淺析農田水利工程中水閘設計的探索
【論文關(guān)鍵字】農田水利工程 水閘設計 特點(diǎn)
【論文摘要】農業(yè)發(fā)展是一個(gè)國家的重要基礎，而水利工程的建設對農業(yè)發(fā)展會(huì )產(chǎn)生直接影響，所以我們必須掌握水利工程建設過(guò)程中的相關(guān)技術(shù)，比如說(shuō)水閘的設計和施工技術(shù)。接下來(lái)，我們就來(lái)探索一下水閘設計的具體內容，以及水閘工作的特點(diǎn)，希望能為我國水利工程的建設提供一些具有可行性的建議。
我國是農業(yè)大國，農業(yè)在我國有悠久的發(fā)展史，在很早以前我國就開(kāi)始修建水閘。新中國成立以后，我國更是在農業(yè)發(fā)展區大力的興修水閘，特別是在黃河、長(cháng)江、海河以及遼河流域。水閘在進(jìn)行防洪、航運、灌溉和排澇工作上都起到了極大的作用，為社會(huì )和經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻。
我國平原面積廣闊，這些地區地勢比較平緩，農業(yè)發(fā)達，很容易出現洪澇災害，為了克服洪澇災害，滿(mǎn)足灌溉和航運需要，我國大部分水利樞紐都需要修建水閘。另外在各種各樣的渠道中，要想有效的控制河流的流量、水位，防止泥沙沉積在渠道中也要建設水閘。我們可以用水閘擋水，也可以利用水閘泄洪。通過(guò)控制閘門(mén)還可以調節水位。
一般來(lái)說(shuō)我們都將水閘建立在軟土地基上，但是它也可以修建在巖基或者是土基上。一般來(lái)說(shuō)水閘既可以泄水又可以擋水，而造成水閘工作條件復雜的主要有兩個(gè)原因，一是水頭低而且變化大，二是水閘的地基條件差。所以，水閘和其它用于擋水的建筑不同，它有許多自己的工作特點(diǎn)。
1、水閘的具體工作特點(diǎn)
1.1穩定問(wèn)題 在正常使用水閘時(shí)，攔截上游的水位一般比較高，這樣就導致水閘上游和下游之間產(chǎn)生很大的水位差，會(huì )出現水平壓力過(guò)大的現象，從而使水閘向下游方向移動(dòng)。要想穩定自身，水閘必須擁有一定的重量。另外，水閘在建成以后，如果還沒(méi)有擋水或者是在正常使用的情況下遇到無(wú)水期，就會(huì )產(chǎn)生很大的垂直荷載，這樣基底的實(shí)際壓力就會(huì )大大超過(guò)地基能夠承受的承載力，從而出現地基變形或者是出現閘基土被擠出的現象，這很容易造成水閘與地基出現滑動(dòng)的危險。所以，在修建水閘時(shí)必須保證基礎的面積，這樣才能有效的降低基底的壓應力。
1.2滲流問(wèn)題 水閘在進(jìn)行擋水時(shí)，就會(huì )造成上下游水位出現差值，在這種作用下，就會(huì )在水閘、閘基與兩岸的連接處出現滲流的現象。如果出現滲流，就會(huì )在水閘的底部產(chǎn)生向上的揚壓力，這就會(huì )縮小水閘的重力作用，從而使水閘的抗滑穩定性大大降低。如果兩岸和閘基都是采用土基，再出現滲流時(shí)也會(huì )帶走一些細顆粒，這就會(huì )在閘后出現翻砂鼓水的現象。如果嚴重的話(huà)還會(huì )掏空兩岸和閘基。另外，如果出現側向滲透，會(huì )產(chǎn)生水平的壓力，對兩岸的連接建筑物都會(huì )有很大影響，使其穩定性大大下降。還有可能導致岸坡上出現滲透現象，從而加大閘底的滲透壓力。如果滲流水量過(guò)大，還會(huì )對水閘的擋水功能產(chǎn)生影響，妨礙蓄水。
1.3沖刷問(wèn)題 在開(kāi)閘泄水時(shí)，如果水閘下游水位很淺或者是沒(méi)有水，在水位差的作用下，就會(huì )加大水流的流速，這種巨大的能量會(huì )對下游有嚴重的沖刷。一旦沖刷的范圍過(guò)大，就會(huì )掏空閘基，造成水閘失事。另外，一般在水閘的兩岸都是軟弱的巖層或者是土層，如果修建水閘時(shí)開(kāi)設過(guò)多的閘孔，一旦開(kāi)啟某一個(gè)閘孔就會(huì )形成折沖水流，這就會(huì )嚴重沖刷下游河岸，對水閘的安全和穩定性都會(huì )產(chǎn)生影響。
1.4沉陷問(wèn)題 軟土具有很大的壓縮性，如果將水閘建設在軟土地基上，就會(huì )在水閘自身以及外部的荷載作用下出現沉陷現象。特別是在底板傳到地基上的荷載分布不均勻時(shí)，或者是分布在地基土層的荷載不均勻時(shí)，更容易出現沉陷現象。這種地基沉陷還會(huì )導致水閘出現下沉，或者是閘室傾斜。如果嚴重有可能造成水閘斷裂，這對水閘的正常運行會(huì )產(chǎn)生很大影響。
2、水閘的具體分類(lèi)
2.1進(jìn)水閘 通過(guò)在河道、水庫、渠道或者是湖泊上修建水閘，就可以進(jìn)行農業(yè)灌溉、水利發(fā)電或者是其他水利事業(yè)，而控制入渠流量的水閘就是進(jìn)水閘。一般進(jìn)水閘都修建在渠道的渠首位置，所以這種水閘又被叫做渠首閘。
2.2節制閘 一般來(lái)說(shuō)用于調節流量和水位的水閘被稱(chēng)為節制閘。它主要是用于在枯水期截斷河流，從而使水位升高，這樣就可以在上游進(jìn)行航運或者是滿(mǎn)足進(jìn)水閘取水的需要。而在洪水期，節制閘可以有效的控制下游的泄流量。由于這種水閘主要是為了攔截河流建造的，所以又叫做攔河閘。
2.3排水閘 一般在江河的沿岸都會(huì )修建排水閘。當出現外河水位上漲的現象時(shí)，就關(guān)閉閘門(mén)，這樣就不會(huì )出現江河洪水倒灌的現象。如果河水水位推落時(shí)就打開(kāi)閘門(mén)，這樣就可以將漬水排出。這種閘門(mén)的閘身較高，但是底板高程比較低，而且要受到雙向水頭的作用，這是因為排水閘既要負責排除洼地的積水，又要負責擋住外河水位。
2.4擋潮閘 沿海地區遭受潮水的影響,為了防止海水倒灌入河,需修建擋潮閘。擋潮閘還可用來(lái)抬高內河水位,達到蓄淡灌溉的目的;內河兩岸受澇時(shí),可利用擋潮閘在退潮時(shí)排澇;建有通航孔的擋潮閘,可在平潮時(shí)期開(kāi)閘通航。因此,擋潮閘的作用是擋潮、蓄淡、泄洪、排澇,其特點(diǎn)亦是受有雙向水頭作用。
2.5分洪閘 在江河適當地段的一側修建分洪閘,當較大洪水來(lái)臨時(shí)開(kāi)閘分泄一部分下游河道容納不下的洪水,進(jìn)入閘后的洼地、湖泊等蓄洪區、滯洪區或下游不同的支流,以減小洪水對下游的威脅。這類(lèi)水閘的特點(diǎn)是,泄水能力大,以利及時(shí)分洪。
3、水閘設計要點(diǎn)
3.1攔河閘基本型式和尺寸的確定 攔河閘承擔的任務(wù)主要是攔斷河流和壅高河中水位以保證引水的需要。需要壅高的水位,稱(chēng)為正常壅水位,亦稱(chēng)正常擋水位。對于灌溉取水工程,該水位是根據灌區規劃對引水高程的要求確定的。洪水時(shí)期,攔河閘則開(kāi)閘泄水。為了滿(mǎn)足泄洪要求,攔河閘應具有足夠的閘孔尺寸。泄洪時(shí),閘前的洪水位往往要高于閘前的正常壅水位,故攔河閘的閘前最高水位取決于閘前洪水位的高低。為了滿(mǎn)足引水要求而確定的閘前正常壅水位是攔河閘的正常擋水高程,而泄洪量的大小和閘前洪水位的高低,則直接影響攔河閘的高度、閘孔的型式和尺寸、閘的上游淹沒(méi)損失以及對閘下游消能防沖的要求和工程量的大小等。
3.2進(jìn)水閘基本型式和尺寸的確定 從天然河道取水,按取水方式一般可分為無(wú)壩取水和有壩(閘)取水兩種方式。當天然河道水量豐富,水位也能滿(mǎn)足引水要求時(shí),可采取無(wú)壩取水方式,即直接在渠首修建進(jìn)水閘引水;當天然河道水位不能滿(mǎn)足引水要求或引水流最較大時(shí),由于引水有困難,常需采取有壩取水方式,即除了在渠首修建進(jìn)水閘引水外,還需在河道中修建攔河壩(閘),攔斷河流,壅高水位,迫水入渠,以滿(mǎn)足進(jìn)水閘引水要求。
進(jìn)水閘是修建在渠首按需要引水的建筑物,當不需要引水時(shí),則關(guān)閘擋水,以免河水進(jìn)入渠道。顯然,進(jìn)水閘不但要有足夠的閘孔尺寸,以滿(mǎn)足引水要求;還要有一定的高度,以阻擋河中水流和洪水漫頂,否則就不能完成按需要引水的任務(wù)。
4、結語(yǔ)
設計水閘必須有正確的和足夠的資料,以便作出符合實(shí)際的設計。在以往的水利建設中,有不少工程,由于資料搜集不完善或者不正確,致使有的工程重新設計,有的工程不得不臨時(shí)停工,或給施工帶來(lái)很大的困難,甚至于造成失事等等;這樣的教訓不少,應予以重視。
參考文獻
[1]山東省水利勘測設計院編.水閘設計實(shí)例.1984.
[2]張朝溫.水閘樞紐管理.2002.
上一頁(yè) [1] [2]
【淺析農田水利工程中水閘設計的探索】相關(guān)文章：
對水庫除險加固中水閘設計分析論文03-10
淺析水利工程中混凝土裂縫的成因與防治03-29
淺談水利工程中灌漿施工技術(shù)探索12-04
農田水利工程管理中存在的問(wèn)題及優(yōu)化措施論文03-02
高中歷史教學(xué)中的“自主合作學(xué)習”探索淺析11-16
- 相關(guān)推薦