水闸设计实例1
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
水闸设计计算书
分水闸典型设计（哈拉苏9+088桩号处分水闸）(1)工程建设内容及建筑物现状此次可行性研究设计防渗改建的2条干渠和1条支渠，需要拆除重建的水闸主要有节制闸和分水闸。
库尔勒市博斯腾灌区是一老灌区，田、林、路、渠和居民点等已形成了一套完整的体系，灌排体系也已经较为合理，各干支渠上的节制闸、分水闸布置位置、形式及闸底板高程基本合理。
为保证各分水口分水流量、与下游渠道连接顺畅、减小占地等因素，所需改造的分水闸和节制闸仍保持原节制分水闸桩号、分水方向及分水角度不变。
(2)水闸设计根据节制、分水闸过流、分水流量大小，按宽顶堰流计算孔口尺寸。
节制分水闸均采用整体开敞式结构，节制闸与分水闸间采用圆弧形直挡墙连接。
节制闸上下游连接段均采用扭面与渠道连接，根据消能计算结果和闸后渠道的实际情况，小流量的节制闸后不设消能设施，但为了确保工程运行安全，在流量较大的闸后按常规在设置0.5m 深消力池。
分水闸后采用扭面与渠道连接，扭面及挡土墙为素混凝土结构和浆砌石结构，扭面扩散角小于12°。
各节制分水闸闸室均采用C25钢筋混凝土结构，闸室后侧设0.6m宽工作桥，闸门槽及启闭机排架均采用整体式金属结构。
经计算，其抗倾覆、抗滑动稳定以及基底应力等，经计算均能满足要求。
闸室基础为砂砾石，但是根据地质评价为冻胀土，因此在闸及上下游渐变段底部均换填30cm厚砂砾石，以减小地基沉降及防止段冬季建筑物基础冻胀变形，侧面亦采用砂砾石回填，减小冬季的侧向冻土压力。
（3）闸孔过流能力计算根据闸前水深和布置形式，采用宽顶堰流公式进行计算。
Q=σs·m·n·B·（2g）1/2·H03/2式中Q ——渠道的过水流量；σs ——淹没系数，σs =1.0； m ——流量系数，m=0.365； B ——过水断面宽度；H 0——计入行进流速的槽内水头。
（5）闸室稳定计算 a 、基地应力计算 1.完建情况（未放水）。
水工建筑物-水闸设计图
10 3.46 0.56 16.09(m)
海漫水平段长度取6.09m,缓坡段取 10m，斜坡坡度为1：10
5、防冲槽 防冲槽深度取t″=1.5m,底宽 b=2t″=3m，上游坡率m1=2，下游 坡率m2=3 粘性土河床的允许不冲流速 ： 0 =0.95m/s 海漫末端水深 t=4.42+10÷10=5.42（m）
3 2
2g 72.2
3 2
4.8(m)
0.862 0.916 0.385 5 2 9.8
B0=4.8m<b0=8m, 取最大值B0=8m。
二、池深、池长的确定
1、消力池深度d 当B0=5m时，过闸单宽流量 q=14.44m/s,消力池末端的单宽流 量qs=3.46m/s。
假设消力池深度d′=0.88m时， T0=5.88m，将其代入公式：
2.消力池长度Lsj 水跃长度Lj=6.9（hc〞﹣hs) =6.9x(4.819-1.415) =23.49(m)
消力池斜坡段水平投影长度 Ls=4d=4x0.88=3.52（m）
水跃长度校正系数 =0.7 消力池长度Lsj=Ls+ Lj =3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H ' 11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H ' 0.2 14.44 0.56 0.66(m)
消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L k q H '
2 2
1 3.46 2 1 3.46 2 0.0049 (m) 2 2 2 2 9.8 1 4.42 2 9.8 4.819
水闸计算案例范文
水闸计算案例范文水闸是一种用于控制水流量的水利工程设施，常用于灌溉、排水、航运和防洪等场合。
水闸计算是确定水闸各参数的过程，包括计算水位、流量、闸门高度等参数，以确保水闸的正常运行和安全性。
下面以水闸计算案例为例，进行详细分析。
案例描述：水闸位于一条河流上，主要用于灌溉农田。
河流流量稳定，计划通过该水闸调节流量，以适应不同季节的农田灌溉需求。
设计要求为：在保证农田正常灌溉的前提下，使水闸闸门高度最小，以最大限度地提高水闸的流量能力。
解决方案：1.确定设计流量：首先，根据农田灌溉需求和河流水量情况，确定设计流量。
经过调查和分析得知，农田的灌溉需求为每秒80立方米，河流的流量为每秒150立方米。
因此，设计流量为每秒80立方米。
2.计算水位：根据设计流量和水闸的尺寸，计算水位。
水闸的宽度为10米，根据液压力等式P=ρgh，假设水的密度ρ=1000千克/立方米，重力加速度g=9.8米/秒^2，将流量Q=80立方米/秒代入计算可得：P = ρgh80=1000*9.8*hh=80/(1000*9.8)≈0.0081米因此，水位约为0.0081米。
3.计算闸门高度：根据设计流量和水位，计算闸门高度。
闸门高度决定了水闸的流量能力，一般情况下，闸门高度越高，流量能力越大。
由于要尽量减小闸门高度，可以采用多闸门的设计。
假设闸门的宽度为4米，根据流量公式Q=Hb*L*sqrt(2g)，将流量Q=80立方米/秒代入计算可得：80 = Hb * 4 * sqrt(2 * 9.8)Hb≈5.1米因此，闸门高度约为5.1米。
4.验证计算结果：为了验证计算结果，可以进行一些工程实测。
可以通过在不同闸门高度下控制流量，观察流量和水位的变化。
如果实际的流量和水位与计算结果相符，则说明计算结果正确。
如果有差异，可以进一步调整参数或重新计算。
综上所述，通过计算设计流量、水位和闸门高度等参数，可以确定水闸的基本参数，以保证水闸的正常运行和安全性。
水闸实例——精选推荐
四、防渗设计（一）闸底地下轮廓线的布置1、防渗设计的目的防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。
2、布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。
3、地下轮廓线布置 （1）闸基防渗长度的确定。
根据公式(2)计算闸基理论防渗长度为56.24m 。
其中 为渗径系数，因为地基土质为重粉质壤土，查表取8。
L =8×7.03=56.24 m（2）防渗设备 由于闸基土质以粘性土为主，防渗设备采用粘土铺盖，闸底板上、下游侧设置齿墙，为了避免破坏天然的粘土结构，不宜设置板桩。
（3）防渗设备尺寸和构造。
1）闸底板顺水流方向长度根据公式(1)计算，根据闸基土质为重粉质壤土A 取2.0。
L 底=A ×H =2×7.03=14.06 m底板长度综合考虑上部结构布置及地基承载力等要求，确定为16m 。
2）闸底板厚度为t =16×9=1.5 m 。
3）齿墙具体尺寸见图1。
图1 闸底板尺寸图 （单位：cm ）4）铺盖长度根据（3 ~5）倍的上、下游水位差，确定为36m 。
铺盖厚度确定为：便于施工上游端取为0.6m ，末端为1.5m 以便和闸底板联接。
为了防止水流冲刷及施工时破坏粘土铺盖，在其上设置30cm 厚的浆砌块石保护层，10cm 厚的砂垫层。
4、校核地下轮廓线的长度根据以上设计数据，实际的地下轮廓线布置长度应大于理论的地下轮廓线长度，通过校核，满足要求。
铺盖长度+闸底板长度+齿墙长度= 36+16+6.8=57.8m >L 理=56.24 m（二）排水设备的细部构造1、排水设备的作用采用排水设备，可降低渗透水压力，排除渗水，避免渗透变形，增加下游的稳定性。
水闸设计实例
慈溪市三八江水闸初步设计一、毕业设计目的和作用毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下：1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。
2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。
3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦钻研的精神。
二、设计题目慈溪市三八江水闸初步设计三、设计内容（一）围垦工程枢纽总体布置（二）水闸设计（详见指导书）1.闸址选择（定性分析）2.枢纽布置3.闸室布置4.两岸连接建筑物设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.闸室稳定计算8.地基处理设计9.水闸主要结构设计10.施工组织设计和概预算（本次不作要求）四、设计成果与要求（一）设计成果（1）毕业设计计算书说明书各一份（2）图纸：i.围垦工程枢纽布置图ii.闸室平面布置图iii.水闸上下游立视图iv.水闸纵向剖视图v.水闸闸底板配筋图及细部构造图（二）设计要求（1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。
（2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思路，以便更好更快地搞好设计。
（3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。
说明文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。
（4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计任务。
五、进度安排及各阶段要求毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。
水工建筑物-水闸设计图
四、水闸的防渗排水设施
1、地下轮墩线布置 闸基防渗长度L： 查表得允许渗径系数值C=3
L CH 36.04 18.12(m)
取L=25.1m。
2、筋钢混凝土铺盖设计
铺盖长度为10m，铺盖厚为 0.5m，与底板连接处加厚至0.83m。
混凝土垫层
混凝土垫层
浆砌石（50） 反滤层
浆砌石（50） 反滤层
水工建筑物 ——水闸设计
一.基本资料
某排水闸建筑物等级为2级， 水闸设计排水流量72.2㎡/s，相当闸 上设计水位11.48m，闸下设计水位 10.92m，防洪水位16.89m，相当闸 水位10.85m。排水渠为梯形断面， 渠底宽为12m。底高程6.50m。边 坡1：2。闸基持力层为粉质粘土。 承载力为140kpa。渗透系数为 1.8×10-5 cm/s。设计该水闸。
消力池长度Lsj=Ls+ Lj
=3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H '11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H '
0.2 14.44 0.56 0.66(m) 消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L p ks qs H '
设计水闸
一、确定闸底板高程 闸底板高程=渠底高程=6.50 m
二、计算闸孔总净宽 假设闸孔净宽b0=8m 上游河道一半水深的宽度bs
bs=（11.48﹣6.5)×2+12 =21.96(m)
堰流侧收缩系数
1 0.171(1 bo)4 bo
bs bs 1 0.171 (1 8 ) 4 8 0.916
水闸稳定计算案例
水闸稳定计算案例一、工程概况。
咱们来看看这个水闸啊，它在一条挺重要的小河上。
这个水闸的任务可不小呢，要控制水位、调节流量，就像一个严格的交通警察在指挥着水流的来来去去。
水闸是混凝土结构的，闸室的长度有个20米，宽度呢，10米。
上下游的水位差有时候大，有时候小，最大的时候能到5米呢，就像水在上下游之间搭起了一个5米高的小瀑布（当然是被闸挡住流不过去的时候）。
二、荷载计算。
# （一）自重。
首先是水闸自身的重量，这就像它自己的体重一样，是个稳定的力量。
闸室的混凝土墙啊、底板啊，都是实打实的重量。
我们根据混凝土的体积和密度（混凝土密度大概是2500千克每立方米），算出闸室结构的自重是500吨。
这就好比一个超级大胖子稳稳地坐在那里，不容易被推倒。
# （二）水压力。
1. 上游水压力。
上游的水可是个有劲儿的家伙，它对闸室产生的压力可不能小看。
根据水力学的公式，水压力等于水的密度乘以重力加速度乘以水深。
这里上游水深4米，水的密度是1000千克每立方米，重力加速度按9.8米每二次方秒算。
那上游水压力在闸室垂直面上的分布就像一个三角形，底部压力最大，顶部压力为0。
算出来总的上游水压力就有800千牛呢，这感觉就像有一群大力水手在推着闸室的上游面。
2. 下游水压力。
下游也有水啊，不过水位低一点，水深2米。
同样按照上面的公式算下来，下游水压力在闸室垂直面上的分布也是个三角形，总的下游水压力是200千牛。
就好像下游也有几个小不点在推着，但是力量比上游的小多了。
# （三）扬压力。
扬压力这个东西有点狡猾，它是因为水在闸基下渗流产生的向上的压力。
咱们想象一下，水在闸基下面偷偷摸摸地往上顶，想要把闸室往上抬起来呢。
通过一些专业的计算方法（比如说渗透系数、地下水位等参数的分析），算出来扬压力的合力是300千牛。
这就像有个看不见的小恶魔在下面使坏，想把闸室给顶歪了。
三、稳定计算。
# （一）抗滑稳定计算。
1. 计算公式。
抗滑稳定就是看闸室能不能抵抗住水平方向的滑动。
水闸设计(毕业设计)
Sluice is a low water head and the water retaining water leakage of the hydraulic structures. Relying on the control of opening and closing can lift the water level, adjust flow, in flood control, irrigationdrainage, shipping, power generation and so on of the application of water conservancy project is very extensive. The design of theTaizi sluice located in Xi Luga River middle reaches of two tributaries of Jinying river, Chifeng City, Neimenggu Province ,West Liaohe River．Taizi sluice is critical to the economic development of local agriculture and animal husbandry.
流域内六个雨量站，据1958～2001年共39年的降水资料统计，多年平均降水量为425.5mm，最大685mm（1959年），最小283.5mm（1966年），年际变化2.4倍，多年平均最大一日降水量为70mm，6～9月降水量约占全年的80%左右，7～8月的降水量占全年的60～70%。
风向多西北风，风力最大7～8级，一般为2～3级，夏秋季风小。流域内多年平均蒸发量为1988.5mm。结冻期约为160天，冻土深1.4～2m。
水闸毕业设计 (1)
第一章总论第一节概述一、工程概况涡河发源于河南省中牟县境内，经开封、通许、尉氏、太康、鹿邑等县，在安徽省与惠济河汇合后流入淮河。
汇合口以上流域面积4200km2，涡河在鹿邑县境内属平原稳定型河流，河面宽约200m，深约7——10米。
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蓄用水。
为解决当地40万亩农田的灌溉问题，上级批准的规划确定，在鹿邑县涡河上修建挡水枢纽工程。
本工程位于河南省鹿邑县城北约1Km，距汇合口18Km。
它是涡河梯级开发中最末一级工程，涡河闸控制流域面积4070Km2。
二、拦河闸任务涡河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。
本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄河水两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人蓄用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题，并为工业生产提供足够的水源，同时渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。
第二节基本资料一、地形资料闸址处系平原型河段，两岸地势平坦，地面高程约为40.00m左右。
河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约为30.0m，主槽宽度约为80—100m，河滩宽平，至复式河床横断面，河流比较顺直。
附闸址地形图一张（1/1000）二、地质资料（一）根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四级蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错现象，闸址两岸地面高程均在43m 左右。
闸址处地层向下分布情况如下：1、重粉质壤土：分布在河床表面以下，深约3m。
2、细砂：分布在重粉质壤土以下（河床部分高程约在28.8m以下。
）3、中砂：分布在细砂层以下，在河床部分的厚度约为5m左右。
4、重粉质壤土：分布在中砂层以下（深约22m以下）。
5、中粉质壤土：分布在重粉质壤土以下，厚度5—8m。
水闸设计实例
水闸设计实例1(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--水闸设计实例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，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。
本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m3，调蓄水至两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人畜用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源，同时对渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。
（一）地质条件根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四纪蟓更新世Q3与第四纪全新世Q4的层交错出现，闸址两岸高程均在41m左右。
闸址处地层向下分布情况如下表1所示。
闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，地面高程约为左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约，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。
（三）土的物理力学性质指标土的物理力学性质指标主要包括物理性质、允许承载力、渗透系数等，具体数字如表2、3所示。
表3 土的力学性质指标表1、石料本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。
2、粘土经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。
3、闸址处有足够的中细砂。
（五）水文气象1、气温本地区年最高气温 C ，最低气温 C ，平均气温 C 。
2、风速最大风速 20=V m/s ，吹程。
3、径流量非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量s 。
汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m 3/s ，年平均最大流量 2.26=Q m 3/s ，最大年径流总量为亿m 3。
水闸设计实例
慈溪市三八江水闸初步设计一、毕业设计目的和作用毕业设计是学生在大学期间最后一个全面性、总结性、实践性的教育环节，是学生运用所学的知识和技能，解决某一工程具体问题的一项尝试，是走向工作岗位前的一次实战演习，主要目的作用如下：1、将学生在专业课程及基础课程内说学到的知识加以系统化、巩固和加深，扩大学生所学的基本理论知识和专业知识。
2、培养学生独立解决本专业技术问题和综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，鼓励大胆提出新的设计方案和技术措施。
3、培养学生掌握设计工作的流程和方法，在设计、计算、绘图、编写设计文件等方面的锻炼和提高。
4、培养学生形成正确的设计思想，树立严肃认真，实事求是和刻苦钻研的精神。
二、设计题目慈溪市三八江水闸初步设计三、设计内容（一）围垦工程枢纽总体布置（二）水闸设计（详见指导书）1.闸址选择（定性分析）2.枢纽布置3.闸室布置4.两岸连接建筑物设计5.消能防冲设计6.防渗排水设计7.闸室稳定计算8.地基处理设计9.水闸主要结构设计10.施工组织设计和概预算（本次不作要求）四、设计成果与要求（一）设计成果（1）毕业设计计算书说明书各一份（2）图纸：i.围垦工程枢纽布置图ii.闸室平面布置图iii.水闸上下游立视图iv.水闸纵向剖视图v.水闸闸底板配筋图及细部构造图（二）设计要求（1）认真阅读设计任务书及指导书，根据设计任务书查找参考书及有关资料、设计规范，复习教材相关内容。
（2）根据设计任务书要求，理清全部工作程序及基本共作思路，以便更好更快地搞好设计。
（3）设计计算说明书便写有逻辑，思路清楚，计算公式清楚，架设条件及参数选取有说明，参考资料能及时注明。
说明文字简练，语句通顺，计算必须附以示意简图。
（4）毕业设计期间应严格遵守设计纪律，独立完成各阶段设计任务。
五、进度安排及各阶段要求毕业设计时间短，除去答辩、制图、整理计算说明书及五一放假，实际设计约6周，时间安排大致如下表，希同学们能尽量在规定时间完成相应设计任务。
水工建筑物水闸设计实例
水工建筑物水闸设计实例在水工建筑物设计中，水闸是一种用于控制水流的工程构造物。
它通常由闸门、导闸护坡、底孔、闸墙和其他辅助设施组成。
水闸的设计目的是通过合理的构造和控制，实现对水流的封闭、调节和放水。
以下是一个水闸设计的实例：1.选址和环境评估：首先，需要选择一个合适的位置用来建设水闸。
这个选择通常基于水流情况、水体环境和建设的实际需求。
同时，也需要对环境进行评估，确定是否存在地质、水文等方面的问题，并制定相应的设计措施。
2.建设类型和规模确定：根据实际需求和环境条件，确定水闸的建设类型和规模，包括闸门数量、闸墙高度和长度等。
一般来说，根据水流量和水位变化，可以选择单击闸、复击闸、引水闸等不同类型的水闸。
3.水闸结构设计：根据选定的水闸类型和规模，设计水闸的结构细节。
这包括计算和确定闸门、闸墙、导闸护坡等结构物的尺寸、材料和连接方式。
同时，还需要考虑水闸的强度、稳定性和耐久性。
4.控制系统设计：水闸的开闭和水位调节通常需要一个控制系统。
设计控制系统的关键是确定合适的闸门操作方式，如手动操作、电动操作或液压操作，并相应地规划控制设备和控制信号传输方式。
5.安全性和可靠性考虑：水闸的设计必须考虑到安全性和可靠性。
这包括在设计中考虑防洪、防渗、防冲刷、防腐等措施，以确保水闸能够在不同的水流条件下正常运行，并且能够承受各种外力。
6.环境保护和生态恢复：在水闸设计过程中，还需要考虑到对水生生物和其它生态系统的影响。
设计者应该尽量减少对生态环境的破坏，并制定相应的环境保护和生态恢复方案。
7.施工和运维考虑：最后，水闸的设计还必须考虑到施工和运维的因素。
包括确定施工方法和流程、选取适当的材料和设备，以及规划维护和修复计划等。
通过以上步骤，可以完成一个水闸的设计，并确保其安全可靠、经济高效。
当然，实际的设计过程肯定还会根据具体情况和需求进行一些调整和优化，但这个实例可以作为一个基本的设计框架和参考，帮助设计者顺利完成水闸的设计工作。
水工建筑物水闸设计实例
灌区水闸设计目录：一、设计基本资料二、设计说明书<一>闸址选择<二>枢纽布置<三>水力设计：闸孔设计<四>消能防冲设计<五>防渗排水设计<六>闸室结构布置三、设计感想一、设计基本资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，闸址的地理位置见图1.该闸的作用是：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红旗渠下游两岸的低田，保护下游农田和村镇；2、灌溉。
灌溉期引胜利河水北调，以灌溉红旗渠两岸的农田；3、引水冲淤。
在枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
（一）、规划数据红旗渠为人工渠道，其断面尺寸如图2所示。
渠底高程为-5.5 m，底宽为50m，两岸边坡均为1:2。
该闸的主要设计水位组合有以下几方面：红旗渠断面示意图（单位：m）1、孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流引胜利河水灌溉，引水流量为250/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.80m，闸下游水位为1.74m。
冬春枯水季节，有前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m，闸下游水位为1.38m。
2、闸身稳定计算水位组合（1）设计情况：上游水位为4.3m，浪高0.8m，下游水位为1.0m。
（2）校核情况：上游水位为4.7m，浪高0.5m，下游水位为1.0m。
3、消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利组合是：引水流量250/s，相应的上游水位为4.5m，下游水位为1.74m。
4、下游水位流量关系下游水位~流量关系见表1。
表1 下游水位流量关系（二）、地质资料1、闸基土质分布情况根据钻探报告，闸基土质分布情况见表2。
2、闸基土工试验资料根据土工试验资料，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；天然空隙比e=0.69；天然容重。
建闸所用的回填土为沙壤土，其内摩擦角，凝聚力c=0kpa，天然容重。
水闸设计实例
1基本资料1．背景资料前进闸建在前进镇以北的红旗渠上，该闸的作用是：1．1．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红旗渠下游两岸的低田，保护下游的农田和村镇。
1．2．灌溉：灌溉期引胜利河氺北调，以灌溉红旗渠两岸的农田。
1．3．引水冲淤：枯水季节，引水北上至下游的红星港，以冲淤保港。
1．2 地质资料1．2．1 闸基土质分布情况如下表所示表1-1闸基土层分布1．2．2 闸基土工试验资料根据土工试验资料，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ϕ=19°；天然孔隙比e=0.6g；天然容重r=20.3KN/ m3。
建闸所用回填土为啥壤土，其内摩擦角ϕ=26°，凝聚力C=0。
天然容前r=18KN/ m3。
1．3 气象资料1．3．1气象资料不全1．4 三材情况1．4．1该地区“三材”供应不足。
闸门采用平面钢闸门，尺寸字定，由工厂设计，加工制造。
1．4．2 该地区地震设计烈度为6度，故不可考虑地震影响。
1．5 基本水文资料1．5．1 孔口设计水位、流量根据规划要求，在灌溉期前进闸自流胜利河水灌溉，引水量为320 m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.86 m；闸下游水位为1.80 m。
枯水季节冬季，由前进闸自流引水送至下游的红星港冲淤保港，引水流量为100m3/s。
此时相应的水位为：闸上游水位为1.44m；闸下游水位为1.38m。
1．5．2 闸身稳定计算水位组合(1)设计情况：上游水位4.3m，浪高0.8m，下游水位1.0m。
(2)校核情况：上游水位4.7m，浪高0.5m，下游水位1.0m。
1．5．3 消能防冲设计水位组合根据分析，消能防冲的不利水位组合是：引水流量300m3/s，相应的上游水位4.7m，下游水位1.78m。
1．5．4 下游水位流量关系表1-2下游水位流量关系1．6 闸的设计标准根据《水闸设计规范》SI265—2001（以下简称SI265—2001），前进闸按III级建筑物设计。
水闸水力计算实例
水闸水力计算实例水闸是一种常见的水利工程设施，用于控制河流或运河的水位，以保证安全和管理水资源。
水闸的水力计算是评估水闸性能并确定其设计参数的重要步骤。
下面将介绍一个水闸的水力计算实例。
假设其中一水闸位于一条宽度为10米，深度为4米的河流中。
设计要求该水闸能够在最大流量为100立方米/秒的情况下保持河流水位在一定范围内变化。
根据这些设计要求，需要进行水闸的水力计算。
首先，我们需要估计水闸的有效面积。
有效面积是指水闸开启时真正控制水流的面积。
假设水闸的开启宽度为6米，根据几何学原理可以计算出水闸的有效面积为24平方米。
接下来，我们需要计算水闸的流量特性。
流量特性是指水闸在不同开启条件下的流量变化规律。
根据流体力学原理，流量与水头差呈线性关系。
当水闸完全关闭时，水头差为最大，流量为0。
当水闸完全开放时，水头差为最小，流量为最大。
假设水闸的流量特性满足一个线性关系，我们可以使用公式Q=KA√2gH来计算在不同开启条件下的流量。
其中，Q为流量，K为系数，A为水闸的有效面积，g为加速度重力常数，H为水头差。
假设水闸完全关闭时，水头差为4米。
代入公式，可以计算出此时的流量为0。
假设水闸完全开放时，水头差为0.5米。
代入公式，可以计算出此时的流量为100立方米/秒。
接下来，我们可以根据流量特性计算水闸在其他开启条件下的流量。
假设水闸开启宽度为3米，根据几何学原理可以计算出此时的有效面积为12平方米。
代入公式，可以计算出此时的流量为50立方米/秒。
根据以上计算，我们可以得到水闸在不同开启条件下的流量。
然后，我们可以根据设计要求评估水闸的性能。
在最大流量为100立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为6米，流量为100立方米/秒，满足设计要求。
在最小流量为0立方米/秒的情况下，水闸的开启宽度为0米，流量为0立方米/秒，满足设计要求。
在其他流量条件下的计算结果也在设计要求范围内。
综上所述，通过水闸的水力计算，我们可以确定水闸的设计参数，以满足设计要求。
水闸综合水力计算实例
水闸水力计算一、基本资料某平底水闸担负汛期某河部分排洪的任务。
在汛期，当邻闸泄流量达5000m 3／s时，本闸开始泄洪。
根据工程规划，进行水力计算的有关资料如下：1．水闸宽度设计标准．(1)设计洪水流量为1680m 3／s，相应的上游水位7.18m，下游水位为6.98m；(2)校核洪水流量为l 828m 3／s，相应的上游水位为7.58m，下游水位为7.28m．2．消能设计标准因水闸通过设计洪水流量时，上下游水位差很小，过闸水流呈淹没出流状态，故不以设计洪水流量作为消能设计标准。
现考虑汛期邻闸泄洪流量为5000m 3／s时，本闸开始泄洪，此时上下游水位差最大，可作为消能设计标准．其相应的上游水位为5.50m，下游水位为2.50m，并规定闸门第一次开启高度m。
3．闸身稳定计算标准(考虑闸门关闭，上下游水位差最大的情况)(1)设计情况：上游水位为6.50m，下游水位为-1.20 m：(2)校核情况：上游水位为7.00m，下游水位为-120m。
4．水闸底板采用倒拱形式，底板前段闸坎用浆砌块石填平。
为了与河底超高相适应，闸坎高程定为-1.00m，倒拱底板高程为-1.50m．5．闸门、闸墩及翼墙型式：闸门为平面闸门，分上下两扇。
闸墩墩头为尖圆形，墩厚m．翼墙为圆弧形，圆弧半径m．6闸址处河道断面近似为矩形，河宽m．7．闸基土壤为中等密实枯土．8．水闸纵剖面团及各部分尺寸见图15.1。
二、水力计算任务：1．确定水闸溢流宽度及闸孔数；2．闸下消能计算；3．闸基渗流计算．三、水力计算：1、确定水闸溢流宽度及闸孔数平底水闸属无坎宽顶堰。
先判别堰的出流情况。
已知设计洪水流量Q＝1680m 3／s，相应的上游水位为7.18m，闸坎高程为-1.00m，则宽顶堰堰上水头m又知河宽m，则下游水位为6.98m，则下游水面超过堰顶的高度由表10.9知，为宽顶堰淹没出流．据堰流基本公式 (10.4)；可得水闸溢流宽度对无坎宽顶堰。
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水闸设计实例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，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。
本工程建成后，可利用河道一次蓄水800万m 3，调蓄水至两岸沟塘，大量补给地下水，有利于进灌和人畜用水，初步解决40万亩农田的灌溉问题并为工业生产提供足够的水源，同时对渔业、航运业的发展，以及改善环境，美化城乡都是极为有利的。
（一）地质条件根据钻孔了解闸址地层属河流冲积相，河床部分地层属第四纪蟓更新世Q 3与第四纪全新世Q 4的层交错出现，闸址两岸高程均在41m 左右。
闸址处地层向下分布情况如下表1所示。
闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，地面高程约为40.00m 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。
（三）土的物理力学性质指标土的物理力学性质指标主要包括物理性质、允许承载力、渗透系数等，具体数字如表2、3所示。
表3 土的力学性质指标表1、石料本地区不产石料，需从外地运进，距公路很近，交通方便。
2、粘土经调查本地区附近有较丰富的粘土材料。
3、闸址处有足够的中细砂。
（五）水文气象1、气温本地区年最高气温42.2 C ，最低气温-20.7 C ，平均气温14.4 C 。
2、风速最大风速 20=V m/s ，吹程0.6Km 。
3、径流量非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m 3/s 。
汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m 3/s ，年平均最大流量 2.26=Q m 3/s ，最大年径流总量为8.25亿m 3。
4、冰冻闸址处河水无冰冻现象。
（六）批准的规划成果1、根据水利电力部《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SD112-78）的规定，本枢纽工程为Ⅲ等工程，其中永久性主要建筑物为3级。
2、灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m 。
3、洪水标准见表4所示。
1、工期为两年。
2、材料供应情况水泥由某水泥厂运输260 Km 至某市，再运输80 Km 至工地仓库；其它他材料由市汽车运至工地；电源由电网供电，工地距电源线1.0Km ；地下水位平均为28.0~30.0m 。
（一）闸址的选择闸址、闸轴线的选择关系到工程的安全可靠、施工难易、操作运用、工程量及投资大小等方面的问题。
在选择过程中首先应根据地形、地质、水流、施工管理应用及拆迁情况等方面进行分析研究，权衡利弊，经全面分析比较，合理确定。
本次设计中闸轴线的位置已由规划给出。
（二）闸型确定本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。
由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式水闸。
同时，由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大，为便于排出淤沙，闸底板高程应尽可能低。
因此，采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程与河床同高，即闸底板高程为30.00m 。
（三）拟定闸孔尺寸及闸墩厚度由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：注：考虑壅高15~20cm 。
闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，根据公式1判别是否为淹没出流。
表2 淹没出流判别表计算情况 下游水深 hs （m ） 上游水头H 0（m ） 08.0H h s ≥ 流态设计水位99.195357.79≥ 淹没出流校核水位 10.20 10.406 325.820.10≥淹没出流按照闸门总净宽计算公式(2)，根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。
其中ε为堰流侧收缩系数，取0.96； m 为堰流流量系数，取0.385。
表3 闸孔总净宽计算表流量Q （m 3/s ） 下游水深hs （m ） 上游水头 H 0（m ）0H h s淹没系数 σ0B （m ）设计流量937 9 9.195 0.979 0.045 50.07 校核流量122010.2010.4060.980.05655.50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8=b m ，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用7孔，闸孔总宽度为：L ＝nb 0+(n －1)d= ()()2.146.1287⨯+⨯+⨯=64m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1.2m ，缝墩厚1.6m ，边墩厚1m 。
如图1所示。
图1 闸孔尺寸布置图 (单位：m)（四）校核泄洪能力根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数，查《水闸设计规范》（规范表2-2），结果如下：对于中孔 870.02.1880=+=s b b 得 976.01=中ε； 靠缝墩孔 833.06.1880=+=s b b 得 973.02=中ε； 对于边孔 163.005.41880=+=s b b 得 909.03=中ε； 所以956.0241909.02973.04976.01321332211=++⨯+⨯+⨯=++++=n n n n n n 中中中εεεε与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上下游水位，进一步换算流量如下表所示：所以不再进行孔口尺寸的调整。
（一）消能防冲设计的控制情况由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能。
设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水，为淹没出流无需消能。
闸前为正常高水位38.50m ，部分闸门局部开启，只宣泄较小流量时，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，需设置相应的消能设施。
为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能，所以采用闸前水深H =8.5m ，闸门局部开启情况，作为消能防冲设计的控制情况。
为了降低工程造价，确保水闸安全运行，可以规定闸门的操作规程，本次设计按1、3、5、7孔对称方式开启，分别对不同开启孔数和开启度进行组合计算，找出消力池池深和池长的控制条件。
按公式（7）、（8）、（9）、（11）计算结果列入表1。
得出开启1孔开启高度为2米为消力池的池深控制条件。
（二）消力池尺寸及构造1、消力池深度计算根据所选择的控制条件，估算池深为2m ，用（10）、（11）、（12）式计算挖池后的收缩水深h c 和相应的出池落差ΔZ 及跃后水深h c ″，验算水跃淹没系数符合在1.05～1.10之间的要求。
05.100.501.025.320=++=''∆++=c s h Z hd σ2、消力池池长根据池深为2m ，用公式（13）、（14）计算出相应的消力池长度为32ｍ。
3、消力池的构造采用挖深式消力池。
为了便于施工，消力池的底板做成等厚，为了降低底板下部的渗透压力，在水平底板的后半部设置排水孔，孔下铺设反滤层，排水孔孔径为10cm ，间距为2m ，呈梅花形布置。
根据抗冲要求，按式16计算消力池底板厚度。
其中 1k 为消力池底板计算系数，取0.18； q 为确定池深时的过闸单宽流量； H '∆为相应于单宽流量的上、下游水位差。
9.025.35.84.1118.0=-=t m ，取消力池底板的厚度 0.1=t m 。
图1 消力池构造尺寸图 (单位：高程m ，尺寸cm)（三）海漫设计1、海漫长度计算用公式（18）计算海漫长度结果列入表2。
其中 s k 为海漫长度计算系数，根据闸基土质为中粉质壤土则选12。
取计算表中的大值，确定海漫长度为40m 。
表2 海漫长度计算表流量Q 上游水深 H下游水深 s h 'q H '∆P L100 8.5 3.35 1.56 5.25 22.7 200 8.5 4.30 3.13 4.20 30.4 300 8.5 5.25 4.69 3.25 34.9 400 8.5 5. 95 6.25 2.55 37.9 500 8.5 6.62 7.81 1.88 39.3 6008.57.209.381.3039.2700 8.5 7.80 10.9 0.70 36.2 2、海漫构造因为对海漫的要求为有一定的粗糙度以便进一步消除余能，有一定的透水性，有一定的柔性。
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30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0.6米，下面铺设15cm 的砂垫层。
（四）防冲槽设计海漫末端河床冲刷坑深度按公式19计算，其中河床土质的不冲流速可按下式计算。
按不同情况计算如表3所示。
[]51051~4100R v R v v =⎪⎭⎫ ⎝⎛= （20）式中 []0v —河床土质的不冲流速，m/s ；0v —查《水力学》可知此处取0.8m/s ； R —水力半径，x AR =；s h ''—海漫末端河床水深，m 。
表3 冲刷坑深度计算表计算情况 q '' 相应过水水面积 A 湿周 x 51R[]0vs h ''d '校核情况 15.25 1422.52 157.16 1.554 1.243 11.80 1.700 设计情况 11.711243149.571.5271.22210.60-0.056根据计算确定防冲槽的深度为1.70m 。
采用宽浅式，底宽取3.4m ，上游坡率为2，下游坡率为3，出槽后作成坡率为5的斜坡与下游河床相连。
如图2所示。
图2 海漫防冲槽构造图 (单位：m)（五）上、下游岸坡防护为了保护上、下游翼墙以外的河道两岸岸坡不受水流的冲刷，需要进行护坡。
采用浆砌石护坡，厚0.3米，下设0.1米的砂垫层。
保护范围上游自铺盖向上延伸2～3倍的水头，下游自防冲槽向下延伸4～6倍的水头。
（一）闸底地下轮廓线的布置1、防渗设计的目的防止闸基渗透变形；减小闸基渗透压力；减少水量损失；合理选用地下轮廓尺寸。
2、布置原则防渗设计一般采用防渗和排水相结合的原则，即在高水位侧采用铺盖、板桩、齿墙等防渗设施，用以延长渗径减小渗透坡降和闸底板下的渗透压力；在低水位侧设置排水设施，如面层排水、排水孔排水或减压井与下游连通，使地下渗水尽快排出，以减小渗透压力，并防止在渗流出口附近发生渗透变形。
3、地下轮廓线布置（1）闸基防渗长度的确定。
根据公式(2)计算闸基理论防渗长度为59.5m 。
其中 C 为渗径系数，因为地基土质为重粉质壤土，查表取7。