水闸的孔口设计

水闸类型、组成、工作特点、孔口设计、闸室布置

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水闸设计

' p s s
流量 Q（m3 / s) 下游水深H 上游水深 hs 1490 1650 1806 1.76 2.07 2.38 3.25 3.47 3.67
单宽流量 12.41 13.75 15.05
qs
上、下游海漫长度L p 水位差 H ' 1.49 1.4 1.29 46.7 48.4 49.6
则为淹没出流，列表计算
表 2 流态判别
流量Q（m3/s）下游水深hs(m)
H 0 (m)
Hs 0.8H 0
流态
设计流量2010
校核流量2265
2.76
3.21
4.11
4.43
否
否
非淹没出流
非淹没出流

（3）、闸孔总净宽计算计算结果列入下表表 3 闸孔总净宽计算
流量Q （m3/s）下游水深 hs(m) 总净宽
1.05 消力池出口流速系数： ' 0.95 水跃淹没系数：
消力池长度：L 4m 0
P 1 0.25H 0 H 0
" Lj 6.9 hc hc

L L0 L j
其中：
m 0.385 ， H0 1.61m ，由于本水闸为无坎宽顶堰，P1 d 。
冲刷变形;具有一定的透水性，以便使渗水自由流出，降低扬压力；表面具有一定的粗糙度，以利进一步消除余能。所以选择在海漫的起始段为10米长的浆砌石水平段，因为浆砌石的抗冲性能较好，其顶面高程与护坦齐平。后45米做成坡度为1：15的干砌石段，以使水流均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。海漫厚度为0.5米，下面铺设 15cm的砂垫层。如下图所示
由于
L0 / S0 5时：Te 0.5L0

水闸设计说明书

——中孔的个数；
——墩孔的个数；
——边孔的个数。
（1）设计时的泄洪能力
根据式2-2、2-3、2-4计算可得：
对于中孔：
得
靠缝墩孔：
得
对于边孔：
得
所以
（2）校核时泄洪能力
根据式2-2、2-3、2-4计算可得：
对于中孔：
得
靠缝墩孔：
得
对于边孔：
得
所以
与假定的接近，根据选得的孔口尺寸与上下游水位，近一步换算流量如下表所示。
黏土
砂土
中细砂层
以下土层
水文气象
1、地震设计烈度：60。
2、多年平均年最大风速：。
3、冰冻。闸址处无河水冰冻现象。
4、孔口设计水位
表1-3
计算情况
闸上水位
闸下水位
过水流量
设计情况
2.5m
2.4m
460m3/s
校核情况
3.0m
2.4m
670m3/s
5、消能防冲设计
设计情况：闸上水位2.6m，闸下水位-1.0m，初始流量由闸门开度确定；
渗透压力 =1.2
地震动水压力 =1.0
5、地震惯性力分项系数： =1.0
⑥结构系数： =1.2
第二章闸孔设计
2.1闸址的选择
闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工易难、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。在选择中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等放面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。
2.3拟定闸孔尺寸及闸墩厚度
由于已知上、下游水位，可推算出上游水头及下游水深。如表2-1所示。
计算说明：
设计时上游过水面积
校核时上游过水面积

小型水闸—设计小型水闸闸孔

底板高程选择的一般原则
水闸类型
主要功能
底板高程
进水闸、分洪闸
引水或泄洪，防大量推移质沙进入渠道或分洪区
∇底板 ∇闸前河床
拦河闸、冲沙闸
以利泄洪、排沙
∇底板 ∇闸前河床
排水闸、挡潮闸
低洼处排水、排涝
∇底板 ∇闸前河床
03
小结
知识点小结：
1、水闸闸底板高程的确定需要综合考虑闸址条件、水闸的类型与作用、过闸流量大小、水闸规模及工程投资等来确定。 2、对于不同规模的水闸，闸底板高程直接影响闸孔尺寸及工程投资，因此闸底板高程的确定也需几种方案论证比较。
03
小结
知识点小结：闸孔宽度设计步骤： 1.闸孔总净宽度； 2.单孔净宽和孔数； 3.考虑闸墩总厚度，拟定闸室总宽度； 4.过流能力校核，闸孔尺寸调整。
孔流式闸孔在上游水位较低时也会出现堰流状态。
孔流与堰流判断条件：
e 0.65为孔流 H
e 0.65为堰流 H
e为闸门开启高度，H为堰上水头
02
闸孔的特点
堰流式闸孔堰流式闸孔依靠闸门挡水，闸门全开时，过闸水流具有自由水面。适用条件：平原地区，开敞式水闸用的多优点：水闸的过水面积和泄流量都随着水位的抬高而增大，
宽顶堰低实用堰其他类型
梯形堰驼峰堰 WES低堰
低实用堰
梯形堰
驼峰堰
WES低堰
宽顶堰型（采用较多）
优点：结构简单，施工方便，泄流稳定，利于泄洪排沙，平原区采用较多。缺点：流量系数较小，易产生波状水跃。出闸水跃无强烈旋滚，水面呈波状，主流在底部。
草街航电枢纽减小闸门高度 •消除波状水跃
闸孔宽度设计
目录
1 闸孔总净宽 2 闸室总宽度 3 小结

闸门孔口尺寸

表1-2 闸门常规孔口尺寸表闸前正常工作水位主要应当满足灌区引水对高程的要求，在此基础上尽量降低正常工作水位，以减少闸前壅水高度和泥沙淤积。

乌斯满枢纽担负着乌斯满河沿岸生态、塔里木水库灌区、米尔沙里灌区、琼库勒牧场灌区和霍尔加牧场灌区的灌溉引水任务，引水闸后通过引水连接渠引入乌斯满河，通过规模论证乌斯满河引水流量为55m3/s。

根据乌斯满河测量成果，推算出过55m3/s的流量时引水闸后水位为903.92m，为保证过闸水流满足自由出流的要求，闸前正常工作水位确定为904.22m。

同时根据水位～流量曲线查得水位904.22m时的流量为196m3/s，然后查保证率为50％设计径流日平均流量，可知196m3/s发生20天，也就是说在每两年不壅高水位的情况下，有足够的流量保证泄洪闸前有20天的冲砂时间。

由于本河段河道纵坡较小，泥沙输送量较大，河段整体上呈淤积态势，提高正常工作水位虽然能减少工程量，但是增加了上游回水范围，势必加速上游河道的泥沙淤积，加大淤积量，对工程运行不利，而且还增加回水面以上河道主槽的摆动速度。

根据以上分析，最终确定闸前正常工作水位为904.22m。

这是别的水闸空口尺寸确定的过程，可参考由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深表2—1上游水头计算注：考虑壅高10～15cm闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，判断其是否淹没出流。

表2—2淹没出流判别计算按照闸门总净宽计算公式232H g m QB s εσ=（2-1）根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算，其中堰流侧收缩系数ε=0.97，堰流流量系数m=0.385。

表2—3闸孔总净宽计算根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选单孔净宽B=7m ，同时为了保证闸门对称开启，为防止不良水流形态选n=7孔，由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩1.0m ，缝墩1.2m ，边墩0.8m 。

如图2—1所示。

闸孔总宽度为：图2-1 闸孔尺寸布置图2.1.3 校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算的收缩系数,查《水闸设计规范》（规范表2-2），结果如下所示：对于中孔：978.0,875.017710==+=ε得s b b 靠缝墩孔： 974.0,854.02.17710==+=ε得s b b 对于边孔：583.0)249632304.5(77000=-⨯+⨯+=+=bs b b b b b 938.0,3=ε得所以：967.0241938.02974.04978.01321332211=++⨯+⨯+⨯=++++=n n n n n n εεεε与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上、下游水位，进一步换算流量如表2-4所示表2-4过流能力校核计算设计情况超过规定的5%的要求，说明孔口尺寸有些偏大。

(完整word版)水闸设计

第一章设计资料和枢纽设计1、设计资料1.1工程概况前进闸建在前进镇以北的团结渠上是一个节制闸。

本工程等别为Ⅲ等，水闸按3级建筑物设计。

该闸有如下的作用：（1）防洪。

当胜利河水位较高时，关闸挡水，以防止胜利河的高水入侵团结渠下游两岸的底田，保护下游的农田和村镇。

（2）灌溉。

灌溉期引胜利河水北调，以灌溉团结渠两岸的农田。

（3）引水冲淤。

在枯水季节。

引水北上至下游红星港，以冲淤保港。

1.2 规划数据（1）团结渠为人工渠，其断面尺寸如图1所示。

渠底高程为2194.5m，底宽50m，两岸边坡均为1：2 。

（比例1：100）图1 团结渠横断面图（单位：m）（2）灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为300sm/3。

此时相应水位为：闸上游水位2201.83m，闸下游水位2201.78m；冬春枯水季节，由前进闸自流引水至下游红星港，引水流量为100sm/3，此时相应水位为：闸上游水位2201.44m，闸下游水位2201.38m。

（3）闸室稳定计算水位组合：设计情况，上游水位2204.3m，下游水位2201.0m；校核情况，上游水位2204.7m,下游水位2201.0m。

消能防冲不利情况是：上游水m/3位2204.7m,下游水位2201.78m，引水流量是300s（4）下游水位流量关系：（5）地质资料：① 根据地质钻探报告，闸基土质分布情况见下表：②根据土工试验资料，闸基持力层坚硬粉质粘土的各项参数指标为：凝聚力C=60.0Kpa ；内摩擦角19=ϕ°；天然孔隙比e=0.69；天然容重3KN/m 3.20=γ 建闸所用回填土为砂壤土，其内摩擦角26o ϕ=，凝聚力0c kPa =，天然容重318kN m γ=。

本地区地震烈度在6度。

（6）本工程等别为III 等，水闸按3级建筑物设计。

（7）闸上有交通要求，闸上交通桥为单车道公路桥，桥面净宽4.5m,总宽5.5m ，采用板梁结构。

每米桥长约种80KN 。

简述闸址选择和水闸的孔口尺寸确定

181CASE区域治理作者简介：王中禹，生于1989年，硕士研究生，研究方向为航道与港口工程。

简述闸址选择和水闸的孔口尺寸确定四川省交通勘察设计研究院有限公司王中禹摘要：文章以闸址选择和水闸孔口尺寸确定为研究对象。

首先围绕如何进行闸址选择，提出一些需要注意的因素。

随后在最终水闸孔口尺寸确定方面，从多方面入手，提出了一些需要考虑的因素及注意的问题，希望能为相关研究提供一定参考。

关键词：闸址选择；水闸类型；孔口尺寸中图分类号：TV66文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）35-0181-0001水闸功能的发挥通常与闸址选择有着密切的关系。

因此在实际进行闸址选择时，需综合考虑多种因素，例如闸址本身的地质条件优劣、水闸的实际类型以及一些外在条件等，从而保证闸址选择的合理科学性。

而在进行水闸孔口尺寸确定方面，则需要充分考虑闸孔的泄流能力，以及实际的设计流量等因素，以确保水闸孔口尺寸确定合理性。

在促使水闸功能得到充分发挥的同时，降低整体工程造价。

一、合理选择闸址要保证水闸地址选择的科学合理性，更有利于水闸功能作用发挥，还有利于减少水闸运行故障概率。

在具体机械能选择过程中，应注意做到以下几点：首先，水闸所在地的位置需比较开阔，地质稳固，岸坡稳定，不存在泥石流或者岸坡坍塌隐患。

其次，水闸地基地质情况良好，不存在软土地基问题。

最后，还应结合不同类型的水闸，做好闸址合理选择。

例如针对拦河闸，要求选择的闸址在河流顺直段，河势整体要较为稳定，同时河床断面也不宜太过复杂。

如果是分水闸、分洪闸或者是进水闸，在实际进行闸址选择时，同样要求尽量选择在顺直的河段，同时沿线的河岸边坡应保持稳定[1]。

但对分洪闸而言，不适合选择闸下游居民聚集区河段。

如果是排水闸，闸址则比较适合选择地势低洼位置，同时要保证出水顺畅，便于排水。

除此之外，在进行水闸闸址选择时，还要充分考虑一些外在因素，例如交通条件是否良好，是否能保证水电供应的便利性，能否进行就地取材等。

Ø 设计流量Q Ø 闸上设计水位， (△H=0.1~0.3m) Ø 闸下设计水位
闸孔形式
一、闸孔形式
u 宽顶堰孔口、低堰孔口、胸墙孔口
n宽顶堰：自由泄流范围大而且稳定；施工简单；流量系数m较小；易产生波状水跃。
闸孔形式
n实用堰：0.67H＜堰顶厚度δ＜2.5H，常用于上游水位允许较大雍高的山区，自由泄流时流量系数较大，但流量受下游水位影响较大。
n胸墙式：用于上游水位变幅较大时；可减小闸门及工作桥高度，增加闸室刚度；不利于排冰排污和通航。
水闸孔口设计四水闸闸孔设计条件孔口设计时首先要分析水闸在进流期间可能出现的最不利情况并以此作为设计条件该设计条件因水闸类型不同而异
水闸的孔口设计
§6-2 水闸的孔口设计
闸孔设计的任务：根据已知的设计条件，确定闸孔的形式、孔
口尺寸、堰顶高程。
主要内容：
Ø 闸孔形式及其使用场合 Ø 堰顶高程的确定 Ø 闸孔总宽度及孔数的确定方法 Ø 闸孔设计条件的确定
闸一般b = 8～12 m (闸门宽高比为1.5～2.0)；
u当n＜8时尽量取单数孔，以便对称开启； u根据初定的n 和b，计算并校核过流能力； u闸室总宽：L=n b+(n-1)d，d为闸墩厚度。
闸孔总宽度及孔数
开敞式水闸的过水能力（孔径）计算一般有三种情况：
u已知设计流量，确定闸孔净宽及孔数； u已知闸孔净宽及孔数，计算过水流量； u已知设计流量及孔径，确定闸上游水深。
堰顶高程
二、堰顶高程
考虑河（渠）底高程、水流、泥沙、闸址地形、地质、闸的施工及运行等条件，结合选用的堰型、门型及闸孔总净宽等，经比较确定。
⒈ 运用要求： u 多泥沙河流上的进水闸、分洪闸比河底略高； u 其他情况，在满足过流量条件下宜与河底齐平。

第二节水闸的孔口设计

第二节水闸的孔口设计水闸是用于控制水流的一种水利工程设施，其孔口设计对于水闸的正常运行和水流控制起着至关重要的作用。

合理的孔口设计能够减小水力损失，提高水闸的效率。

本文将从孔口形状、数量、尺寸、布置等方面介绍水闸的孔口设计。

首先，孔口形状是水闸孔口设计的重要因素之一、常见的孔口形状有矩形、梯形、圆形等多种。

矩形孔口适用于较小的水闸，具有结构简单、施工方便的优点，但相比其他形状孔口，其水力损失较大。

圆形孔口的水力损失相对较小，适用于小型和中型水闸，但施工和维修较为困难。

梯形孔口则是综合了矩形和圆形孔口的优点，能够在一定程度上降低水力损失，并且施工较为方便。

因此，在进行孔口设计时，需要根据具体情况选择合适的孔口形状。

其次，孔口的数量也是影响水闸设计的重要因素。

孔口数量的确定需要考虑水闸的流量要求和运行要求等因素。

孔口数量过多会增加维护成本和施工难度，同时还会增加水闸的水力损失。

而孔口数量过少会导致流量压力较大，增加了孔口的防渗措施，增加了水闸的工程量。

因此，在进行孔口数量设计时，需要综合考虑水闸的实际情况，确保孔口数量的合理性。

此外，孔口的尺寸也是影响水闸设计的重要因素之一、孔口尺寸的设计需要根据水闸的流量要求、水位变化范围和孔口形状等因素进行综合考虑。

孔口尺寸过小会导致流量较小，降低水闸的出水能力；而孔口尺寸过大则会增加水流的速度和水力损失。

因此，在进行孔口尺寸设计时，需要合理确定孔口的宽度和高度，以满足水闸的实际运行需求。

最后，孔口的布置也是影响水闸设计的重要因素之一、合理的孔口布置能够控制水流，减小流速差，降低水力损失。

常用的孔口布置方式有竖列式孔口、横列式孔口和交错式孔口等。

竖列式孔口适用于流量相对较小的水闸，能够方便地进行维护和清淤工作；横列式孔口适用于流量较大的水闸，能够有效地减小水力损失；交错式孔口是竖列式和横列式孔口的结合，能够在一定程度上平衡水流分布，使水力损失更加均匀。

因此，在进行孔口布置时，要结合水闸的实际情况和需求进行合理布置。

闸门孔口尺寸

表1-2 闸门常规孔口尺寸表4.6.6闸前正常工作水位的确定闸前正常工作水位主要应当满足灌区引水对高程的要求，在此基础上尽量降低正常工作水位，以减少闸前壅水高度和泥沙淤积。

乌斯满枢纽担负着乌斯满河沿岸生态、塔里木水库灌区、米尔沙里灌区、琼库勒牧场灌区和霍尔加牧场灌区的灌溉引水任务，引水闸后通过引水连接渠引入乌斯满河，通过规模论证乌斯满河引水流量为55m3/s。

根据乌斯满河测量成果，推算出过55m3/s的流量时引水闸后水位为903.92m，为保证过闸水流满足自由出流的要求，闸前正常工作水位确定为904.22m。

同时根据水位～流量曲线查得水位904.22m时的流量为196m3/s，然后查保证率为50％设计径流日平均流量，可知196m3/s发生20天，也就是说在每两年不壅高水位的情况下，有足够的流量保证泄洪闸前有20天的冲砂时间。

由于本河段河道纵坡较小，泥沙输送量较大，河段整体上呈淤积态势，提高正常工作水位虽然能减少工程量，但是增加了上游回水范围，势必加速上游河道的泥沙淤积，加大淤积量，对工程运行不利，而且还增加回水面以上河道主槽的摆动速度。

根据以上分析，最终确定闸前正常工作水位为904.22m。

这是别的水闸空口尺寸确定的过程，可参考由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深表2—1上游水头计算注：考虑壅高10～15cm闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，判断其是否淹没出流。

表2—2淹没出流判别计算按照闸门总净宽计算公式232H g m QB s εσ=（2-1）根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算，其中堰流侧收缩系数ε=0.97，堰流流量系数m=0.385。

表2—3闸孔总净宽计算根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选单孔净宽B=7m ，同时为了保证闸门对称开启，为防止不良水流形态选n=7孔，由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩1.0m ，缝墩1.2m ，边墩0.8m 。

水闸设计步骤

最大流量计算表
1
2
3
4
5
三、计算出闸水流的水跃
消力池宽度：
单宽流量：
上游河道断面面积：
平均流速：
跃前水深按《水闸设计规范》公式（B.1.1-3）计算：
式中：
——水流动能校正系数，取1.0；
——过闸单宽流量；
——水流动能校正系数，取0.95；
——由消力池底板顶面算起的总势能
移项得
令
则，即
故
按迭代法计算
断面面积：
湿周：
水力半径：
不冲流速：
一、渗流计算水位组合
二、下轮廓线布置，验算防渗长度
（一）地下轮廓线的设计步骤
（1）根据水闸的上下游水位差大小和地基土质条件选择地下轮廓的形状和尺寸。初步拟定其不透水层部分的长度（即防渗长度）时，一般均采用渗径系数法。
（2）选用适当的方法对初步拟定的布置方案进行渗流计算，求出闸底所受的渗透压力以及渗透坡降，特别时渗流出口处的坡降。
（一）工作桥的总宽度确定
总宽度=基座宽度+2×(操作宽度)+2×(栏杆柱尺寸)
（二）工作桥高程及排架尺寸的确定
堰顶以上至工作桥底梁之间的净高为：
式中：为相应于最大过闸流量的堰顶水深；为闸门高度，；为富裕高度。
五、交通桥、工作便桥形式的拟定
六、分缝和止水的布置
七、两岸连接建筑物的布置
水闸两端与河岸连接时，需设置连接建筑物，其组成部分有岸墙，上下游翼墙。
——流速系数，取1.00；
——上游行进流速。
A．＜0.9时用下式计算过流能力：
＞0.72时，σ＝；（《水闸设计规范》公式A.0.1-6)
≤0.72时,σ=1
侧收缩系数ε＝１.０，流量系数m=0.385

水闸设计指导书

课程设计指导书水闸课程设计指导书一、资料分析了解本工程在国民经济中的作用,熟悉各种水位特征及相应的流量等规划成果。

研究地形、地质、水文气象，分析这些条件对水闸设计和施工的影响。

二、闸室型式的选定及上下游渠道的布置在给定的轴线上，通过计算设计渠道的纵横断面。

根据运用要求选定闸室的型式。

三、水力计算1.闸孔口尺寸设计(1)闸底板高程的确定：根据水闸下游的地质条件及水闸工程量的经济比较，确定闸底板高程。

本次设计建议采用平底板。

(2)闸孔总宽度的计算：根据水闸的上下游水位及闸底高程判断过闸水流的性质。

按相应的水力学公式计算闸孔总宽度。

(3)孔数及孔宽的选定：根据计算和遵照‘水利水电工程钢闸门的设计规范”[SL74—95]的规定选定合理的单孔宽及相应的孔数。

(4)水闸泄流能力验算：根据初步确定的孔数，孔宽及相应的水位验算孔口泄流能力。

2.消能防冲设计根据平原地区水闸及地质条件，建议采用消力池消能。

本设计需要确定消能防冲各设计尺寸及构造。

(1)确定消能控制情况及消力池尺寸：根据情况分析，在闸门局部开启时多为最不利的消能情况，应根据列表试算法来确定消力池的各项尺寸。

(2)护坦的厚度根据公式并参考相似的已建工程确定之。

(3)海漫及防冲槽尺寸及构造的确定：可按教材中所介绍公式及参考已建工程确定之。

四、防渗设计1.闸底轮廓布置：渗径长度应满足防渗要求，渗径系数应大于5～7。

2.建议采用粘土铺盖，长度在(3～5)倍水头范围内选取。

参考教材及已建工程实例拟定铺盖的各项尺寸及构造3.排水及反滤层的布置参教科书4.侧向防渗布置：两岸防渗布置必须与闸室防渗相配合，两岸各个可能的渗径都不得小于闸室渗径。

5.闸底板渗透应力计算：建议采用改进的阻力系数法计算：五、闸室布置1.闸室建议采用整体式平底板，底板顺水流方向不宜过长，主要根据上部结构布置要求及满足闸室稳定的需要。

2.闸门及闸墩型式的选择和尺寸的拟定：建议采用钢筋混凝土平板闸门，可参考教材根据水闸的运用要求确定闸墩高度。

水闸设计方案

目录第No table of contents entries found.水闸设计第一、水力设计一、闸孔设计1、闸室结构型式：开敞式水闸2、孔口尺寸的肯定（1）拟定闸孔尺寸 1）设计洪水情形：上游水深：m H 93.330.2223.26=-= 下游水深：m h s 76.230.2206.25=-= 过水断面面积：21.106193.3270m H b =⨯=⋅=ω 上游行近流速：s m Qv /89.11.106120100===ω有效水头：m g v H H 11.48.9289.193.322200=⨯+=+=α（其中0.1取α） 8.067.011.476.20<==H h s ，属于自由出流。

宽顶堰自由出流公式：2302H g Bm Q ε=，对于无坎宽顶堰385.0=m ，假设95.0=ε 即m Hg m QB 00.14911.48.92385.095.0201022323001=⨯⨯⨯⨯==ε2）校核洪水情形上游水深：m H 23.430.2253.26=-= 下游水深：m h s 21.330.2251.25=-=过水断面面积：21.114223.4270m H b =⨯=⋅=ω 上游行近流速：s m Qv /98.11.114222650===ω有效水头：m g v H H 33.48.9298.123.422200=⨯+=+=α（其中0.1取α）8.074.033.421.30<==H h s ，属于自由出流。

宽顶堰自由出流公式：2302H g Bm Q ε=，对于无坎宽顶堰385.0=m ，假设95.0=ε 即m Hg m QB 24.15533.48.92385.095.0226422323002=⨯⨯⨯⨯==ε比较1），2）的结果，0201B B <，可见引水浇灌是肯定孔口尺寸的控制尺寸，故闸孔净宽0B 宜采用较大值。

拟将闸孔分为11孔，取每孔净宽为，则闸孔实际总净宽m B 21.15511.14110=⨯=，为了减小闸孔总净宽，节省工程量，闸底板谊采用整体式平底板。

水闸孔口尺寸设计步骤

例：5.1 确定建筑物级别及洪水标准基本资料：本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。

该河属稳定性河流，河面宽约200m ，深约7~10m 。

由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。

为解决当地40万亩农田的灌溉问题，坝址已经上级批准的规划确定，修建挡水枢纽工程。

拦河闸所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。

闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，闸址两岸高程均在41m 左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约30.00m ，主河槽宽度约80-100m ，河滩宽平，呈复式河床横断面，河流比较顺直。

最大风速V=20m/s ，吹程0.6Km 。

非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m3/s 。

汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m3/s ，年平均最大流量 m3/s ，最大年径流总量为8.25亿m3。

灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m 。

例5-2拟定孔口尺寸项目重现年洪水流量（m 3/s ）上游水深H （m ）下游水深hs （m ）设计洪水 20 1133 7.58 7.43校核洪水 50 1642.35 9.08 8.90堰流流量系数，m 取0.385例5-2 计算步骤1、计算堰上水头H0由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：表1 上游水头计算流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水深H（m）过水断面积（m2）行近流速（m3/s）gv22上游水头H0（m）设计流量11337.43 7.58校核流量1642.358.90 9.08注：考虑壅高15~20cm。

2、计算闸孔总净宽表2 闸孔总净宽计算表流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水头H0（m）Hhs淹没系数σ0B（m）设计流量11337.43 7.70校核流量1642.358.90 9.243、孔口尺寸拟定根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b= m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用孔，闸孔总宽度为：L＝nb0+(n－1)d=由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩厚m，边墩厚m。

水闸孔口尺寸设计步骤

例：5.1 确定建筑物级别及洪水标准基本资料：本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。

该河属稳定性河流，河面宽约200m ，深约7~10m 。

由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。

为解决当地40万亩农田的灌溉问题，坝址已经上级批准的规划确定，修建挡水枢纽工程。

拦河闸所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。

闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，闸址两岸高程均在41m 左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约30.00m ，主河槽宽度约80-100m ，河滩宽平，呈复式河床横断面，河流比较顺直。

最大风速V=20m/s ，吹程0.6Km 。

非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m3/s 。

汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m3/s ，年平均最大流量 m3/s ，最大年径流总量为8.25亿m3。

灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m 。

例5-2拟定孔口尺寸项目重现年洪水流量（m 3/s ）上游水深H （m ）下游水深hs （m ）设计洪水 20 1133 7.58 7.43校核洪水 50 1642.35 9.08 8.90堰流流量系数，m 取0.385例5-2 计算步骤1、计算堰上水头H0由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：表1 上游水头计算流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水深H（m）过水断面积（m2）行近流速（m3/s）gv22上游水头H0（m）设计流量11337.43 7.58校核流量1642.358.90 9.08注：考虑壅高15~20cm。

2、计算闸孔总净宽表2 闸孔总净宽计算表流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水头H0（m）Hhs淹没系数σ0B（m）设计流量11337.43 7.70校核流量1642.358.90 9.243、孔口尺寸拟定根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b= m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用孔，闸孔总宽度为：L＝nb0+(n－1)d=由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩厚m，边墩厚m。

水闸设计——精选推荐

⽔闸设计⽔闸初步设计⽬录第⼀章概述 (3)第⼀节⼯程设计资料 (3)第⼆章⽔利枢纽布置 (3)第⼀节总体布置概 (3)第⼆节⽔闸布置 (3)第三章⽔闸设计 (4)第⼀节闸孔型式和尺⼨设计 (4)第⼆节消能防冲设计 (6)第三节防渗排⽔设计 (7)第四节闸室布置 (10)第五节⽔闸抗滑稳定计算 (12)第六节细部结构设计 (16)第七节上下翼墙设计 (17)第四章参考⽂献 (18)第⼀章概述第⼀节⼯程设计资料⼀、设计基本资料设计流量为0.05s/m3，闸前设计⽔位为12.0m，闸后设计⽔位为11.95m，河床底⾼程11.0m。

多年平均最⼤风速为5m/s；风向：按垂直⽔闸横轴线考虑；吹程0.2km。

第⼆章⽔利枢纽布置第⼀节总体布置概述⼀、拟定枢纽建筑物等级根据《⽔利电⼒⼯程等级划分及洪⽔标准》（SL252—2000）第2.1.3条及2.2.1条确定本⼯程为五等⼩（⼀）型，本⽔闸级别为五等，所以主要建筑物按五等级别设计。

⼆、闸址的选择枢纽布置选择须考虑以下⼏点：1）闸址应选择在顺直河段，且较稳定的河岸；2）轴线附近地质条件因较好、河床稳定；3）闸址上游河道有⾜够的蓄⽔容积；4）交通⽅便、原料最好就近取材。

第⼆节⽔闸布置⽔闸由闸室、上游连接段和下游连接段三部分组成。

⼀、闸室布置闸室是⽔闸挡⽔和泄⽔的主体部分，本设计的闸室包括：底板、闸门、胸墙、边墩（岸墙）、⼯作桥及交通桥。

底板是闸室的基础，见有防渗和防冲的作⽤，并保护地基免受泄⽔⽔流的冲刷，同时它⼜是⽔闸地下轮廓的主要组成部分，限制通过地基的渗透⽔流，减⼩地基渗透变形的可能性。

闸门是⽤来双向挡⽔和控制过闸流量。

胸墙是⽤来挡⽔以减⼩闸门⾼度的。

闸墩⽤以⽀撑闸门、⼯作桥、交通桥，把闸门传来的⽔压⼒和上部结构的重量以及菏载传布于地板。

⼯作桥⽤来安装启闭设备。

交通桥⽤来联系两岸交通。

⼆、防渗排⽔布置防渗设施主要有⽔平防渗和竖向防渗，⽔平防渗主要是指铺盖，竖向防渗有板桩及齿墙，⽽排⽔设施则是指铺设在消⼒池、浆砌⽯海漫底部或闸底板下游段起导渗作⽤的沙砾⽯层。

闸孔型式的选择

闸孔型式的选择
闸孔型式一般有宽顶堰型、低实用堰型和胸墙孔口型三种，见图1。

图1 闸孔型式
（a）平底板宽顶堰；（b）低实用堰；（c）胸墙孔口型
（一）宽顶堰型
宽顶堰是水闸中最常用的底板结构形式。

其主要优点是结构简单、施工方便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪、冲沙、排淤、通航等；其缺点是自由泄流时流量系数较小，容易产生波状水跃。

（二）低实用堰型
低实用堰有梯形的、曲线形的和驼峰形的。

实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃；但泄流能力受尾水位变化的影响较为明显，当h s＞0.6H以后，泄流能力将急剧降低，不如宽顶堰泄流时稳。

上游水深较大时，采用这种孔口形式，可以减小闸门高度。

（三）胸墙孔口型
当上游水位变幅较大过闸流量较小时，常采用胸墙孔口型。

可以减小闸门高度和启门力，从而降低工作桥高和工程造价。