水闸的孔口尺寸确定答案
水工建筑物考试填空题
（1）组成水库枢纽的“三大件”包括（挡水）、（泄水）和（引水）等类型建筑物。
（2）重力坝按其结构型式分类，可分为（实体重力坝）、（宽缝重力坝）和（空腹重力坝）三种。
（3）土坝的上游坝坡一般（小）于下游坝坡，这是因为（上）游坝坡受水的影响，其抗剪指标（小）于（下）游坝坡。
（4）土坝的垂直防渗措施一般有（截水槽）、（混凝土防渗墙）、（灌浆帷幕）、（混凝土截水墙）（高压喷射灌浆）等五种基本型式。
（5）一般情况下，气温低于封拱温度时，对拱坝坝体应力（不）利，但对坝肩稳定（有）利。
（6）由概率极限状态设计时，对重力坝应分别按（承载能力）极限状态和（正常使用）极限状态进行强度验算。
（7）隧洞衬砌所受的弹性抗力与其刚度有关，衬砌刚度越（大），弹性抗力就越（大）。
（8）利用挑流消能时挑坎出口的（水流流速）越（大），挑距越（远），而挑射水流对下游的冲刷深度主要取决于（流速）。
（9）水闸是一种低水头建筑物，既（挡水）又（泄水）。
（10）船闸一般由（闸室），（上下游闸首）和（上下游引航）几部分组成。
（14）碾压混凝土重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性混凝土，经___碾压______而成的混凝土坝。
（15）拱坝的应力分析方法：_拱梁法___拱冠梁法_、__纯拱法______圆筒__、____有限单元法______。
（16）根据土石坝施工方法的不同，可将土石坝划分为以种：碾压式、抛填式堆石坝、水中填土坝、水力冲填坝、和定向爆破堆石坝等。
（17）闸基渗流计算的方法有流网法、改进阻力系数法、直线法（18）泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行的岸边溢洪道，称为侧槽溢洪道。
（19）拱渡槽主拱圈结构的基本尺寸是跨度、矢高比、拱脚高程、拱宽。
（20）护坦的作用是消减水流的动能。
1、挑流消能一般适于（基岩较坚固的中高溢流坝）。
挑射角度一般为20°-25°若挑射角度加，（挑射距离）增大，且（冲坑）加深。
2、（地震烈度）表示地震对建筑物的影响程度。
水闸设计
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
Excel水力计算展示——闸孔尺寸确定演示(精)
2.确定（计算）闸门的相关参数
3.编写试算程序
水力分析与计算
水力分析与计算
二 excel求解过程
水力分析与计算
注：褐色部分为基本参数，人工输入；绿色部分为程序自动运算，切勿人工修改！
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
A7=F4-E4
ht h0
) B7=C4*D40(忽略不计D7=B4+C7^2/(2*9.8) 2 B nb v P 1 H0 H 0 2g
水力分析与计算
闸孔尺寸EXCEL计算
水力分析与计算
水力分析与计算
三 Excel表格使用
情形一：
将流量改为4m3/m， 其他条件不变。
试算结果：
e=0.55m
情形二：
将流量改为6m3/m， 其他条件不变。算
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水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院
e
水力分析与计算
水力分析与计算
一 工程任务
思路分析：
①
判断是否为闸孔出流
e 0.1 0.65 H
e
②
先按照闸孔自由出流计算，进而判 断下游出流形式
淹没出流（淹没式水跃）
Q0 s be 2 gH 0
自由出流（远趋式、临 ③ 界式水跃）
Q0 be 2 gH 0
④ σ ，μ 均与e有关，故类题目应采用试算法 s 水力分析与计算
e 0.65堰流 H
水力分析与计算
二 excel求解过程
Q c s be 2 gH H h '' 0 h3 h0 0.01 c '' t 淹没出流 c 2 gh c Q0 水力分析与计算
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。
07 闸孔尺寸确定
根据试算的思路和计算过程，按照水力计算的公式，逐次编写闸孔尺 寸确定的计算程序，用试算的方法求得结果。
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
注：褐色部分为基本参数，人工输入；绿色部分为程序自动运算，切勿人工修改！
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
A7=F4-E4 B7=C4*D40(忽略不计D)7=B4+C7^2/(2*9.8)
e
e 0.65闸孔出0流.6；0hc0q.自1762eee 2gH
H
H e 0.65堰流
H
H
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
H10=G10/2*(IS1Q0R=TI(F查1(+H相81*0关E>1=J图0$1^A02$=/7((,$9"F.自$84*由-G$1出E0$^流43-)"H),1-"01淹))/没($出B$流4-"H)10)
水力分析与计算子项目
闸孔尺寸EXCEL计算
水力分析与计算子项目
三 Excel表格使用
情形一：
试算结果：
将流量改为4m3/m，
e=0.55m
其他条件不变。
情形二：
计算结果：
将流量改为6m3/m， 其他条件不变。
e=0.8m
水力计算Excel展示厅
之七 闸孔尺寸确定
水利水电建筑工程
一 工程任务
某一单孔平板闸门，已知设计流量Q0=5m3/s，闸宽b=3m，闸下游河 道正常水深h0=1.5m，闸底坎为平顶堰式，堰高为0.5m，闸前水头 H=1.32m。试确定通过设计流量时的闸门开度（忽略上游行进流速v0）。
e
水力分析与计算子项目
水工建筑物基础基础试题及答案
一、填空题1、上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷,并与__防渗刺墙__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.2、水闸消能防冲的主要措施有消力池、__海漫__、防冲槽等.6、隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__.其中__塔式__受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差,需要较长的工作桥。
7、正槽式溢洪道一般由_ 进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。
其中___控制段___控制溢洪道的过水能力.8、泄水槽纵剖面布置,坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时,应在变坡处用__反弧段__连接,坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。
9、水工隧洞按水流状态可分为__有压隧洞_、__无压隧洞__两种形式,___________更能适应地质条件较差的情况,但其_________复杂，所以应避免平面转弯.10、回填灌浆是填充__衬砌__与__围岩_之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力__条件和减少__渗漏__。
1、河岸溢洪道的类型主要有正槽式式、侧槽式、井式和虹吸式四种。
3、海漫应具有一定的粗糙性，利于进一步消除余能；具有一定的透水性，以便排出渗水；具有一定的柔性,适应河床的变形。
4、坝下涵管为了有效地防止集中渗流,在涵管1～2m的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为涵衣。
5、土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降称为临界坡降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称为破坏坡降。
6、在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线与滑弧间的土体的滑动力矩时用饱和重度,计算抗滑力矩时用浮重度。
7、不平衡剪力在闸墩和底板进行分配时可采用弹性地基梁法和反力直线法.8、水闸按照其所承担的任务分为节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸和挡潮闸。
水工建筑物答案
水工建筑物（A ）一、填空1、为了满足防洪要求，获得发电、灌溉、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建 不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。
2、水利工程除了工程量大、投资多、工期较长外，还有：（1）工作条件复杂；（2）受自然 条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境影响也大；（4）工程失事的后果严重。
3、（1）收集资料信息；（2）明确工程总体规划及其对枢纽和建筑物的功能要求；（3）提出 方案；（4）筛选可行的比较方案；（5）对方案进行分析、比较、评价、选定设计方案；（6） 对建筑物进行优化定型及设计细部构造；（7）初定建筑物的施工方案；（8）对方案进行评价 及验证。
4、《混凝土重力坝设计规范》（SDJ21-78）5、等半径式拱坝，双曲拱坝6、（1）坝身稳定可靠；（2）不能发生危害性渗透变形；（3）不允许水流漫顶；（4）不允许 产生危害性裂缝；（5）能抵抗自然现象的破坏；（6）经济、技术安全的合理性。
7、（坝体，防渗体，排水设备、护坡）（棱体排水，贴坡排水，褥垫排水，管带排水，综合 排水）（排水沟，减压井）8、节制闸，进水闸，分洪闸，排水闸，挡潮闸，冲沙闸9、（正槽溢洪道，侧槽溢洪道，井式溢洪道，虹吸式溢洪道）（必须有足够的泄洪能力、泄 洪道的自身安全可靠，下泄洪水与下游水的衔接消能）10、（1）弹性压力是被动的，围堰压力是主动的；（2）弹性压力是有利荷载，围岩压力是不 利荷载；（3）围岩完整，弹性抗力大，围岩压力小；（4）通过灌泉可增大弹性压力，减小围 岩压力。
二、拱梁分载法是将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，坝体承受的一 部分由拱系承担，一部分由梁系承担。
拱和梁的荷载分配由拱系和梁系各交点处变位一致的 条件来确定，若从坝体中任意切取一个微元体进行受力分析可以看出在经向截面和水平截面 上各有六种内力，拱梁分载法就其原理能同时考虑这12个内力。
闸门设计题纲
闸门设计题纲一、设计任务为某水库设计放水洞底孔平面钢闸门一面，作为主要工作闸门。
二、设计资料1、放水洞净孔口尺寸：宽1.8米，高2.0米。
2、凭均设计水头（孔口中心处）20米。
3、闸门相对位置放水洞中部设闸井，闸门位于闸井上游井壁一边，在运用过程中闸下保持无压出流，闸井内不充水。
启闭机设于闸井顶端，从启闭中心至闸门底槛之间的高差为21米。
4、闸门行走支承采用滑动滚轮。
5、材料：门叶结构采用Q235，侧止水用P—60A型橡皮；底止水用I110—16条型橡皮，焊条E43型，砼等级C20，滚轮轴套为铸锡磷青铜，用普通螺栓。
6、参考资料：《水工钢结构》范崇仁主编，《水利水电工程钢闸门设计规范》。
三、设计要求1、编写设计书，参照“设计计算参考提纲”的内容，对原则问题应有简略的论证并附必要的简图。
用A4书写白纸，钢笔书写整齐端正，用铅笔绘制简图。
2、绘制施工图，图幅为A2图2张（或A3图4张）。
图中包括：门叶结构总图、侧视图、俯视图、必要的大样图，闸槽尺寸及埋固构件。
比例根据布图需要自定。
3、作出闸门的材料表附在设计图上。
四、闸门设计题纲1、据闸门工作条件，初步拟出闸门的构造形式及其总体布置⑴选择闸门的基本尺寸门高：6＋0.3（门的超高，高出孔口净高）=6.3ｍ。
门宽：为了布置侧止水和行走支承闸门宽度等于孔口净宽＋2×0.3ｍ。
⑵选择梁格布置方案主梁根数和布置，为简化设计和制造方便，又能保持闸门的整体刚度。
对与跨度远大于门高平面闸门，宜采用双主梁的复式梁格。
主梁位置按等水压力的原则布置，上下主梁应放置在离水压合力作用线相等的位置，并要求门的下悬臂≥0.12门高，上悬臂≤0.45门高。
水平次梁的间距，根据水压力的变化，应布置上疏下密，使各区格的面板厚度大致相同。
次梁可采用槽钢（包括顶梁和底梁）。
底梁不到底，布置底止水。
设置横隔板三道，等间距。
边梁采用单腹式。
⑶梁格采用齐平连接水平次梁穿过横隔板成连续梁。
《水工建筑物》第五章：水闸结构尺寸确定、消能防冲及防渗排水设计、地基处理以及附属建筑物
4．胸墙 胸墙设于工作闸门上部，帮助闸门挡水。在
上游水位变幅较大的情况下，完全用闸门挡水 将导致闸门尺寸和启闭机等设备过大。设置胸 墙后，可以大大减小闸门尺寸。胸墙也可以做 成活动型，当遭遇特大洪水时开启胸墙加大泄 流量。
底板、闸墩和胸墙通常为混凝土或钢筋混凝 土结构，小型水闸也可采用浆砌石结构。 5．工作桥
土基上的拦河闸，闸孔型式多采用开敞式宽顶堰。 ·在地基条件较好的拦河闸可以采用驼峰堰。 ·岩基上的水闸常采用实用堰。 开敞式宽顶堰：结构简单、施工方便、地基应力均匀， 泄流能力大、上游水位壅高较小，有利于完成冲沙、 排污等其他任务。宽顶堰的流量系数为0.36～0.385。 驼峰堰和实用堰：流量系数比宽顶堰大，可以使枢纽 布置更紧凑。水闸上的实用堰多为低堰。 实用堰：在淹没出流的情况下，流量系数急剧减少。 因此，经常或主要工况为淹没出流的泄水闸不宜于选 用实用堰。 上游水位变幅较大的水闸，可以考虑设置胸墙，以减 少闸门挡水高度和闸门受力。
对于建在岩基上的水闸，其工作特点与岩基 上的混凝土重力坝相似。
本章主要介绍建在土基上的水闸的工作 特点。 作为土基上低水头的挡水、泄水建筑物， 水闸有如下工作特点。
水闸的工作特点
（一）水的方面
水闸在水的作用下，需要解 决以下几个方面问题。
1．稳定问题
水闸在关闭闸门挡水的时候，闸 室上、下游形成一定的水位差。
1）．上游翼墙 ① 引导水流，使之平顺地流入闸孔；
②抵御两岸填土压力，保护闸前河岸不受冲刷；
③·并有侧向防渗的作用。
2．铺盖 主要起防渗作用，其表面还应进行保护，
以满足防冲要求。 3．护底
设在铺盖上游，起保护河床作用。 4．上游防冲槽
第二节 水闸的孔口设计
第二节水闸的孔口设计一、水闸孔口设计的主要内容1.确定闸孔型式2.拟定闸底板高程（即堰顶高程）3.计算孔口尺寸及溢流前沿总宽4.泄流能力验算二、水闸的闸孔型式（开敞式）根据水流流态分: 堰流式,孔流式图9-5 堰流式闸孔图9-6 孔流式闸孔2、根据结构型式分（1）宽顶堰：2.5H<堰顶厚度δ<4H或无坎，常用于平原地区，自由泄流范围大且稳定；施工简单；流量系数m较小，易产生波状水跃。
（2）实用堰：0.67H<堰顶厚度δ<2.5H，常用于上游水位允许有较大雍高的山区，自由泄流时流量系数m较大，流量Q受下游水位影响较大。
（3）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。
三、底板高程除考虑运用条件外，还要考虑地质条件和经济要求。
⒈运用条件：底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓节制闸与河底齐平或略高；进水、分洪闸比河底略高（防泥沙），排涝闸低。
⒉经济要求：底板高程低→q↑，底板上水深↑→闸室总宽度↓，但增大闸身和两岸结构高度，消能防冲费用↑，泥沙淤积。
⒊地质条件：避免复杂地基处理；抗冲刷能力q四、孔口设计的具体步骤⒈确定设计流量Q和上、下游设计水位⒉确定孔口型式⒊确定底板高程⒋计算闸孔净宽B及闸室总宽L（开敞式）规范中介绍了平底闸闸孔自由堰流、淹没式堰流、孔流的计算公式。
闸孔数n=B/b，如果运用上无特殊要求，一般b=8～12m，n<8时n一般取奇数。
溢流前缘总宽L=nb+（n-1）d，d为闸墩厚度。
⒌验算泄流能力。
*基本资料：(1)过闸Q设、Q校(2)上下游河道水力要素及水位-流量曲线(3)引水角度及分流比率(4)河床及两岸地质条件和土壤抗冲刷能力(5)特殊运用要求（过船、过木、过鱼、排冰、排砂、防淤等）第三节水闸的消能防冲设计一闸下泄流的特点和闸下冲刷的原因1.闸下泄流的特点(1)分洪闸开始泄流时下游无水或水位很低始流条件差：Qmax→⊿Zmax水位升高，Fr较小，易产生波状水跃；进口流态不对称时会产生折冲水流。
水工复习题
第五章水闸自测题一、填空题1. 水闸是一种低水头的水工建筑物，兼有和的作用，用以、，以满足水利事业的各种要求。
2. 水闸按所承担的任务分为闸、闸、闸、闸和闸。
3. 水闸由段段和段组成。
4. 水闸下游易出现的不利流态有和。
5. 消能设计的控制条件一般是上游水位高，闸门开启和单宽流量。
6. 底流消能设施有式、式、式三种形式。
7. 水闸防渗设计的原则是在高水位侧采用、、等防渗措施，在低水位侧设置设施。
8. 闸基渗流计算的方法有法、法和法。
10.直线比例法有法和法。
11.闸底板上、下游端一般设有齿墙，因为有利于，并。
12.闸墩的外形轮廓应满足过闸水流、小和大的要求。
13.工作桥的作用是，交通桥的作用是。
14.对于软弱粘性土和淤泥质土，应采用地基处理方法。
12. 如何确定水闸孔口的宽度和孔口高度？第五章水闸答案一、填空题1. 挡水；泄水；调节水位；控制流量2. 节制；进水；分洪；挡水；挡潮3. 上游联接；闸室段；下游联接4. 波状水跃；折冲水流5. 部分开启和单宽流量大。
6. 底流消能；挖深；消力槛；综合7. 铺盖；板桩；齿墙；排水8. 流网；改进阻力系数；直线比例9. 进出口；内部垂直；水平10.勃莱；莱因11.抗滑稳定；可延长渗径12.平顺；侧向收缩；过流能力13.为安装启闭机和便于工作人员操作；供人畜通行14.换土垫层二、单项选择题1. （ D ）闸孔形式结构简单、施工方便，但自由泄流时流量系数较小，易产生波状水跃。
A、驼峰堰型B、曲线堰型C、胸墙孔口型D、宽顶堰型2．验算水闸的过流能力时，计算的过流能力与设计流量的差值不得超过（ B ）。
A、±8%B、±5%C、±10%D、±3%3．底流消能是在水闸下游产生（ B ）水跃来进行消能的。
A、临界B、淹没C、远驱D、稳定4．混凝土铺盖与底板连接处设（ C ）止水效果较好。
A、沥青麻袋B、紫铜片C、柏油油毛毡D、塑料带5．对于密实的地基或岩基，采用（ D ）底板较合适。
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。
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 。
水闸的孔口尺寸确定全解
（2）最高水位 泄水闸的上游最高水位由水闸的泄水能力特 性决定。 泄水闸泄放校核洪水时，其上游水位为最高 水位。此时，闸门全开下泄洪水流量，上游水 位等于校核洪水流量下天然河道水位加上上游 水位壅高。
在平原地区建水闸，往往对上游水位壅高值的限制 较严。一般在洪水期泄洪时，上游水位壅高值只允 许控制在 0.1～0.3m ，否则将造成较大的上游淹没。 修建在山区和丘陵地区的水闸，其上游水位壅高往 往没有严格限制。可以根据水闸的任务、上游淹没 损失、工程造价、两岸堤防、地下水位等因素，经 多方案综合比较后确定。
5.2.2设计流量和上、下游水位的确定 1）拦河闸
设计流量:根据工程等别确定相应的设计洪 水流量Q设和校核洪水流量Q校。 上、下游水位
下游水位：由下泄流量查下游河道天然水位～流 量关系曲线确定。 上游水位： （1）正常蓄水位 拦河闸的上游正常蓄水位，要根据泄水闸 承担的任务，建成后上游淹没损失等因素确定。 在正常运用情况下，拦河闸的任务是控制上游水 位为正常蓄水位，以满足取水、航运等的要求。
上游水位：为渍水区内或排水渠末端相应于排水设 计流量时的水位； 下游水位：低于上游水位0.05～0.1m。
5.2.3 闸底板高程的选定 1）拦河闸：拦河闸的底板为平底板时， 闸底板的面高程等于或略高于河底高程， 有利于减轻闸前泥沙淤积。 2）进水闸：进水闸的底板高程应该高于 冲砂闸或泄水闸的底板高程。 在地基条件好和上游水位较高的情况 下，可以尽量提高底板高程，或采用泄 流能力高的实用堰。
5.2 水闸的孔口尺寸确定
5.2.1 闸孔和底板型式选择
9第9章 水闸设计
第9章 水闸设计习题解答1.解：由《水闸设计规范》（SL265-2001）第7.3.2条规定可知，答案A 是正确的。
2.解：根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A 式（A.0.1-1）计算闸孔总净宽。
堰上水深H=102.3-100=2.3（m ） 计入行近流速影响，0360.53(2626 2.3 1.52) 2.30.5Q v A ===++⨯⨯⨯⨯（m/s ） 则计入行近流速水头的堰上水深220010.532.3 2.31229.81v H H g α⨯=+=+=⨯（m ）由堰顶算起的下游水深h s =102.1-100=2.1（m ）， 由公式（A.0.1-6）计算淹没系数0.40.400 2.1 2.12.31(1) 2.31(1)0.8052.31 2.31s s h h H H σ=-=⨯⨯-= 则闸孔总净宽032QB σε==32360.805 1.00.365 2.31⨯⨯=7.9（m ）因此，选B 。
讨论: 本题0 2.10.910.92.31s h H ==>可按附录A 第A.0.2条计算，但计算结果相差甚大。
我算的08.95B =（m ）3. 解：由《水闸设计规范》（SL265-2001）第4.3.3条规定可知，答案B 是正确的。
4. 解：由《水闸设计规范》（SL265-2001）第4.3.6条规定可知，答案D 是正确的。
5. 解：根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A 式（A.0.1-1）计算闸孔总净宽。
堰上水深H=102.3-100=2.3（m ） 计入行近流速影响，0360.53(2626 2.3 1.52) 2.30.5Q v A ===++⨯⨯⨯⨯（m/s ） 则计入行近流速水头的堰上水深220010.532.3 2.31229.81v H H g α⨯=+=+=⨯（m ）由堰顶算起的下游水深h s =102.1-100=2.1（m ）， 由公式（A.0.1-6）计算淹没系数0.40.400 2.1 2.12.31(1) 2.31(1)0.8052.31 2.31s s h h H H σ=-=⨯⨯-= 则闸孔总净宽032QB σε==32360.8050.950.385 2.3⨯⨯=7.91（m ）因此，选B 。
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。
闸门孔口尺寸[精华]
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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。
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。
⒉ 经济要求： u堰顶高程低→水深↑，q ↑→闸室总宽度↓,但增
大闸身和两岸结构高度，同时消能防冲费用↑。
三、闸孔总宽度及孔数
闸孔总宽度及孔数
（一）堰流公式B0= Nhomakorabease m
Q 2gH03 2
（二）孔流公式
u 试确定孔数和单孔净宽。
设计条件
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。
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。
闸孔总宽度及孔数
作业一：（水闸孔口设计） √
u 已知： 平底开敞式节制闸，堰顶高程与河床底
同高，规划设计流量为128m3/s，相应的闸上 游水深3.5m，闸下游水深3.3m；上游河道底 宽30m，两岸边坡均为1:2.5。
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5.2.2设计流量和上、下游水位的确定 1）拦河闸
设计流量:根据工程等别确定相应的设计洪 水流量Q设和校核洪水流量Q校。 上、下游水位
下游水位：由下泄流量查下游河道天然水位～流 量关系曲线确定。 上游水位： （1）正常蓄水位 拦河闸的上游正常蓄水位，要根据泄水闸 承担的任务，建成后上游淹没损失等因素确定。 在正常运用情况下，拦河闸的任务是控制上游水 位为正常蓄水位，以满足取水、航运等的要求。
5.2.4 过闸单宽流量的确定 决定单宽流量大小的主要因素是河床抗冲能力。 · 当选择较大的单宽流量时，可以减少拦河闸的闸室数 量和缩短泄水前缘总宽度，降低闸室总造价。 · 但是，较大的单宽流量对河床冲刷破坏的能量增大， 容易发生冲刷破坏，需要加强消能防冲设施和护底措 施，增大相应造价。 · 河床抗冲能力还与水流条件有关。在水深较大，上下 游水位差较小，出闸水流扩散较平顺的情况下，同样 的土基条件可以承受较大的单宽流量冲刷。 在我国一般采用的单宽流量为5～30m3/s，下表为江苏 省对不同闸基土壤选用单宽流量的经验值。在砂砾石 地基上可以取更大的单宽流量。
（2）最高水位 泄水闸的上游最高水位由水闸的泄水能力特 性决定。 泄水闸泄放校核洪水时，其上游水位为最高 水位。此时，闸门全开下泄洪水流量，上游水 位等于校核洪水流量下天然河道水位加上上游 水位壅高。
在平原地区建水闸，往往对上游水位壅高值的限制 较严。一般在洪水期泄洪时，上游水位壅高值只允 许控制在 0.1～0.3m ，否则将造成较大的上游淹没。 修建在山区和丘陵地区的水闸，其上游水位壅高往 往没有严格限制。可以根据水闸的任务、上游淹没 损失、工程造价、两岸堤防、地下水位等因素，经 多方案综合比较后确定。
2）进水闸 设计流量：等于渠道的设计取用流量。 上、下游水位：
进水闸的上游水位：为水库正常蓄水位或河道最低 水位。从河道取水流量较大时，要考虑取水口处河 道水位局部降落， 进水闸的下游水位：由渠系规划和水闸额定取水流 量来确定确定。
3）排水闸： 设计流量：由设计暴雨、汇水面积及排水时间 确定。 上、下游水位：
不同土壤不冲单宽流量表
闸址土壤 粉土、粉砂 5~16 淤土 9 细砂土 4~9 粉质壤土 9~12 粘土 12~24
单宽流量(m3/s)
5.2.5 闸孔宽度的确定 一、闸孔总净宽B0的确定 Q （1）堰流时： B
0
m 2g H 0
3
2
（5-1）
当堰顶处于高淹没度（hs/H0≥0.9) 时，
5.2 水闸的孔口尺寸确定
5.2.1 闸孔和底板型式选择
土基上的拦河闸，闸孔型式多采用开敞式宽顶堰。 · 在地基条件较好的拦河闸可以采用驼峰堰。 · 岩基上的水闸常采用实用堰。 开敞式宽顶堰：结构简单、施工方便、地基应力均匀， 泄流能力大、上游水位壅高较小，有利于完成冲砂、 排污等其他任务。宽顶堰的流量系数为0.36～0.385。 驼峰堰和实用堰：流量系数较宽顶堰大，可以使枢纽 布置更紧凑。水闸上的实用堰多为低堰，其流量系数 参考有关文献。 实用堰：在淹没出流的情况下，流量系数急剧减少。 因此，经常或主要工况为淹没出流的泄水闸不宜于选 用实用堰。 上游水位变幅较大的水闸，可以考虑设置胸墙，以减 少闸门挡水高度和闸门受力。
上游水位：为渍水区内或排水渠末端相应于排水设 计流量时的水位； 下游水位：低于上游水位0.05～0.1m。
5.2.3 闸底板高程的选定 1）拦河闸：拦河闸的底板为平底板时， 闸底板的面高程等于或略高于河底高程， 有利于减轻闸前泥沙淤积。 2）进水闸：进水闸的底板高程应该高于 冲砂闸或泄水闸的底板高程。 在地基条件好和上游水位较高的情况 下，可以尽量提高底板高程，或采用泄 流能力高的实用堰。
B0 Q
0 h s 2g(H0 h s )
（5-7）
(2)孔流时：
B0
Q
' h c 2gH0
（5-9）
二、闸室单孔宽度 b 的确定 我国大中型水闸的单孔宽度一般采用 8～12m。 三、闸室总长度L的确定 闸室总宽度L=nb+(n-1)d，其中，d为闸 墩厚度 闸室总宽度拟定后，尚需要考虑闸墩等 的影响，进一步验算水闸的过水能力。 从过水能力和消能防冲两方面考虑，闸 室总宽度应与河道宽度相适应。