第六章 水闸教学内容
《水闸》课程教案
《水闸》课程单元教学设计(教案)一、教案二、教学内容（一）预备知识《水工建筑物基础知识》 （二）教学内容1．闸址及闸底板高程的选择原则和方法选择闸址应考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电供应等条件，同时还应考虑水闸建成后工程管理维修和防汛抢险等条件。
底板高程与水闸承担的任务、泄流或引水流量、上下游水位及河床地质条件等因素有关。
2. 水闸等级划分及洪水标准水闸枢纽工程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SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》；灌排渠系上的水闸，其级别可按现行《灌溉与排水工程设计规范》的规定确定。
水利水电枢纽中的水闸洪水标准按国家现行的SL252—2000的规定确定。
3. 闸孔型式的选择（1）闸室结构形式：根据水闸所承担的任务及设计要求确定。
（2）闸孔形式：根据各种形式的适用条件，选择一种较优的闸孔型式。
闸孔形式一般有宽顶堰型、低实用堰型、胸墙孔口型。
（3）判别堰的出流流态：根据淹没条件来判别是否为淹没出流。
（4）确定闸孔总净宽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对于平底板水闸，当水流为堰流时计算公式 闸孔总净宽0B =gm H Q223σε单孔闸400)1(171.01ss b b b b --=ε 多孔闸 NN bz εεε+-=)1(4001171.01Z ZZ db b d b b +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=ε40000221171.01b Z b Z b b d b b b d b b ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++--=ε ②对于平底板水闸，当水流为孔口出流时计算公式 闸孔总净宽0'02gH h Q B e μσ=Hh e ''1εϕεμ-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=2'111H h e λεeh r 16718.24.0=λ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。
水闸课程设计
水闸课程设计一、引言水闸是一种用于控制水流的建筑物，广泛应用于灌溉、水利工程和航运等领域。
本课程设计将以水闸为主题，通过理论学习和实践操作，帮助学生深入了解水闸的原理、结构和运行方式，并培养学生的实践能力和创新思维。
二、教学目标1.掌握水闸的基本概念和分类；2.理解水闸的原理和结构；3.学会使用相关工具进行水闸的设计和计算；4.培养学生的团队合作能力和创新能力。
三、教学内容1. 水闸基础知识•水闸的定义和作用；•水闸的分类及其特点；•水流力学基础知识。
2. 水闸原理与结构•水闸工作原理；•不同类型水闸的结构特点；•水闸启闭机构及其工作原理。
3. 水闸设计与计算•设计参数及其确定方法；•基本设计步骤和流程；•使用相关软件进行水闸设计和计算。
4. 水闸运行与维护•水闸的运行管理；•常见故障及其排除方法；•水闸的定期检查和维护。
四、教学方法1.理论授课：通过讲解PPT和示意图，向学生介绍水闸的基本概念、原理和结构。
2.实验操作：组织学生进行水闸模型的制作和实验操作，让学生亲自体验水闸的启闭过程，并观察其工作原理。
3.计算实践：引导学生使用相关软件进行水闸设计和计算，培养他们的实践能力和解决问题的能力。
4.小组讨论：组织学生分成小组，共同研究解决水闸设计中遇到的问题，培养他们的团队合作精神和创新思维。
五、教学评价1.平时成绩占比：理论知识考试（30%）、实验报告（20%）、计算作业（20%）；2.期末成绩占比：设计报告（30%）。
六、教材及参考资料1.教材：–《水利水电工程水闸设计与计算》–《水利工程设计手册》2.参考资料：–《水利工程设计规范》–《水利工程施工与管理》七、教学进度安排教学内容学时安排备注水闸基础知识2学时水闸原理与结构4学时水闸设计与计算6学时水闸运行与维护2学时实验操作及计算实践4学时需分为多个阶段小组讨论和总结报告2学时八、实验设备和材料准备1.实验设备：–水泵、管道、流量计等；–模型制作材料。
课程设计水闸
课程设计水闸一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握水闸的基本概念、结构和功能，了解水闸在水利工程中的重要作用，以及学会水闸的设计和施工方法。
1.了解水闸的定义、分类和特点。
2.掌握水闸的主要结构部件及其功能。
3.了解水闸的工作原理和运行机制。
4.掌握水闸的设计和施工方法。
5.能够分析水闸的结构和功能，解决实际问题。
6.能够运用所学知识进行水闸的设计和计算。
7.能够对水闸施工过程进行监控和管理。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情，提高学生的专业素养。
2.培养学生团队协作、创新精神和实践能力。
3.使学生认识到水闸在水利工程中的重要性，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括水闸的基本概念、结构和功能，水闸的设计和施工方法，以及水闸在水利工程中的应用。
1.水闸的基本概念：水闸的定义、分类和特点。
2.水闸的结构：闸室、闸门、启闭机、两岸连接段等部件的结构和功能。
3.水闸的功能：调节水位、防洪排涝、航运等。
4.水闸的工作原理和运行机制：水闸的开启和关闭、水位变化对水闸运行的影响等。
5.水闸的设计：设计原则、设计步骤、设计方法等。
6.水闸的施工：施工工艺、施工、施工管理等内容。
7.水闸在水利工程中的应用实例：介绍一些典型的水闸工程，分析其在水利工程中的作用和意义。
三、教学方法本课程的教学方法采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：教师通过讲解水闸的基本概念、结构和功能，以及设计和施工方法，使学生掌握水闸的相关知识。
2.案例分析法：通过分析一些典型的水闸工程案例，使学生了解水闸在水利工程中的应用和重要性。
3.实验法：学生进行水闸模型实验，使学生直观地了解水闸的结构和运行原理。
4.讨论法：学生进行小组讨论，探讨水闸设计和施工中遇到的问题，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
第6章 水闸讲稿课件
（6）冲沙闸：以葛洲坝为例。301
（7）泄洪闸（同拦河坝）
（8）船闸（专门建筑物）
（9）排污闸
排冰闸
2、按闸室结构形式来分
（1）开敞式水闸 302
开敞式（不设胸墙）：多用于泄洪、排水、过船。
（2）胸墙式水闸 302
胸墙式分为：固定胸墙和活动胸墙。 当上游水位变幅大，而泄量又有限制，为避免闸 门过高，常设胸墙。 （3）封闭式及涵洞式水闸 302
水闸挡水后，在闸基和边墩、翼墙的背水侧 产生渗流。
渗流不利的影响：
⑴ 对稳定不利
对闸室地基的抗滑稳定不利；对翼墙、边墩
的侧向稳定不利。
⑵ 可造成管涌、流土渗透变形。
⑶ 损失水量。
⑷ 使地基中可溶物质加速溶解。
一、水闸的防渗长度及地下轮廓的布置
1.防渗长度的确定
自铺盖前端开始，沿铺盖、板桩两侧、
底板、护坦等与地基的接触线，称地下轮廓
◆缺点：
(1)沿地基轮廓的渗压水头并不是直线变化的； (2)出逸坡降与沿地下轮廓的平均（或加权平均）渗透 坡降并不相同,J出逸要大的多。
渗透变形的检查---检查管涌、流土是否 发生，出逸坡降J出>【J】
发生现象 非粘性土 产生管涌 1.出逸处设反滤层； 2.加深出逸前的齿墙或增设不长的板桩(降低 J 出)。 对粘土 产生流土 1.加大紧近齿墙的海漫厚度(压重) 2.加深齿墙或增设不长的板桩(降低 J 出) 解决方法
平原区水闸枢纽工程分等指标表 301
工程级别 规模 最大过闸流量 防护对象的重 要性 Ⅰ 大（1）型 ≥5000 特别重要 Ⅱ 大（2）型 5000～1000 重要 Ⅲ 中型 1000～100 中等 Ⅳ 小（1）型 100～20 一般 Ⅴ 小（2）型 <20
水工建筑物课件-水闸资料
五、水闸设计内容和所需基本资料（了解）
（一）水闸的设计内容
➢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； ➢地基处理； ➢选择两岸连接建筑的型式和尺寸； ➢结构设计等。
（三）水闸设计所需基本资料
➢ 河流规划 ➢ 运用要求 ➢ 地形、地质、水文、气象、泥沙、地震烈度 ➢ 建筑材料 ➢ 施工及交通运输条件等。
g—重力加速度，m/s2。
⑵ 孔流情况：
L0
Q
a 2gH
（ 6–2）
式中: a——闸门开度或胸墙下孔口高度，m；
、μ——宽顶堰上孔流的淹没系数和流量系数，
可由《水闸设计规范》(SL265–2001) 的附表查得。
过闸单宽流量q直接影响消能防冲的工程量和工程造价。闸 孔总净宽L0↑，q↓；闸孔总净宽L0↓，q↑。 为此，需要结合河床或渠道的土质情况、上下游水位差、 下游水深等因素，选用适宜的最大单宽流量qmax。 q的选用：
过水能力：与上下游水位、底板高程、闸孔净宽相互关联， 需对不同方案进行技术经济比较后确定。
4.确定闸室单孔宽度和总长度
闸室单孔宽度l0：根据闸门型式、启闭设备条件、闸孔
一、水闸的类型
1、按承担任务分类（图6–1）
（1）节制闸（拦河闸） 一般拦河而建，枯水期截断河道，抬高水位，以
利于上游航运或进水闸引水，洪水期用以控制下泄流 量。节制闸在灌溉渠系中位于干、支渠分水口附近。 （2）进水闸（取水闸）
在河道、水库或湖泊的岸边，建闸引水，并控制 入渠流量。有开敞式及涵洞式两种，常建在渠首。
❖ 葛洲坝二江泄洪闸：共27孔，闸高33m，最大泄量达 83900m3/s，居全国之首，1988年至今运行良好。
水工建筑物水闸课程设计
水工建筑物水闸课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水工建筑物水闸的基本概念、结构形式、工作原理和设计要求。
具体包括：1.知识目标：（1）能够正确理解水闸的定义、分类和功能；（2）熟悉水闸的主要结构组成及其作用；（3）掌握水闸的工作原理和设计要求。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决实际工程问题；（2）具备一定的绘图和计算能力，能够阅读和理解水闸设计图纸。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对水工建筑物的兴趣和热爱，提高学生的工程意识；（2）培养学生团队协作、自主学习和创新思维的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.水闸的基本概念：介绍水闸的定义、分类和功能，使学生了解水闸在水工建筑物中的重要性。
2.水闸的结构组成：讲解水闸的主要结构组成，包括上游连接段、下游连接段、闸室、工作闸门、启闭设备等，并分析各部分的作用。
3.水闸的工作原理：阐述水闸的工作原理，包括上游水位上升、下游水位下降、闸门开启和关闭等过程，使学生掌握水闸的运行规律。
4.水闸的设计要求：介绍水闸设计的主要依据和原则，包括结构稳定性、泄洪能力、过船条件等，为学生后续学习水闸设计打下基础。
5.案例分析：分析一些典型的水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：教师讲解水闸的基本概念、结构组成、工作原理和设计要求，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析典型水闸工程案例，使学生更好地理解和运用所学知识。
3.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生团队协作和创新思维的能力。
4.实验法：安排学生参观水闸工程，亲身体验水闸的运行原理，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的水工建筑物水闸教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
第六章 水闸
三、海漫设计
1 海漫的作用
防冲：防止水流出消力池后的剩余能量对下游的冲刷； 顺流：调整水流均匀扩散，使流速分布逐渐调整到天然状态 (Fig6-18)。
2 海漫的布臵与构造
布臵：水平段＋斜坡段(Fig6-18) 要求：①表面粗糙，以进一步消能 ②具透水性，渗流可自由排除，降低扬压力
③具柔性，以适应河床冲刷变形。
平均基底压力不大于地基容许承载力 不发生明显的倾斜，地基压力的最大值与最小值之比 不大于规定的容许值 不发生沿地基面或深层的滑动
6.3 水闸的防渗、排水设计
一、渗流危害
发生渗流的位臵（图） 闸基
边墩背水一侧 翼墙背水一侧
渗流的危害 降低闸室的抗滑稳定及边墩和翼墙的侧向稳定性； 可能引起闸基的渗透变形，甚至破坏； 损失水量； 使闸基的可溶性物质加速溶解。
6.3 水闸的防渗、排水设计
二、水闸的防渗长度及地下轮廓的布置
包括闸门、闸墩、边墩(岸墙)、底板、胸墙、工作桥、交 通桥、启闭机等
上游连接段
含两岸翼墙、两岸护坡、河床部分的铺盖及防冲墙、护底 目的：导流、防冲、防渗、护稳
下游连接段
包括护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、两岸护坡等 目的：消能、导流、调流、减速、防冲
6.1 概述
三、水闸的工作特点（软土地基）
可交错排列。
墩高：1/5-1/3跃后水深
6.4 水闸的消能、防冲设计 （四）消力池的构造
消力池底板、消力墩等配筋 消力池末端设齿墙以增加稳定性 水平段的后半部设排水孔以减少扬压力 底部铺设反滤层 分缝：垂直于水流方向不分缝；与底板、翼墙、海漫交界处 设沉降缝。
6.4 水闸的消能、防冲设计
闸室单孔宽度l0：依据闸门形式、启闭条件、运用要求和 工程造价确定；
第六章 水闸设计预习报告
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多用于河道,渠系及水库、湖泊岸边。
我国修建水闸的历史可追溯到公元前6世纪的春秋年代，据《水经注》记载，在位于今安徽寿县城南的芍陂灌区中即设有进水和供水用的5个水门。
至1991年，全国已建成水闸2.9万座，给国民经济带来了很大的效益。
现在的水闸建设，正在向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和遥控化发展。
一、工作特点：建在软土地基上的水闸具有以下一些工作特点:(1) 软工地基的压缩性大, 承载能力低, 抗冲能力差, 细砂容易液化, 在闸室自重及外荷作用下，地基可能产生较大的沉降或沉降差, 造成闸室倾斜, 止水破坏，闸底板断裂甚至发生塑性破坏引起水闸失事。
(2) 水闸在泄流时, 尽管流速不高, 但水流仍具有一定的剩余能量, 而土基的抗冲能力较低, 可能引起水闸下游的冲刷, 此外水闸下游常出现的波状水跃和折冲水流, 将会进一步加剧对河床和两岸的淘刷。
同时, 由于闸下游水位变幅大, 闸下出流可能形成远驱水跃，临界水跃甚至淹没度较大的水跃, 因此消能防冲设施要在各种运用情况时都能满足设计要。
(3) 土基在渗水流作用下, 容易产生渗透变形特别是粉、细砂地基, 在闸后易出现翻砂冒水现象,严重时闸基和两岸会被掏空, 引起水闸沉降, 倾斜, 断裂甚至倒塌。
基于上述特点,设计时需要解决好以下几个问题:(1) 选择适宜的闸址。
(2) 选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定。
(3) 做好防渗设计, 特别是上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分, 要在空间上形成防渗整体。
(4) 做好消能、防冲设计，避免出现危害性的冲刷。
二、水闸类型：(1) 节制闸：拦河或在渠道上建造, 用于拦洪,调节水位以满足上游引水或航运的需要,控制下泄流量,保证下游河道安全或根据下游用水需要调节放水流量。
(2) 进水闸: 建在河道, 水库或湖泊的岸边, 用来近控制引水流量, 以满足灌溉,发电或供水的需要。
水闸
排水闸：常建于江河沿岸，用来排除内河或 低洼地区对农作物有害的渍水。当外河水位 上涨时，可以关闸，防止外水倒灌。当洼地 有蓄水、灌溉要求时，也可关门蓄水或从江 河引水，有时有双向挡水、双向过流的特点。
荆江分洪闸
1952年，仅用75天时间，就建成了万里长
江上第一个大型水利工程。荆江分洪闸为 防洪工程，全长1054.375米，54孔，设计 进洪量8000秒立方米。节制闸为控制工程， 全长336.825米，32孔，设计泄洪流量3800 立方米/秒。
第六章 水闸
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • 第六节 • 第七节 • 第八节 • 第九节
概述 闸址选择和闸孔设计 水闸的防渗、排水设计 水闸的消能、防冲设计 闸室的布置和构造 闸室稳定分析、沉降校核和地基处理 闸室的结构设计 水闸与两岸的连接建筑 其他闸型和软基上的混凝土溢流坝
永久性建筑物级别
主Байду номын сангаас建筑物
次要建筑物
临时性建筑物级 别
1
3
4
2
3
4
3
4
5
4
5
5
5
5
—
§1 概述
（五）水闸的组成部分
• 上游连接段 • 闸室 • 下游连接段
§1 概述
上游连接段作用： • 引导水流平顺地进入闸室； • 保护两岸及河床免遭冲刷； • 与闸室等共同构成防渗地下轮廓，确 保 在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗 稳定性。
§1 概述
闸室段作用：
• 闸室也叫控制段，上游用来控制水位，下游 用来控制流量；
• 闸墩用以分隔闸孔和支撑闸门、胸墙、工作 桥、交通桥、检修便桥。
• 底板是闸室的基础，用以将闸室上部结构的 重量及荷载传至地基，并兼有防渗和防冲的作 用。
二建水利水电工程实务精讲 第06讲 水利水电工程技术(六)
2F311013 掌握水闸的组成及作用水闸是一种既能挡水又能泄水的低水头水工建筑物，通过闸门启闭来控制水位和流量，以满足防洪、灌溉、排涝等的需要。
一、水闸的类型1 ．按水闸所承担的任务可分为进水闸、节制闸、泄水闸、排水闸、挡潮闸等。
2 ．按闸室结构形式可分为开敞式水闸和涵洞式水闸。
( l ）开敞式水闸，闸室上面是露天的，上面没有填土，如图 2F311013 - 1 所示。
当引（泄）水流量较大、渠堤不高时，常采用开敞式水闸。
( 2 ）涵洞式水闸：主要建在渠堤较高、引水流量较小的渠堤之下，闸室后有洞身段，洞身上面填土。
根据水力条件的不同，涵洞式可分为有压和无压两种。
二、水闸的组成部分及其作用水闸由闸室和上、下游连接段三部分组成，如图 2F311013 - 1 所示。
（一）闸室闸室是水闸的主体，起挡水和调节水流的作用。
它包括底板、闸墩、闸门、胸墙、工作桥和交通桥等。
1 ．底板。
底板按结构形式，可分为平底板、低堰底板和反拱底板；工程中用得最多的是平底板。
根据底板与闸墩的连接方式不同，平底板可分为整体式和分离式两种。
( 1 ）整体式底板。
底板与闸墩连成整体。
作用是将上部结构重量及荷载传给地基，并有防冲及防渗作用。
底板厚度必须满足强度和刚度要求，可取为 1 / 5 一 1 / 7 倍闸孔净宽，但不宜小于 0 . 5 - 0 . 7m 。
整体式平底板抗震性能较好。
中等密实以下的地基或地震区适宜采用整体式底板。
对多孔水闸，为适应地基不均匀沉降和减小底板内的温度应力，需要沿水流方向设变形缝（温度沉降缝）将闸室分成若干段，每个闸段一般不超过 20m 。
( 2 ）分离式底板。
闸孔中间的底板与闸墩下的底板之间用沉降缝分开，称为分离式底板。
分离式闸墩底板基底压力较大，一般宜建在中等密实以上的地基上。
2 ．闸墩。
闸墩的作用主要是分隔闸孔，支承闸门、胸墙、工作桥及交通桥等上部结构。
闸墩多用 C15 - C30 的混凝土浇筑，小型水闸可用浆砌块石砌筑，但门槽部位需用混凝土浇筑。
水工建筑物教学大纲及考试大纲(本科64学时)
水工建筑物教学大纲课程编码：AX303130A学分：4学分总学时：64学时适用专业：水利水电工程专业先修课程：理论力学、材料力学、结构力学、工程材料、工程测量、土力学、工程地质、水力学、钢筋混凝土结构、钢结构、工程水文学、水能规划等学科基础平台。
一、课程性质、目的与任务1、课程性质：本课程是水利水电工程专业的主干专业必修课之一，是本专业学位课。
2、目的与任务目的是使学生初步掌握各种水工建筑物的设计理论和方法、运行管理及科学研究的基本知识，了解各种水工建筑物在水利枢纽中的相互关系及布置原则。
通过课堂听课、课程作业、课程设计、工程参观、实验和工地实习等环节，使学生受到运用所学知识解决实际工程问题的基本训练，为今后从事大中型水利水电工程的设计、施工、管理和科学研究打下基础。
二、教学基本要求了解我国的水力资源的特点、分布及开发情况；了解过坝建筑物的工作原理及选用；了解渠首与渠系建筑物的组成及适用条件；了解水工建筑物的管理及监测；了解水利枢纽中各种水工建筑物在布置上的要求，以及具体的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水利枢纽布置的影响，了解水利枢纽布置的方法与步骤。
理解重力坝、拱坝、土石坝的基本工作原理，渗流、稳定及应力分析方法及过程。
掌握坝轴线、坝高、坝长的定义，重力坝、拱坝、土石坝的结构组成、地基处理的基本方法等，懂得从安全、经济、适用的原则出发，根据任务和具体条件进行水工建筑物的轮廓及细部结构尺寸的初步设计；掌握支墩坝、水闸、岸边溢洪道、水工隧洞及闸门的基本概念、适用条件、结构组成，能对其进行初步设计；能够绘制一般的水工建筑物的设计图纸，对水工建筑物的模型实验有所了解，并初步掌握某些水工建筑物的施工方法及工序安排。
总之通过本课程的学习，应使学生达到能够运用所学知识进行各种常见水工建筑物的一般设计计算，能够进行水利工程初步设计。
三、本课程与其它课程的联系和分工1、水力计算和渗流计算的基础理论在《水力学》、《土力学》课程中讲授。
水闸的教学知识点总结
水闸的教学知识点总结1.水闸的基本概念水闸是一种用于控制水流的设施，主要用于防洪、灌溉和水能利用等方面。
水闸通常由闸门、闸墩、闸槽、闸壳、启闭机构、溢流设施等组成。
闸门是水闸的主要构件，用于控制水流的开关，根据闸门的不同形式和运动方式，水闸可以分为平板闸、滑门闸、卷帘闸、拱门闸等类型。
2.水闸的分类根据用途和工作原理的不同，水闸可以分为防洪闸、灌溉闸、水能利用闸等类型。
防洪闸主要用于控制河流的水位，防止洪水泛滥。
灌溉闸用于调节渠道的水流，以满足农田灌溉的需要。
水能利用闸则是用来控制水流，以便发挥水流的动力作用，实现发电等用途。
根据闸门的不同形式和运动方式，水闸还可以分为平板闸、滑门闸、卷帘闸、拱门闸等类型。
3.水闸的设计原理水闸的设计需要考虑多个因素，包括水文地质条件、工程用途、施工条件、维护管理等。
在设计中，需要根据所在地区的水文地质条件，确定水流的流量、水位、流速等参数，以确定闸门的尺寸、形状和运动方式。
4.水闸的施工技术水闸的施工需要遵循一定的标准和规范，包括材料选择、结构设计、施工工艺、安全管理等方面。
在施工中，需要注意闸门的尺寸、材质、密封性能等，保证其能够正常运行，并且具有良好的防洪效果。
5.水闸的维护与管理水闸的维护与管理是水利工程建设的重要环节，直接关系到水闸的使用寿命和防洪效果。
维护工作包括定期巡查、保养检修、设备更换等内容，需要有专门的维护人员进行管理和操作。
水闸作为一种重要的水利工程设施，对于防洪、灌溉和水能利用等方面具有重要的作用。
掌握水闸的基本概念、分类、设计原理、施工技术、维护与管理等知识是非常有必要的，可以帮助我们更好地了解水闸的作用和使用方法，从而更好地运用水利资源，促进经济的发展和社会的进步。
水闸课程设计手稿
水闸课程设计手稿一、教学目标本课程旨在让学生了解水闸的定义、功能、结构及其在水利工程中的重要性。
通过本课程的学习，学生将能够掌握水闸的基本原理和设计方法，了解水闸在不同环境下的应用，并能够对水闸工程进行合理的评价和分析。
1.理解水闸的定义和功能；2.掌握水闸的基本结构和设计原理；3.了解水闸在水利工程中的应用和重要性。
4.能够分析水闸工程的基本问题；5.能够运用所学知识对水闸工程进行评价和分析。
情感态度价值观目标：1.培养学生对水利工程的兴趣和热情；2.培养学生对水闸工程的科学态度和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括水闸的定义和功能、水闸的结构和设计原理、水闸在水利工程中的应用等。
具体的教学大纲如下：1.第一章：水闸的定义和功能–节1：水闸的定义–节2：水闸的功能和作用2.第二章：水闸的结构和设计原理–节1：水闸的基本结构–节2：水闸的设计原理和方法3.第三章：水闸在水利工程中的应用–节1：水闸在防洪工程中的应用–节2：水闸在治河工程中的应用三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、案例分析法和实验法。
通过多种教学方法的结合，激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握水闸的基本知识和原理。
2.案例分析法：通过分析真实的水闸工程案例，使学生了解水闸在实际工程中的应用和效果。
3.实验法：通过实验操作，使学生了解水闸的结构和原理，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用权威的水利工程教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和生动性。
4.实验设备：准备相关的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等，旨在全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现，评估学生的学习态度和理解程度。
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第三节 水闸的防渗与排水
一．水闸的防渗长度及地下轮廓布置
（一）防渗长度 L≥CH
注：L——水闸的防渗长度（水平竖起段之和）m H——上下游水位差 m C——渗经系数，由地基土的性质决定(见P294表6-1)
（二）布置： 上游——以水平铺盖为主，也可采用竖直防
渗墙 下游——以排为主，设排水孔
二．防渗及排水设施
角<30O； • 分洪闸尽量选在凹岸或顺直河道主流侧； • 冲冲闸尽量选在河谷深槽处；
二．闸孔设计
（一）堰型选择：
• 宽顶堰： 有利于泄洪、冲砂、排泥、排冰、通航、泄流能力
稳定结构简单、施工方便，自由泄流时流量系数小， 易产生波状水跃；
• 实用堰： 有梯形的、曲线形的和驼峰形的，流量系数大，水
流条件好，可消除波状水跃，泄流能力明显受尾水位 影响，施工较复杂； （二）闸底坡高程：
• 过闸水位差：0.1--0.3m
(四)确定闸室宽及单孔宽：
单孔宽由闸门形式、启闭设备条件、运用要求等确 定，一般: l0=8-12m(大中型水闸)。 • 孔数：n=L0/l0 取定时，应略大于计算值，总净宽 不宜大于计算值的3%-5%； • 宜采用单数孔，便于对称开启；
• 闸室总宽度：L0=n l0+(n-1) d (d：为闸墩厚度)
一般与河底平齐，进水闸应高于河底、防止进沙。
（三）孔闸总净宽：
(根据设计流量、上下游水位、初拟的底板高程和堰型
确定) 1． 水流为堰流时：
L 0 m
Q
2
g
H
0
3 2
2．水流为孔流时：
L0
Q
'a 2g H 0
• 单宽流量 q 的控制：
–粉砂、细砂地基：q=5-10m3/s.m –砂址土基宽：q=10-15 m3/s.m –址土地基：q=15-20 m3/s.m –坚硬粘土地基：q=20-25 m3/s.m
由于闸孔总宽度小于河道宽度，水流过闸时，先有 侧向收缩，过闸后再扩散，若布置或操作不当，出闸 水流不能均匀收缩，易形成的冲水流，淘刷河床及岸 坡。
二．底流消能工的设计
平原地区水闸，由于水位差小，下流水位变幅大， 常采用底部流消能。 （一）布置：
• 反滤层：排水层下部与地基接触处设反滤层
第四节 水闸的消能防冲设计
一.过闸水流的特点
1．易形成波状水跃 由于水闸的上下游水位差较小，易发生波状水跃，
尤其当底板为平底时(当底板与河床齐平时，就会出现 波状水跃)更是如此。波状水跃虽无强烈的旋滚，水面 呈波形，但消能效果差，冲刷力大，水流处于急流流 态，不宜迅速向两侧扩散。使过流宽度小，局部区域 内单宽流量q大，对河刷冲刷较大。 2．易出现折冲水流
（一）铺盖： 由相对不透水性、柔性材料铺成，通过延长渗径防渗
1. 粘土与粘壤土铺盖 • 渗透系数小于地基的100倍以上，最好达1000倍； • 铺盖长度：为闸上水头的2—4倍； • 铺盖厚度：最小厚度不得于0.5-0.75m； • 保护层——砂，块石，砂砾石 2. 沥青砼铺盖： • 渗透系数：K=10-8——10-9cm/s； • 厚度：5-10cm； • 接缝处理：多为搭接； 3. 钢筋砼铺盖： • 厚度>0.4m (连接处>0.8m )； • 用沉降逢分开，设止水；
三．土基上水闸的工作特点
1. 工作特点： (1)土基压缩性大，承载能力差，抗冲能力差，尤其细
砂易液化，可能产生较大沉降或者水均匀沉降。 造成闸室倾斜，止水破坏，底板裂缝断开等； (2)泄水时下游冲刷问题，常出现坡状水跃，折冲水流； (3)易产生渗透变形； 2. 设计要求： (1)选择恰当的闸址； (2)做好防渗设计； (3)选择与在基条件相适应的闸室结构形式； (4)做好消能防冲设计；
（二）板桩
• 桩深：透水层较薄时，插入不透水层1m以上， 透பைடு நூலகம்层厚时，桩深为（0.6-1.0）倍水头；
• 材料：
❖木料(一般厚8-12cm，宽20-30cm,长3-5m) ❖钢筋砼(一般厚10-15cm，宽5-10cm,长12-15m) ❖钢板(我国少用)；
• 板桩与闸室底板连接：见P301图10；
第六章 水闸
一 、水闸的功能与分类
（一） 按水闸原理任务分
1. 节制闸：用于拦洪,调节水位以满足上游水位或航道的需要。控制下泄流量， 保证下游河道安全；
2. 进水闸：建在河道水库、湖泊岸边，用于控制引水流量； 3. 分洪闸：建在河道一侧，用于将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区或
分洪道（如荆州南北闸）；
❖靠紧底板，插入铺盖内——用于沉降量大的工 程； ❖插入底板下凹槽中——用于沉降量小的工程；
（三）齿墙
底板上下游端设齿墙，与地基相连。齿墙深 1m左右。 （四）其它防渗设施：
• 垂直防渗：砼防渗墙、灌注式水泥砂浆帷幕、 高压旋喷法防渗墙等。
（五）排水及反滤层：
• 排水：护坦或海漫底部铺0.2-0.3m厚粒径为 1-2cm的卵石、砾石或碎石。
四．设计内容
1． 闸址选择； 2． 确定孔口形状和尺寸； 3． 功能防冲设计； 4． 防渗排水设计； 5． 稳定计算； 6． 沉降校核及地基处理； 7． 连接建筑物形式和尺寸； 8． 结构设计；
第二节 闸址选择及闸孔设计
一.闸址选择
• 适宜的地基：土壤，中砂，粗砂，砂砾石地基； • 需处理的地基：游泥层、粉细砂地基； • 拦河闸要求河岸稳定，水流顺直的河段； • 进水闸尽量选在凹岸，引水方向与河道主流夹
1. 大型水闸：Q>1000m3/s； 2. 中型水闸：Q=100—1000 m3/s； 3. 小型水闸：Q<100 m3/s；
二．水闸的组成
1．闸室：闸门，闸板、边坡（岸墙）、底板， 胸墙，工作桥、交通桥、起闭机；
2．上游连接段：两岸翼墙及河流铺盖，引导 水流平顺入闸，护坦、防渗；
3．下游连接段：护坦、海漫、防溃槽，翼墙， 护坡，消能，均匀扩散，防冲等；
4. 排水闸：江河沿岸用于排除内河低洼地积水（双向挡水作用）； 5. 挡潮闸：入海口，挡潮，泄水（双向挡水）； 6. 冲沙闸：多泥沙河流上排沙； （二） 按闸室结构分：
1. 开敞式：可排沙、漂、过木； 2. 胸墙式：用于上游水经便幅度较大，水闸净宽为低水位控制高水位时需用闸
门控制流量时；
3. 涵洞式：穿堤取水或排水； （三） 按过闸流量分：