《水闸设计与施工》-2-水力设计1(闸孔设计)

（3）判别平底宽顶堰是否为淹没出流 宽顶堰的淹没条件为： h s ≥ 0 . 72 H （1—5） 式中 h —下游水深（m）； H —含有行近流速水头在内的堰上水头 （m）； 闸门全开渲泄洪水时，一般属于淹没条件下 的堰流，应采用平底板宽顶堰流的堰流公式。

0
s
0


2、确定闸孔总净宽 （1）对于平底板宽顶堰，闸孔总净宽(m)：

4、校核闸孔的过流能力

孔宽、孔数和闸室总宽度拟定后，再考虑闸墩等的影 响，进一步验算水闸的过水能力。 按堰流的计算公式验算： Q
B 0 n b0
3 实


s
m B0
2g H
2 0
或按孔流的计算下式验算：Q
式中

实
he B
2 gH

H
0 . 46 0 . 75
H
m 若 H ＞3.0，则： 0 . 32 & 当进口边缘为圆弧时， P 若0≤ H ≤3.0，则
P
P
（1—12）
若 H ＞3.0，则 m 0 . 36 。 其中： —堰顶高出上游底板的高度(m)； P H —闸前堰上水深(m)。 & 当上游面是倾斜的或堰顶削角角度=45°时， 流量系数可查表3得。



闸墩厚度应根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法确定。根据 经验，一般浆砌石闸墩厚0.8～1.5m，混凝土闸墩厚1.0～1.6m，少筋混凝土 墩厚0.9～1.4m,钢筋混凝土墩厚0.7～1.2m。闸墩在门槽处厚度不宜小于0.4m。
闸室总宽度应与上下游河道或渠道宽度相适应，一般不小于河（渠）道宽度 的0.6倍。否则会加大连接段的工程量，从而增加工程总造价，同时对水闸 安全泄水不利。
0
0 .4 s s 0 0

单孔闸：
1 0 . 171 1
b0 b0 4 bs bs
（1—7）

多孔闸，闸墩墩头为圆弧形时：

Z
N
1 b N
（1—8）
b0 4 b d 0 Z

Z
b0 1 0 . 171 1 b0 d Z
（2）平底板闸孔出流
对于有胸墙的水闸或开敞式水闸 闸门部分开启时，过闸水流表面 受到上部胸墙或闸门的影响。这 时，过闸水流呈现为孔口出流状 态。闸孔总净宽 B(m)可按下式 0 计算：
B0 Q
he
2 gH
0
1
1 1
he
H

he 1 H
3、闸孔尺寸的选择

闸室单孔宽度，应根据闸的地基条件、运用要求、闸门结构型式、启闭机容 量、以及闸门的制作、运输、安装等因素，进行综合比较确定。我国大中型 水闸，单孔净宽度b0一般采用8~12m。
闸孔孔数n＝B/b0，n值应取略大于计算要求值的整数。闸孔孔数少于8孔时， 应采用奇数孔，以利于对称开启闸门，改善下游水流条件。 闸室总宽度L＝nb0+(n－1)d，其中，d为闸墩厚度。初步拟定闸墩厚度及墩 头形状、底板形式，并画出闸孔尺寸布置图。
2

0 .4
16 r he
2 . 718

水闸的过闸水位差应根据上游淹没影响、允许 的过闸单宽流量和水闸工程造价等因素综合比 较确定。一般情况下，平原地区水闸的过闸水 位差可采用0.1～0.3m。

水闸的过水能力与上下游水位、底板高程和闸
孔总净宽等是相互关联的，设计时，需要通过
对不同方案进行技术经wenku.baidu.com比较后最终确定。

1、判别堰的出流流态 （1）若水闸底坎为平底堰 当 当
he H he H
＞0.65时，为堰流。 ≤0.65时，为闸孔出流。
（1—1） （1—2）

（2）若水闸底坎为曲线型堰
当
当

he H
＞0.75时，为堰流。
≤0.75时，为闸孔出流。
（1—3）
（1—4）
he H
式中 h e —孔口高度 (m)； H —闸前堰上水深(m)。
B0
Q
3
s m 2 g H 02
式中 3 Q —过闸流量(m /s)； H —计入行进流速水头的堰上水深m)； g —重力加速度，可采用9.81(m/s2)； m —堰流流量系数，平底板宽顶堰：可用0.385； —堰流淹没系数，可按 2 . 31 h 1 h ，也可以 H H 通过查表2求得。 —侧收缩系数，初拟可按0.95～1.00估计。也可以 通过查表1求得。
（1—9）
b
b0 b0 1 0 . 171 1 dZ dZ 4 b0 bb b0 bb 2 2
（1—10）
对于平底板宽顶堰堰流流量系数可采用0.385； 对于有坎宽顶堰，可按下列近似公式计算： & 当进口边缘为直角时， P 3 H 若0≤ P≤3.0，则 m 0 .32 0 .01 （1—11） P
0
分别按设计、校核两种情况精确计算参数，算出相应 的实际流量。与设计流量的差值，一般不得超过±5％。 即： Q Q 5 %
设 实
Q设
Q校 Q实 Q校
5%
5、辅助曲线的绘制

根据水闸所在的河流纵横断面图，绘制下游水 位与流量关系曲线。用明渠均匀流公式进行计 算。 ；C 1 R ； R A （1—21） Q AC Ri
项目化实训课程
《水闸设计与施工》
丁秀英
水力设计（闸孔设计）

（一）闸室、闸孔形式

（二）闸孔尺寸
闸孔总净宽应根据泄流特点、下游河床 地质条件和安全泄流的要求，结合闸孔孔径 和孔数的选用，经技术经济比较后确定。计 算时分别对不同的水流情况，根据给定的设 计流量、上下游水位和初拟的底板高程及堰 型来确定。
1 6
n

式中 A—过流断面面积（m2）； C—谢才系数（ m / s）； R—水力半径（m）； n—河槽的糙率； χ—过水断面的湿周（m）； i—渠道底坡。
1 2
谢
谢
水闸在防洪、灌溉、排涝、挡潮和发电等 水利工程中应用十分广泛。
葛洲坝 二江泄洪闸
27孔 泄洪闸