渠首进水闸设计说明书

取水枢纽进水闸设计计算说明书

—一工程概况：

某灌区总灌溉面积97.6万亩，灌区分布在河道两岸，两岸灌溉面积大致相等。根 据河流的水沙情况及取水要求，经过综合比较，修建由拦河坝，冲沙闸，进水闸组成的 冲沙槽式U 等取水枢纽。

拦河闸横跨河道修建，于主河道正交，闸地质河宽270m 拦河闸底板高程与河床平 均咼程相同，为31.5m,两岸堤坝咼程39.8m,闸上游限制最咼洪水位38.8m,冲沙闸布 置在拦河闸两侧，地板高程31.5m,进水闸为了满足两岸灌溉要求， 采用两岸布置方案。 枢纽平面布置如图1所示：

ft ：拦河闸与冲沙闸均为三孔一联F 拦河闸

共五联，冲沙闸共两联，境头均为半圆形

二工程资料：

1. 气象：多年平均气温7.5 °C 。月平均最搞气温20.3 ° C ，月平均最低气温-18 °C ，冻 层深度1.0 — 1.5m ，多年平均风速4.1m/s ，汛期最大风速8.4m/s 。

2. 水文：

表1:拦河闸闸地址河流不同频率的洪峰流量表（单位： m 3/s ）

表2:建闸前闸址处水位一流量关系表（单位：

m 3/s ）

进水闸以5%的洪水作为停水标准，灌溉临界期相应的河道流量 Q=400m 3/s ，闸址 处平均含沙量1.8kg/m 3，实测最大含沙量4.74kg/m 3

。

3. 地质情况：渠道附近属于第四 纪沉积岩，厚度较大，两岸滩地 为粉质壤土及粉沙，其下为砾质 中沙，次下为砾质粗沙：沿河一 带地下水埋藏深度随地形变化， 一般在2.5m 左右，因土质透水 性强，地下水位变化受河道水位 影响大，丰水期河水补给地下水 位较高，枯水季节，地下水补给 河水。

4. 地基土设计指标： 地基允许承载能力 [（T ] = 250KN/m ；

地基应力分布允许不均匀系数 n= 2 〜3；

砼与中砂摩擦系数f = 0.4 ;

3 砼容重丫 = 24KN/ m ; 回填土：尽量以透水性良好的砂 质中砂或粗砂回填，回填土壤容 重 丫 干=16KN/ m 3; 丫 湿=10KN/ 丫 饱=20KN/ m 3; C=0 填土与墙后摩擦角3

= 0 5. 地震：本地区不考虑地震影响 6. 工程材料：石料场距闸址不远，石料抗压指数 2500KN/cm 左右，容重：丫= 24KN/卅; 采石场用粗细骨料及砂料，距渠首 2.5 — 3.0km

7. 交通：进水闸有交通要求，要求桥面总宽 三设计资料：

1. 渠道设计资料： 渠首底板高程3

2.10m ; 每年最大引水流量C = 78m3/s ; 灌溉期正常挡水位35.00m ; 相应下游水位34.80m ; 渠道纵坡I = 1： 3500; 渠道边坡1.75 ; 渠道底宽B = 26m 渠道顶部高程37.5m ; 渠道顶部宽度6m 2. 确定设计流量与水位： 以水闸最大引水流量78m/s 作为设计流量。因所设计进水闸为有坝式引水，根据有 坝引水上游水位的确定办法，进水闸的上游水位是有拦河坝（闸）控制的。闸的上游设 计水位，即拦河坝（闸）应该壅高的水位。其他时期的水位决定于相应时期拦河坝 （闸） 泄流时的坝顶（闸前）溢流水位。所以上游水位是正常挡水位

3

m ； O

5m 。

34.80m 。 3.泄流计算资料:

渠道附近地质剖面图

35.00m,相应下游水位

四设计容及步骤：

＜一＞枢纽和建筑物等级确定：

根据引水流量划分枢纽和建筑物等级，所设计的水闸最大引水流量78mVs，根据《灌溉与排水工程设计规》的要求，灌溉流量在50〜200 m3/s，故该枢纽为U等枢纽，其主要建筑物为二级建筑物。

＜二＞闸孔设计：

1. 堰型选择：

因为宽顶堰构造简单，施工方便，适用于广大灌区建筑物众多，技术力量分散的情况。所以水闸底板（堰型）采用宽顶堰形式。由于闸上游水位变幅较大而在最高水位时要求挡水，所以采用胸墙孔口。

2. 堰顶咼程：

灌溉渠系中各种水闸的堰顶高程于渠底高程有密切关系，进水闸的堰顶高程常等于或略等于闸后渠底，且比闸前河床至少高一米，以防止推移质泥沙入渠。所设计的水闸闸前河底高程31.5m，闸后渠首渠底高程32.1m。水闸底板高程一般应高于渠首渠底高程。综合考虑以上因数，确定闸底板顶部高程为32.5m。

1）计算行进流速V。：初步拟定闸前渠宽为B o=26m

V o

78 0.857m/s

(H P)B 。

(2.5

2)计算行进水头： 2 0 V

0 1)26

H 。H 药 2.5 2

1.0 0.857

2.537 m

2 9.8 3)为了加大流量系数，堰顶头部设计为圆角形i - H

右04，圆角形半径取为

r 0 5 r ’ 0'5m ，故H 25 02。查相关资料得宽顶堰流量系数 m=

0.374。

4)求 s (淹没系数)： h s 34.8 2.357

325 0.907 0.8 ,查相关资料得 s = 0.832

5)假设侧收缩系数 1.0 则孔口总净宽L 0 78.0 Q 3

m .2gH] 0.826 1.0 0.374 2 19.6 ------- 3

------- 14.012m 2.357'

4.单孔宽度与闸室总宽度及孔数: 初步拟定为3孑L ，

则单孔净宽b 0 14竺 4.67，即单孔宽度 3 b 。5m ，取闸室边墩厚

0.65m ， 墩头为1/4圆形，中墩厚为 1.30m ,墩头为半圆形 边孔侧收缩系数:

4 b (

1 B) 0.

2 / H 0.1

(0.1常数) 1 0.2 0.4

4 \ 6.9

5 0.96667 中孔侧收缩系数: 5 0.96667 5

(1 653)

°9749

故: (n n 1) 此时实际流量：Q ' 由于实际流量略大于水闸最大流量，但小于 5m 。闸室总宽L 1 nl 2 0 9749 0.9749

0.9722 3 3 m 2gH? B 0.832 0.9722 0.374 4.427 4.04 15 81m 3/s 5%,所以可以闸孔数3,每孔宽度为 0 (n 1)d 3 5 (3 1) 1.3 17.6 ＜三 ＞消能防冲设

计: