别应按表4-2确定。
表4-2 水闸枢纽建筑物级别划分山区、丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其级别可根据所属枢纽工程的等别及水闸自身的重要性按表4-2确定。
山区、丘陵区水利水电枢纽工程等别应按国家现行的SL252-2000 《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定确定。
灌排渠系上的水闸,其级别可按现行的GB50288-99 《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。
对失事后造成巨大损失或严重影响,或采用实践经验较少的新型结构的2~5级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可提高一级设计;对失事后造成损失不大或影响较小的1~4级主要建筑物,经论证并报主管部门批准后可降低一级设计。
(二)洪水标准平原区水闸的洪水标准应根据所在河流流域防洪规划规定的防洪任务,以近期防洪目标为主,并考虑远景发展要求,按表4-3所列标准综合分析确定。
表4-3 平原区水闸洪水标准山区、丘陵区水利水电枢纽中的水闸,其洪水标准应与所属枢纽中永久性建筑物的洪水标准一致。
山区、丘陵区水利水电枢纽中永久性建筑物的洪水标准应按国家现行的SL252-2000的规定确定。
灌排渠系上的水闸,其洪水标准应按表4-4确定。
表4-4 灌排渠系上的水闸设计洪水标准注:灌排渠系上的水闸校核洪水标准,可视具体情况和需要研究确定。
平原区水闸闸下消能防冲的洪水标准应与该水闸洪水标准一致,并应考虑泄放小于消能防冲设计洪水标准的流量时可能出现的不利情况。
4.2 闸址选择和闸孔设计4.2.1闸址选择闸址选择关系到工程建设的成败和经济效益的发挥,是水闸设计中的一项重要内容。
应根据水闸所负担的任务和运用要求,综合考虑地形、地质、水流、泥沙、施工、管理和其他方面等因素,经过技术经济比较选定。
闸址一般设于水流平顺、河床及岸坡稳定、地基坚硬密实、抗渗稳定性好、场地开阔的河段。
由于各类水闸作用功能不一样,闸址选择时对不同的水闸有不同的要求。
节制闸或泄洪闸闸址宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段,经技术经济比较后可选择在弯曲河段裁弯取直的新开河道上。
进水闸、分水闸或分洪闸闸址宜选择在河岸基本稳定的顺直河段或弯道凹岸定点稍偏下游处。
但分洪闸闸址不宜选择在险工堤段和被保护重要城镇的下游堤段。
排水闸(排涝闸)或泄水闸(退水闸)闸址宜选择在地势低洼、出水通畅处,排水闸(排涝闸)闸址宜选择在靠近主要涝区和容泄区的老堤堤线上。
挡潮闸闸址宜选择在岸线和岸坡稳定的潮沙河口附近,且闸址泓滩中淤变化较小、上游河道有足够的蓄水容积的地点。
4.2.2水闸的组成水闸通常由上游连接段、闸室段和下游连接段三部分组成,如图4-6所示。
图4-6 水闸的组成1上游连搬i闸室J_下游连接段图5-3水闸的组成1一闸室底板; 2一闸墩; 3一胸墙; 4一闸门; 5一工作桥; 6一交通桥; 7一堤顶; 8一上游翼墙; 9一下游翼墙;10一护坦; 11-排水孔; 12消力坎; 13一海漫; 14一下游防冲槽; 15一上游防冲槽; 16一上游护底; 17一上、下游护坡(一)上游连接段上游连接段的主要作用是引导水流平稳地进入闸室,同时起防冲、防渗、挡土等作用。
上游连接段包括:在两岸设置的翼墙和护坡,在河床设置的防冲槽、护底及铺盖,用以引导水流平顺地进入闸室,保护两岸及河床免遭水流冲刷,并与闸室共同组成足够长度的渗径,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。