關于水閘設計要點及方法

吳琨

【摘要】在水利工程的建設當中，水閘具有重要的作用，所以無論是對水閘的選址還是設計都要格外的看重。從實踐中可以看出，水閘的主要作用就是進行擋水和放水，當然，水閘還可以實現(xiàn)水資源輸送的道路改變。在新疆地區(qū)水利渠道中，經常可以看到水閘，因為水資源的缺乏，所以在進行農業(yè)灌溉的時候，必須要利用水閘進行水資源的集中利用，避免分流造成蒸發(fā)和滲漏的加劇。為了使得水閘的作用發(fā)揮到最大，對其選址和設計都要進行嚴格的選擇。本文就新疆地區(qū)水閘設計的要點和方法進行分析，旨在為水閘設計的實踐工作提供指導。

【關鍵詞】新疆地區(qū)；水閘設計；方法

新疆地區(qū)是典型的大陸性氣候，降水稀少但是蒸發(fā)量大，所以水資源在新疆地區(qū)彌足珍貴。為了能夠進行水資源的有效利用，避免浪費，新疆地區(qū)積極的進行水利工程的建設，尤其是灌溉農業(yè)區(qū)的水利設施建設來保證農業(yè)生產的有序進行。在蒸發(fā)量比較大的新疆地區(qū)，為了避免水資源的分流造成滲漏現(xiàn)象的加劇，一般都采用集中利用的方式，而在集中利用水資源的過程中水閘扮演了重要的角色。在西北地區(qū)，進行農業(yè)灌溉的水渠流向單一，一般會在水渠的分界點進行水閘的設立，其目的就是方便集中利用水資源的時候進行水流的改向，所以為了使得水資源的利用率提高，水閘的作用得到充分的發(fā)揮，就必須對其設計的要點和方法進行分析。

一、水閘設計的要點

（一）水閘選址

在進行水閘設計的時候，水閘的選址是一個需要重點考慮的內容。水閘選址一般要滿足三方面的要求：首先是水閘建設地的地質條件要穩(wěn)定，因為只有地質條件較穩(wěn)定的區(qū)域，水閘的質量才能達到最佳。就新疆地區(qū)而言，農業(yè)灌溉一般都位于河谷或者山坡前，所以選擇的時候要避開陡坡。其次是水閘地址要相對開闊，主要目的是便于施工建設。所以選擇在地勢比較低緩的河口或者是山前的沖積扇效果較好。最后就是水閘的選址要滿足水資源輸送的效率最大化。所以選址在干線渠道的上游和界點較好。

（二）水閘形狀的設計

水閘形狀的設計是水閘設計的重要內容。為了實現(xiàn)水閘作用的最大發(fā)揮，其形狀設計要從兩方面來考慮：一方面是水閘的形狀要和渠道的基本形狀相一致，因為只有水閘和渠道形狀相一致的時候，水閘對于渠道的閉合作用才能完整的發(fā)揮，這樣水閘的擋水作用會發(fā)揮到最大。另一方面就是水閘的形狀要和整個區(qū)域保持完整性。一般是根據(jù)區(qū)域的整體情況來進行水閘的形狀設計。在實踐中，最為常見的水閘是梯形或者長方形。

（三）水閘與水利渠道的一致性保持

水閘和水利渠道保持一致性也是水閘設計需要考慮的重要內容。因為不管是水閘還是水利渠道，都是水利工程的重要組成部分，對于水利工程的發(fā)揮都具有重要的作用，所以保持其完整性意義重大。因此在進行水利工程水閘設計的時候，必須要從水利工程的完整性考慮，要充分體現(xiàn)水利渠道和水閘的配套性，所以設計工作要從一致性方面進行重點考慮。

（四）水閘的性能

水閘性能的設計也是設計的重要部分。要發(fā)揮水閘的性能，要從兩個方面來考慮。首先是水閘的材料。在新疆地區(qū)，水閘利用的最為廣泛的材料一種是木板，一種是鋼板，兩種材料各有優(yōu)點，所以在設計的時候，要根據(jù)水閘的實際情況來進行，一般情況下，如果受力較大，則采用鋼板。其次就是進行水閘開合方式的選擇。一般情況下，水閘的開合方式都采用的是提拉式，即從水閘的上方進行閘門的提升或者下降來實現(xiàn)擋水和排水，為了實現(xiàn)水閘性能的充分發(fā)揮，提拉的方式要進行選擇性考慮。

二、水閘設計的地基處理方法

（一）木樁加固法

木樁加固是進行水閘設計的時候處理地基最常用的方法。這種方法主要是將木樁和閘底進行統(tǒng)一的處理，以此實現(xiàn)閘底地基的穩(wěn)定性。在新疆地區(qū)，海拔較高，部分水渠的會存在高度差，在這樣的情況下，水流對于水閘會形成一個沖擊力，利用閘底的木樁，可以有效的減少水流對閘底的沖擊，這對于保護水閘的安全性具有重要意義。木樁加固法在現(xiàn)行的地基處理方法中比較普遍，主要是因為這種方法不僅施工比較簡單，而且效用也比較突出，更為關鍵的是，用此方法進行地基處理，所耗經濟成本較低，所以既具有經濟性，有能夠發(fā)揮實效性。

（二）墊土換層法

換土墊層法也是對水閘的地基進行處理的重要方法。在實踐中發(fā)現(xiàn)，當水流受到閘板的阻擋后，會因為水流的回旋而在閘前形成一個漩渦，這個漩渦對于閘底的沖刷力度較強，如果閘底的地基堅硬度不夠，在長久的沖刷下，水閘的作用會越來越弱，所以為了保證閘底地基的穩(wěn)定，一般會將閘底松軟的土壤進行清理，改用其他材料，一般是利用水泥等對閘底進行墊層處理，使得水閘的地基具有較高的穩(wěn)定性。在穩(wěn)定性提升的基礎上，水閘的使用壽命也會相應的增加。

（三）預壓法

預壓法也是處理地基比較常用的方法，主要就是通過預先加載，加速場地土排水固結以達到減少沉降和提高地基承載力的目的。此種方法主要適用于淤泥質土、淤泥和沖填土以及粘性土，主要是因為此三類土壤在持續(xù)的荷載力的作用下體積會發(fā)生很大的壓縮，而強度會明顯的增長。此方法在新疆地區(qū)利用的范圍并不是很廣，主要是在一些水流量較多的區(qū)域，利用此方法的比較多。預壓法處理水閘地基的效果較好，但是施工周期相對較長，所以在工期比較緊張的情況下此方法不宜采用。

（四）樁基法

樁基法在在目前的水閘地基處理中利用的也比較多。利用樁基法對地基進行處理，主要是豎向荷載比較大而且集中，或指大面積的地面荷載影響結構來做基礎，從而能夠有效的承受一定水平的荷載力和上拔力。從目前樁基法的施工方法來看，樁基法可以分為預制樁和灌注樁兩大類。

三、結束語

水閘在水利設施中占據(jù)著重要的地位，其作用發(fā)揮直接影響水利設施的效應，所以在新疆地區(qū)，要進行水資源的充分利用，就必須對水閘的設計要點和方法進行有效的分析。從分析中來看，水閘設計的重點在于地基處理，所以對于地基處理的方法必須要進行重點的掌握。

參考文獻：

[1]陳健.深度探討水閘設計要點及方法[J].科技資訊，2010，No.24633：107-108.

[2]王海濤.探討水閘設計要點及方法[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，20：19.

[3]龍旭輝.關于水利水電工程中水閘的設計探討[J].河南水利與南水北調，2013，No.23614：60-61.