农田水利工程中水闸设计的策略探讨 卢晓华

农田水利工程中水闸设计的策略探讨卢晓华

发表时间：2019-07-13T10:26:11.920Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年5期作者：卢晓华

[导读] 对于农田水利工程中的水闸设计的进一步研究具有较强的实用价值，对国家发展起着较为重要的作用。

摘要：对于农田水利工程中的水闸设计的进一步研究具有较强的实用价值，对国家发展起着较为重要的作用。但是在实际工作中，由于多种地质情况、气候状况、洪涝干旱、农业发展情况的不同，导致在农田水利工程建设上存在一定差异性，需要有效的处理相关问题，进而提升水利工程的价值。本文对农田水利工程中水闸设计进行了探讨。

关键词：农田水利工程；水闸设计

前言

我国平原面积广阔，农业比较发达，容易出现洪涝灾害，从而破坏生态环境，造成水土流失和人员伤亡，而修建水闸既可以进行农业灌溉和防洪排涝，又有利于航运和渔业生产。因此，探讨农田水利工程中水闸设计的策略，对推动社会经济平稳可持续发展有着积极的意义。

1农田水利工程中水闸的工作特点

（1）稳定问题。在水闸运行过程中，拦截上游水位相对较高，从而使得水闸的上下游产生较大水位差，出现水平压力比较大的情况，导致水闸向下游的方向移动，所以水闸需要通过增重而保证稳定性。同时，农田水利工程中的水闸在建成运行后，如果没有进行挡水或使用时遇到枯水期，其产生的垂直荷载将会增加基底压力，使基底压力超出地基可承载力，导致地基变形或基土被挤出，进而增加水闸和地基发生滑动的风险。（2）渗流问题。在水闸挡水的过程中，水闸上下游的水位不可避免会出现差值，而水闸和闸基及两岸连接处会出现渗流情况。如果水闸发生了渗流，其底部将会产生向上扬压力而减轻水闸重力作用，降低水闸抗滑的稳定性。同时，如果水闸两岸与闸基为土基，渗流过程中会带有很多细颗粒，导致水闸后发生翻砂鼓水的问题，严重时掏空水闸两岸与闸基。（3）冲刷问题。在水闸泄水的过程中，如果水闸的下游水位比较浅或没有水，上下游的水位差将会增加水流流速，从而对下游产生严重冲刷，当冲刷范围较大时会掏空闸基，进而引发水闸失事。同时，水闸两岸多为岩层或者土层，如果在修建水闸时开设闸孔比较多开启任一个都会形成折冲水流，对水闸下游造成严重冲刷，进而影响水闸安全性与稳定性。（4）沉陷问题。软土压缩性比较强，如果农田水利工程中的水闸建设在软土地基上，水闸在自重及其荷载作用下将会出现沉陷问题，尤其是当地基土层的荷载分布不均时，水闸更容易发生沉陷或闸室倾斜问题，严重时会导致水闸断裂，影响农业水利工程中水闸的安全平稳运行。

2水闸设计的主要内容

（1）结构设计。水闸的结构设计并不是统一规定，需要依据各地方情况展开，无论是其主体结构还是外在形式，都需要符合各地区地势结构、水闸功用、水流特性等情况展开。需要充分的考虑到水闸负载状况能够确保闸室与翼墙相对抗滑作用的稳定，对于地基下沉等情况要做有效的分析研究。需要充分考虑本地地址状况与水闸现场结构情况做地基的有效处理。在水闸建筑物上需要做整体结构与各部分结构的规划计算，进而来保证整体水闸结构的功用与安全性。

（2）选址与闸槛高程设计。在设计中需要依照水闸需要承载的相关功用做有效的设计考虑，需要慎重选与设置闸槛高程，充分的掌握地形、地质、水流量、泥沙以及建设与管理相关问题，采用更为安全可靠，更高经济性的原则做选址。保证水流相对平缓，岸坡与河床处于更稳定，地基坚实，抗渗与抗滑能力强，河段开阔等都是选址的重要条件。在闸槛高程的设计上，保持与过闸单宽流量能有充分的适应性。同时对于农田水利建设而言，需要依据农业相关工程的具体分布情况以及对应的性质需求来统一规划布局水利工程，进而对闸槛高程与选址做综合分析研究。（3）防渗排水设计。在防渗排水设计方面，需要充分的参考最水位差、上下游地基状况与工程实际操作来综合考虑，要保证渗漏设施与非渗透底板的渗流区域能够构成部密闭不透水的边界状况，同时也形成了地下轮廓线处理。应该在一定安全范围内对地下轮廓线所对应的渗流与出逸坡度下降相关值做有效确定，同时精算出渗透压与抗渗水性。在渗流与出逸面上需要设置反滤层、排水沟槽与减压井等，保持稳定安全迅速的将渗水引流到下游处，而两岸与闸基所设置的防渗排水相关设计属于统一性。（4）水利设计。需要依照相关指标与要求，符合实际情况的做水闸水利的对应设计。需要考虑水闸运用方式，水流过闸的状态，而后对闸孔净宽度做有效的规划设定。需要充分的运用水力学相关精算法，对水力做有效确定。而消能方式的精确需要依照闸下水位指标、选址处地质情况等来对水利情况做精算，运用水跃消能方式来有效的设计防冲相关设计的具体布局与尺寸。如果仅仅只做水闸预估，不做精算，由于水闸设计属于较高的精度设计，有偏差会导致水闸上下游河床所对应的冲淤变化产生较大差异，进而导致上下游水位异常，对消能防冲相关设计造成较大的损害，同时也会导致过水能力异常。在水闸设计中，越大规模的水闸设计，其精度要求就更高，相关模型测试也必不可少，确保设计的精准、科学、合理。

3农田水利工程水闸设计的关键注意事项

3.1节制闸

在水闸设计中，节制闸主要承担者河流拦截来促使水位达到应有的标准，进而做引水处理。而引水所需要的水位标准是节制闸所应达到的基本挡水功能上的水位标准。而相关水位标准需要依照农田灌溉有关用水需求而定，属于高程值。因此，在节制闸的设计中，需要基本满足相关水位标准，从而达到真正的农田水利灌溉所需。

3.2进水闸

一般在农田灌溉用水中，多运用天然水源，因此主要通过坝与无坝方式取水。无坝取水的情况主要可以运用在具有较丰富水资源的河道，可以通过在河道做水闸建设来达到直接取水的效果。如果属于有坝取水，则可以运用在天然河道中水量较为缺乏，水位无法满足实际需求的状况下。可以在渠首做水闸建设，同时要对应建设节制闸，这样可以有效的通过拦截河流水量来提升水位的功效，进而达到农田灌溉所需的饮水标准。进水闸属于农田引水中较为关键的水闸建设，是确保饮水成功的关键。

4结语

总之，农田水利沟工程建设关系到农田灌溉和防洪防涝等，在推动社会经济发展中起着重要的作用。在农田水利工程水闸设计中需要从水闸作用出发，坚持因地制宜的原则，分析水闸的工作特点和设计方法，确保可以充分发挥水闸功能，有效利用水力资源。