评析水闸在水工建筑物中的应用

摘 要：水工建设中，水闸的使用十分普遍，其作用便是通过其启闭起到调节水位以及防洪挡潮等作用，以此满足上游通航以及取水等需要。在水利建设中多将水闸设于水库、河道、沟渠以及湖泊和滨海等区域。针对水利工程建筑中，水闸的相关作用以及分类做了详细的论述分析，以期能够为水工建筑业的发展添砖加瓦。

关键词：水利工程；水闸；分类

中图分类号： TV 文献标识码： A

一、水闸的作用

通过水闸的开启及关闭，能够将水位和流量等进行调节，水闸在水工建筑中属于低水头建筑，作为农田水利工程建设中的枢纽工程，常常需要同堤坝、船闸以及水站、鱼道等建筑物结合使用，从而发挥其排洪泄水以及灌溉、航运等作用。水闸在水利工程中起到非常重要的作用。通过水闸的开启或者关闭状态可以有效的调节水流流量，控制水位，为人们的生产生活用水提供条件。

二、水闸的分类

2.1 水闸作用分类

根据水闸的作用不同可以分为以下几种：节制闸、进水闸、斗门、农门排水闸、分水闸、分水闸、挡潮闸等。

节制闸的作用是用来调节控制水位和流量的，在枯水期时，通过节制闸调高水位，方便航运以及取水，在洪水期则根据需要需要进行泄水排洪，控制流量，需要注意的是，节制闸在渠系建筑中的应用一般都被设置在分水口下游，主要用来对上游水位进行提高，提供渠道引水所需要的条件；

进水闸的作用则主要为发电或者引水灌溉和用水需要，主要被设置在河道、岸边以及渠道或者湖边。在灌溉渠系的建设中，进水闸主要设置在干渠以下，其作用便是将水进行分流，使得上一级渠道中的水适当的被分到下一级渠道中。

而排水渠在江河沿岸的出口处则需要设置斗门、农门排水闸、分水闸等，当河道中水位超过渠道时为防止倒灌将闸门关闭，避免发生洪涝灾害。当河道中的水位回落低于渠道，则开闸放水。因此该种闸门在挡水作用中具有双面性。

而在河流的入海口处设置可以防止海水倒灌的挡潮闸。该种双面挡水的水闸，常常设置在河道一侧，主要作用是将超出安全水位的下游洪水泄入预定的储水处（湖泊、洼地等），达到消减洪峰保证安全的目的。

2.2 闸室结构分类

通过闸室的结构可以分成潜孔式水闸以及开敞式水闸两种。它是水闸的主体结构在其中不仅设置有闸门，还有开关设备、闸墩、底板等。如前所述，闸门的功能就是控制上下游水位以及水流量;闸墩起到分隔的作用，其主要是分隔闸室中的其他设备底板是整个闸室的基础部门，主要用于支撑闸室的上部结构，具有较大的抗冲刷能力以及防渗能力。闸室是上下游连接段的连接部分，也是河岸与其他建筑物的连接部分。

三、水闸的构成

水闸主要由闸室和连接段组成，而连接段又分为上游连接段以及下游连接段。

（1）上游连接段。该结构主要用于引水，将上游来水引入闸室，并具有防渗、防冲作用。其主要由防冲槽、护底、铺盖、护坡以及两岸翼墙组合而成，通过这一阶段可以将水流顺畅的引入到闸室当中，并且在其运作当中有效的提高了结构的防渗能力。

（2）下游连接段。它是防冲槽、翼墙、消力池以及海漫和护坡组成。用于对闸室中的水进行消能。防冲槽作为防冲的重要设施被设置在海漫末端，用于防止河床冲刷的发展。而翼墙则是被保护河床两岸的重要设施。消力池同闸室相连，主要防止水跃以及保护河床的冲刷作用，也是用于消能。海漫作为继续消能设置在消力池后，对流速分布进行调整，主要材料为块石。护坡也是由块石进行堆砌，主要在防冲槽以及海漫范围内。

（3）闸室作为水闸的主体设施，主要由闸门、闸墩、岸墙、交通桥、工作桥以及胸墙和底板构成。其中底板作为基础主要用于承担闸室的荷载，并将荷载均匀的传递于地基，同时利用其同地基之间的作用维持整个闸室的稳定，另外，底板还具有防渗以及防冲作用。闸墩主要对闸门起到了支撑作用，并对闸孔予以分割。岸墙则是将闸室同河岸相连的结构，并在侧向具有防渗性。而工作桥则是安放相关设备机器的地点。

四、选择水闸的条件

节制闸的设置位置以及泄洪闸的设置位置基本一致，都需要选择河道顺直以及河势相对较稳的河段。若是自然条件不允许，则经过技术比较以及经济比较后，将河道采弯曲直，在新河道上进行选择。而分洪闸、进水闸以及分水闸则需要在河道的弯道凹岸的定点以及顺治河段凹岸的定点处进行设置，但是需要注意的是，分洪闸不应当被设置在险工段，也不能设置在被保护城镇的下游段。而排水、泄洪闸则应当在出水较为畅通的地方或者地势较低的地方设置，需要靠近涝区。而挡潮闸的设置需要靠近潮汐河口以及岸坡稳定的岸线上，需要注意的是，水闸位置的淤变化较小，并且上游蓄水容积足够用于储水。

五、水闸对过闸水流的消能作用

水闸是水工建筑物中起到关键作用的物件，由于刚出闸的水流的速度是非常快的，而且没有规律，通过水闸就可以控制出流形式。

六、水闸水流的冲刷

波状水跃的产生：其产生有几个方面，其一就是由于上游和下游的水位相差很小，这样就会形成波状水跃，它的消能效率是比较低的。其二就是淹没水跃没有发生或水跃淹没过大。波状水跃的防止措施：总体布置时，尽量使用上游渠道有一段较顺直段，确保来水顺均匀;制定合理的闸的开启程序，注意均匀起步，间隙对称开启原则，力避开启、关闭时大起大落和多孔闸部分闸孔泄流的运用方式。

七、常用防渗设施以及常用排水设施

1、水平防渗设备：该设备的使用目的就是为了改善排水，达到持续降压的效果，更主要的就是讲渗出的水流引入下游去。

2、板桩的作用：板桩在设置中无论是设置在铺盖前端或室底板上游端又或者是闸室底板下游都是为了起到降压的作用。

3、根据需要有些工程甚至需要设置防渗刺墙。其主要作用如下：通过对闸身侧面渗流的控制，用以防止同闸身相连的土坝或者岸坡出现渗透现象，从而发生变形。

结束语

水闸是水利工程中的重点,其施工的质量直接关系着水闸在引水及抗洪中的作用,所以在水闸施工中要严格控制好施工的质量,从而确保水闸在水利工程中发挥最大的作用,在洪水来临之时能有效的抵御住洪水的侵袭,在下游需要灌溉用水时及时提供水源,确保水闸在使用过程中发挥着最大的效能。

参考文献

[1]卢志荣.水工建筑物消能设计的分析研究[J].中国水运(下半月)，2008（5）.

[2]唐宏进.水闸消能防冲设计实例[J].浙江水利科技，2004（3）.

[3]张义强,付国义,白巧燕.水闸海漫柔性增糙防冲技术[J].内蒙古水利，2001（3）.