農田水利工程中自動旋轉分水閘設計研究

歐陽常輝

[摘 要] 水利建設對于農業生產具有十分重要的現實意義，因此需要充分重視農田水利建設。抗旱渠道是水利建設的重要組成部分，在其與支渠的連接處或跌水位置通常設置有分水閘門，能對灌溉水位進行科學合理的調節。但是，當前在渠道分水閘安裝過程中需要配備相應的門槽，這就增加了其安裝難度，限制了其在更大范圍進行推廣應用。本文對當前啟閉式分水閘存在的缺陷進行全面的分析，在此基礎上進行具有針對性的創新設計，提高分水閘的靈活性，為農田高效灌溉提供可靠保障。

[關鍵詞] 抗早渠;分水閘;自動旋轉

[中圖分類號] TV66 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）19-121-2

農業對于國民經濟的發展具有十分重要的作用，因此需要高度重視農業發展，為社會經濟可持續發展奠定堅實的基礎。在農作物生長過程中，水分發揮著至關重要的作用，這就需要為農作物的整個生長過程提供充足的水分，因此要充分重視農田水利建設工作。防滲渠道為水分的流動提供了必要的通道，能將水分引流至農作物生長區，確保農作物能汲取充足的水分。在實際的引流過程中，防滲渠道與支渠并不是一體建設的，而是分別建設再連接在一起的。在兩者的連接位置或渠道跌水位置通常設置有相應的分水閘門，不僅能起到一定的連接作用，而且能結合農作物的生長發育需求對灌溉水位進行科學合理的調節，提高水分利用率，避免造成水分過度浪費[1]。

在當前渠道上絲桿啟閉式分水閘的安裝過程中，需要在相應的位置現場澆筑門槽，這就在一定程度上增加了其施工安裝難度，尤其是在施工安裝環境較差的農田，其整個安裝工作費時費力，并且安裝質量難以得到可靠保障[2]。因此，其對安裝環境要求相對較高，靈活性較差，無法在更大的范圍內進行推廣應用，在一定程度上阻礙了農田水利建設水平的不斷提高。此外，渠道分水閘的運行軌跡多為直提直放，難以對水流大小進行有效的調節，為了盡可能滿足農作物的生長需求，往往采用大水量對農田進行淹沒式灌溉，這就會造成水源的嚴重浪費，不利于農業生產可持續進行[3]。

1 自動旋轉分水閘設計

本文所設計的自動旋轉分水閘如圖1和圖2所示，其主要由閘門槽、頂梁、閘板3個部分構成[4]，每個部分分別發揮相應的作用，共同對水流實現旋轉分水的效果。在設計過程中，為了確保閘板始終位于閘門槽內進行轉動，需要對其采取有針對性的限位措施，通過在閘門槽的左、右內邊上分別設置用于限位的止檐，進而能對閘板的位移進行有效的限制，將其限制在門槽范圍。并且其底部和頂梁的中心偏心位置處分別設置相應的軸孔，在閘板旋轉過程中提供必要的支撐，為閘板的靈活轉動提供可靠保障。在閘板的頂端和底端設置有延伸進上述軸孔的轉軸，能帶動閘板進行旋轉運動。并且為了對閘板進行良好的固定，在轉軸的兩端分別設置定位保護膠套，其能對閘板起到良好的定固保護作用，避免其在轉動過程中左右偏心擺動。為了對閘板的外周進行有效的定形和保護，避免其受到外力作用而受損，設置相應的鍍鋅扁鐵邊框，進而能在一定程度上提高閘板邊角的強度，在外力的撞擊作用下仍能保持原來的混凝土閘門形狀而不至于發生形變，影響閘板的靈活轉動。同時，根據水流的運動方向，在閘板上流面偏長端的適宜位置設置用于調控水流速度的鏈條，在頂梁上流面偏短端的適宜位置設置定控掛鉤，在工作過程中能根據實際的操作需求，利用定控掛鉤與調控鏈條的連接，對閘板有效控制開啟角度，提高對水流的控制能力;當調控鏈條處于完全伸開狀態時，渠內水流運動產生的水力能使閘門自動關閉[5]。

如圖1所示，U型渠自動旋轉分水閘包括U形閘門槽1、頂梁A2和U形閘板3，U形閘門槽1左、右內邊上分別

設一道閘門槽止檐A7，U形閘門槽1的底部中心與頂梁的中心適當偏心位置各設一個軸孔A4，U形閘板3的頂端和底端中心適當偏心位置分別設有延伸進軸孔A4的轉軸，轉軸上套有定位膠套;U形閘板3的外周固定設有鍍鋅扁鐵邊框，U形閘板3按水流方向的上流面偏長端的適當位置設有調控鏈條A5，按水流方向的上流面頂梁偏短端適當位置設置定控掛鉤A6，調控鏈條A5的自由端可拆卸地與定控掛鉤A6自由連接。

如圖2所示，T型渠自動旋轉分水閘包括等腰梯形閘門槽8、頂梁B9和等腰梯形閘板10。等腰梯形閘門槽8左、右內邊及槽底前、后邊分別設一道閘門槽止檐B14，等腰梯形閘門槽8的底部中心與頂梁的中心適當偏心位置各設一個軸孔B11，等腰梯形閘板10的頂端和底端中心適當偏心位置分別設有延伸進軸孔B11的轉軸，轉軸上、下分別套有定位膠套;等腰梯形閘板10的外周固定設有鍍鋅扁鐵邊框，等腰梯形閘板10按水流方向的上流面偏長端的適當位置設有調控鏈條B12，按水流方向的上流面頂梁上偏短端的適當位置設置定控掛鉤B13，調控鏈條B12的自由端可拆卸地與定控掛鉤B13自由連接。

2 自動旋轉分水閘工作原理和優勢分析

自動旋轉分水閘在實際工作過程中，主要是借助渠道內水流運動過程中形成的水力推動閘門轉動實現閘門的自動關閉，只有水流所形成的水力滿足閘門關閉要求時才能將閘門自動關閉，否則閘門一直處于開啟狀態[6]。閘門關閉后，通過調控鏈條實現開啟，調控鏈條配合定控掛鉤能自由控制閘門開啟角度來控制水流大小，進而能為農作物的生長發育提供充足的水分供應。同時，能對灌溉用水進行充分的利用，提高水資源利用率，避免造成水資源浪費。由于旋轉分水閘的工作環境非常惡劣，長期受到環境中各種不利因素的影響，這就會對其整體的工作性能造成不利影響，為了確保其能始終處于良好的工作狀態，就要提高其抵抗外界不利因素的能力。在制作時，頂梁和閘槽采用C30鋼筋混凝土配定型模制作，閘板采用鍍鋅扁鐵筐邊結構筋用電焊定位加固加C30混凝土制作，其尺寸規格可根據渠道規格進行定制。制作組裝完成后，需對其整體制作和組裝質量進行系統全面的檢查和調驗，確保其滿足正常工作的需求。頂梁可兼作人行橋。自動旋轉分水閘與絲桿型啟閉分閘相比造價更實惠、整體組裝更簡便、閘門啟閉更靈活輕松，維護簡單，而且產品更經久耐用、適用性更強[7]。

3 結語

隨著農業生產水平的不斷提高，對于農田水利建設質量的要求隨之提高。為了進一步滿足農業發展要求，要不斷提高農田水利的建設質量。防滲渠道作為農田水利建設的重要組成部分，為了進一步提高其建造質量，針對當前防滲渠道分水閘在安裝過程中存在的問題，并結合分水閘工作過程中的實際需求，設計了U型和T型2種不同結構的自動旋轉分水閘，能在一定程度上減少人員對閘門啟閉時的勞動強度，節省啟閉時間，提高水資源利用率，為農作物的充分灌溉提供可靠保障，促進農業生產水平不斷提高。

參考文獻

[1]劉偉峰，張瑞.農田水利工程中水閘設計的探索[J].科技創新導報，2012（2）：91-92.

[2]徐成剛.農田水利工程中水閘設計探析[J].現代農業科技，2015（2）：115-121.

[3]劉衛忠.農田水利工程中水閘設計的策略探討[J].陜西水利，2016（5）：159-160.

[4]唐寧霞，陶義.市政工程給排水管線施工工藝分析[J].科技資訊，2013（27）：246.

[5]宋建波.農田水利工程水閘設計模塊的優化[J].中國科技信息，2013（7）：34-35.

[6]吳春榮.基于農田水利工程的水閘設計研究[J].建材與裝飾，2016（5）：67-68.

[7]竇艷飛.探究農田水利工程中水閘設計[J].四川水泥，2017（14）：87-88.