水利大壩閘門的設計及應用分析

肖 宇

（安徽省城建設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230009）

1 概念分析

自動化技術在家庭、服務、醫療、商業、運輸業、科學研究、軍事、農業及工業上都有有效運用。采取自動化技術不但能使人脫離于繁重復雜的腦力勞動、體力勞動與危險惡劣的工作環境，并且可以實現人們的器官功能的擴展，切實提升勞動生產率，強化認識世界以及改造世界能力。所以，自動化屬于科技、國防、農業與工業現代化的關鍵標志及條件。自動控制閘門屬于水利設施應用現代化技術的關鍵標志，屬于我國水利項目邁向科技化與現代化的關鍵性步伐。后浮箱自動化閘門屬于水利設施中的代表標志，指的是自動化閘門依靠水利與重力影響實現對浮箱閘門的自動化控制，當處于河流枯水期以及豐水期之時運用不同手段，防止洪水引發嚴重損失，有效保障人們正常的工作生活。下游自動閘門主要特征在于：設置固定水位線，將其視為閘門標準線，如果河流下游通過水位量非常低，那么閘門將要關閉，進行存水。如果河流下游水庫儲水量非常充分，那么閘門基于水壓作用將自動的開閘放水，將水量釋放出來。因此，不管河流上游水量發生何種變化，那么河流下游都將由于下游需求自動化放水，如此一來閘門對水量運輸與農業灌溉是有促進作用的，能夠充分借助于河水，科學灌溉，確保農業生產正常化。

自建國之后，我國一直堅持著獨立自主方針，從基本國情出發，致力于改善民生工作。增強農民的生活水平，提升農民的生活質量，讓農民擁有更多財富。自從改革開放之后，我國已經和非常多國家都建立起了和諧友好關系，共同合作或是獨立性設計已經建設出數量較多的大壩水渠，很多技術難題都已經得到處理，我國的水利設施技術問題也已經邁出重要性步伐，在突尼斯我國援助過一個水渠項目，此工程在水渠下游段實現了自動化而且下游位置采取了后浮箱結構設計，此技術手段領先于我國水渠設計技術，我國水利設施先進高新技術得到成功應用。此水渠設計方案主要是在缺少國內經驗借鑒而且沒有資料支持的條件下完成自主研發的，工作人員和專家們反復開展模型模擬試驗，加強對基本設計原理與技術數據的了解，并且依照實際情況，對材料數據展開科學的設計開發，在項目建設完工后，通過多次的改良調試，河流下游水位得以穩定，農田灌溉用水一直非常充足。

2 工作原理

通常而言，自動控制閘門屬于大壩水渠中常用設計，閘門主要是浮箱、旋轉軸、壓力水箱、面板與杠桿共同構成的。詳細而言，閘門設計對物理中常見的壓強與壓力以及物體繞旋轉軸旋轉的原理進行了一定的設計運用。專業人員將浮箱與面板前后面制作為圓弧形，這樣二者圓心也都與旋轉軸軸心重合。并且浮箱的底端切線同樣要求和軸心統一，和正常水位線間不能存在矛盾，一定要確保設計滿足原理以及相應實情。其中基本性數據設計促使軸心變成設計中的要點所在，所以，軸心部位是極其關鍵的，軸心應當處于下流水位與上流水位間，而且要盡可能與下流水位相接近，這樣水庫儲水功能才可以得到有效發揮。

閘門穩定性是要依托于一種技術手段的，此種技術指的是關門力矩。關門力矩屬于一種連接工具，此種力矩使用必須閘門質量、閘門重心、水量浮箱與旋轉軸重心等多種部件保證整體性平衡才可以充分發揮其作用。如果水位非常低，能夠進行有效調節，確保閘門質量與重心部位都滿足實情，下游水位高于要求時，閘門的轉動開度降低，到水位回落至轉軸中心相同之時，大壩閘門會不再轉動。

3 閘門總體的構造特征分析

1）閘門采取弧形形狀建設，左右支鉸軸通過空心圓筒進行有效聯接，兩個上支臂固定到空心圓筒，弧形面板與支鉸軸使用同一圓心，浮箱固定到空心圓筒上。

2）為避免過水之時水流對浮箱下端進行沖擊，要在浮箱下端安裝一個護套，水僅通過箱套的下游下端縫隙慢慢流入，維持一種穩定化運行。

3）后浮箱水力自動閘門能夠采取露頂型或者潛沒型，樣式設計與選取不僅要依照下流實際水量而且還應當對上游河道位置所產生影響進行綜合考慮。

4）為確保開關靈活性，門葉兩端與頂端不和閘室兩端閘墩與胸墻相接觸，在其間會留下小縫隙，而且門葉面板是底端小上端大的梯形弧面，保證在開關過程不和兩側的閘墩相互接觸摩擦。支鉸軸上安裝了滾動軸承，閘門在轉動時軸摩阻力可以降至最小。

5）因為渠道中經常有水，因此閘門通常是處于丁F肩狀態，大都是開啟程度存在差異。如果下游渠道要檢修但是必須無水，關閉掉后浮箱閘門的上游平板檢修閘門，保證沒有漏水就能夠實現斷流。

6）閘門總體重心需要保證處在支鉸軸心上端且要偏下游一端，進而使閘門自重成為開度力矩，下游浮箱浮力成為關門力矩。對閘門的重心點進行調控，采取在浮箱合適部門安裝鑄鐵配重塊實現。

4 閘門選型分析

下游常水位后浮箱水利自動化控制閘門不同門型是浮箱總體半徑以及孔口面積決定的。依據作用水流大小，主要分成高水頭閘門與低水頭閘門，盡管浮箱半徑與孔口的高度相同，然而低水頭型閘門孔口的寬度要大于高水頭孔口寬度。

5 結語

后浮箱水力自動控制閘門屬于一種優良選擇。其結構簡單容易改良，設計多樣靈活，滿足實情，運行安全并且建設投入資金低。能夠對水位與輸水管道實現自動化控制，更改輸水線路。通過水力的自動化工作，實現水資源節約以及自動化運行。