水利水電工程中的水閘設計問題及其設計分析

肖津璇

（山東省德州市陵城區水利局,山東 德州 253500）

近年來，水利水電工程作為一項重要的民生工程，在我國的經濟發展以及社會建設中發揮著較大的作用和價值。并且為滿足實際發展需求，越來越多的水利水電工程開始設計建設，而水閘設計作為其中的關鍵環節，對工程建成后的功能發揮具有巨大影響。但是在水閘設計期間，仍存在一些問題，導致水利水電工程的整體質量受到影響。因此相關設計人員需要嚴格掌握設計要點和措施，以提升設計質量。

1 水閘分類

在水利水電工程的設計和建設過程中，根據實際情況的不同，可以選擇多種水閘類型。因此在開展設計工作之前需要了解和明確水閘的分類。通常情況下，水利水電工程中的水閘類型有節制性水閘、分洪性水閘、沖沙性水閘以及進水性水閘。除此之外在部分水利水電工程中還設計有漂浮物排除類型的水閘等。如果按照過閘流量進行設計，則可以分為大型、中型、小型水閘等。其中對于大型水閘設計來說，流量一般都會在1 000 m3/s以下；而對于中型水閘來說，其流量在100 m3/s以上、1 000 m3/s以下；對于小型水閘而言，流量僅在100 m3/s以下。因此在水利水電工程的水閘設計中應當充分考慮流量因素，合理確定水閘設計類型[1]。

2 水閘的重要性

水閘設施是水利水電工程中的一個重要設施，其關系到工程作用的發揮效果。因此設計人員與施工技術人員要加強聯系和溝通，結合工程實際需求以及條件，全面分析水閘設計方案，促使生產質量與我國相關的硬件設備標準規范相符合，以提高水閘的使用價值，有效控制水利水電工程的硬件生產質量，滿足現代化水利水電工程設計要求。另外，水閘設施是水利水電工程中的核心組成構件，對水電資源轉化具有良好的效果。所以在此基礎上，應當合理開展水閘設計工作，最大限度的保障水利水電工程運行的可靠性和安全性，充分提高工程效益。

3 水閘設計問題

當前我國部分水利水電工程在水閘設計工作中，雖然取得一定成就，但仍存在一些問題，對整個工程系統的質量產生了不利影響，在建成后的運營管理中，很難提高其工作效率和可靠性，嚴重情況會產生較大的經濟損失，其中水閘設計的問題主要體現在施工測繪質量不高、忽視水閘防沖功能設計、水閘類型選擇不合理以及導流方案不完善等。

3.1 施工測繪質量不高

施工測繪是水閘設計過程中的重要環節，也是科學合理設計的關鍵基礎和依據。不過由于相關設計人員對施工測繪的重視程度不足，不能全面的考慮到施工測繪工作的實際要求，從而就無法對施工現場進行準確的勘查和檢測，所獲得的測定數據信息，不能保障測繪圖紙的可靠性。另外施工設計人員的專業素質和技術水平也是導致測繪質量不高的主要原因，如對現代化測繪技能掌握不熟練，則會在具體的工作中，對質量指標的審核不夠全面，產生比較嚴重的測繪問題，影響水利水電工程水閘設計的施工測繪質量[2]。

3.2 忽視水閘防沖功能設計

防沖功能是水閘設計的重點之一，對水閘性能的完善具有重要意義。但在實際設計工作中，相關設計人員往往會忽視對水閘防沖功能的設計，無法根據現實狀況對水閘進行良好的設計。同時對工程當地的氣候條件以及環境變化等考慮不充分，也會影響水閘工程的設計施工質量，比如部分設計人員對下游區域的河流情況掌握不足、對水閘流速很難進行控制，即是不能滿足防沖功能設計需求，對水閘的使用質量產生不利影響。

3.3 水閘類型選擇不合理

在水利水電工程的水閘設計中，由于其類型相對較多，比如節制性水閘、分洪性水閘、沖沙性水閘以及進水性水閘等。在水利水電工程水閘設計時，相關人員通常要考慮到工程類型和功能，在對水閘設計類型進行確定。不過部分設計人員在工作中存在無法科學選擇水閘類型的情況，比如沒有結合水利工程的實際用途和需求，只是為便于施工或減少成本投入而選擇不合理的水閘類型，就會導致工程建設要求得不到充分的滿足，進而影響水利水電工程的工作質量[3]。

3.4 導流方案不完善

水利水電工程建設中，出現水閘設計問題的主要表現是相關設計人員對導流方案制定不完善，從而造成導流設計不科學等，其是影響水閘設計質量的主要原因。一般情況下，出現這種問題是由于設計人員沒有完全按照水利水電工程相關標準對水閘進行導流處理、沒有根據岸坡的具體情況開展水閘導流設計，無法把握導流功能的實現，就會因導流過大而發生水利水電工程的岸坡坍塌事故等，不利于整個工程的質量建設，很有可能會造成嚴峻的工程施工問題，不僅浪費大量的資源和能源，而且還會對后期的水利水電工程運行造成極大的困難。

4 水閘設計

針對現階段我國部分水利水電工程在水閘設計中存在的相關問題，設計人員要在全面分析原則的基礎上，采取有效施工測繪措施，提高圖紙測繪的準確性、重視防沖功能設計，保障其符合工程實際需求、選擇適合的水閘類型，提高工程整體質量、優化導流方案設計，確保水閘功能有效發揮，最大限度的提高水利水電工程水閘設計水平，保障水利水電工程建成后能夠穩定運行和運營。

4.1 施工測繪措施

在水利水電工程中，由于水閘、大壩等自身的荷載相對較大，因此必須保障地基基礎具有牢固穩定性，因此相關設計人員要在著手設計和施工之前，開展全面的現場勘察和測繪工作，在這一過程中要采用合理的施工測繪措施，以提高施工圖紙的測繪質量。首先，相關設計人員要充分了解工程當地的氣候條件和地形地質情況，結合相關歷史勘察資料以及實地測繪，在開展測繪時，應合理利用各種現代化測繪工具和信息系統，以確保測繪數據的準確性和可靠性，集合所用測繪信息，經細致分析后整理形成施工測繪報告，并以此為基礎，確定初步的水閘設計思路；其次是在完成施工測繪工作之后，要將水閘初步設計方案上報到相關部門進行審核，及時發現存在的設計問題，并對其進行有效處理。當設計圖紙通過后，則可以應用到后續的具體施工活動中，盡可能的提高水利水電工程的水閘設計建設質量[4]。最后，完成工程測繪措施后，可選擇灌漿法、開挖法以及防滲墻法等有效處理地基，為水閘設計提供依據和指導，便于保障后續設計的有序開展。

4.2 防沖設計措施

對于水閘設計的防沖功能，相關設計人員需要充分掌握當地的水文條件和規律，對氣候變化情況和生態環境系統進行全面的了解，同時還要嚴格根據水利水電工程的生產需求對防沖功能進行設計。因此設計人員在具體工作中，第一步要盡量選擇最低的水位數據信息，按照附近河道條件等開展水利水電工程防沖系統的設計工作。第二步，相關設計人員需要對水閘流速進行科學的控制和設計，而且要考慮合理的蓄水處理功能。第三步，相關設計人員應當利用BIM等先進的計算機信息技術，將各項水閘和防沖功能數據輸入系統，開展模擬仿真分析，對存在的設計問題和施工問題進行優化和改善，實現工程建成后，水閘能夠具有相對良好的運行狀態，起到一定的防沖功能[5]。

4.3 選擇合適的水閘類型

對于水利水電工程中的水閘設計，最為關鍵的即是合理選擇水閘類型，其直接關系到未來水利工程建成后的實際使用效果。因此相關設計人員必須要強化實地勘察及調研，并根據工程的建設要求以及總體規劃，分析水利工程的用途、使用年限等開展全面的分析工作，結合河道條件及氣候特征和管理需求等，綜合所有影響因素，制定完善的水閘類型選擇方案。另外一方面，還要注重閘室的選型，根據當地地勢結構、水閘功能和水文條件等，計算水閘負載，以保障閘室以及翼墻等具有良好的抗滑性，適當選擇敞開式、胸墻式以及涵洞式三種閘室類型，促使水利水電工程在泄洪時，能夠保障水流恢復到自然狀態，防止出現水位過高而形成水沖擊等狀況。比如一般情況下，為滿足水利水電工程的使用需求，會設計進水閘，其作用是控制引水流量，從而發揮灌溉、供水以及發電等功能。在選擇水閘類型時，可選用無壩閘或者有壩閘等設計方式，根據現場實際狀況，科學設計水閘尺寸，以滿足引水要求。并且可適當的設計設置一定的消能設施，提高水閘項目的建設質量和可靠性，實現施工預期的安全目標和質量目標。

4.4 導流方案設計

在實際的水閘設計工作中，對導流方案的設計是非常重要的，其直接關系到水利水電工程建成后的使用質量和效率。為有效提高導流方案設計的精準性和可靠性，可以將松木樁作為基礎設施，在利用紅樁等材料開展施工處理作業，提高導流方案的實效性。另外一方面在對導流方案進行設計時，相關人員應當積極應用現代化信息手段和技術，創新工作方式，以保障導流方案的設計具有科學性和合理性。

5 結語

綜上所述，在水利水電工程水閘設計過程中，相關設計人員要了解水閘的分類，充分認識到水閘設計的重要性，并且要嚴格根據工程要求進行總體規劃。針對水閘設計中存在的相關問題，要深入開展分析和研究，通過采取有效施工測繪措施、重視防沖功能設計、選擇適合的水閘類型、優化導流方案設計等策略，確保水閘功能有效發揮，提高水利水電工程的社會效益和經濟效益。