水利水電工程中水閘設計優化

文秀球

摘要：水閘是水利水電工程中一個非常重要的設施，關系著工程整體功能和作用的發揮。需要設計人員結合工程的實際需求，對水閘設計方案進行制訂，促進水閘使用價值的提高。論文結合水利水電工程中的水閘分類，就當前工程中水閘設計存在的問題，如測繪質量不高、忽視防沖設計、水閘類型選擇不合理等進行了研究分析，提出了有針對性的解決對策，希望能夠為水利水電工程中的水閘設計提供一定參考。

關鍵詞：水利水電;水閘設計;優化措施

引言：水利水電作為可再生能源，是可持續發展的重要內容之一，合理配置水資源、科學應用水利水電相關設施對于推動與實現可持續發展至關重要，而水閘質量作為水利水電工程質量的重要影響因素，必須認真對待，水閘的設計水準直接決定整個水電工程的質量與后期使用效果。因此，水閘設計必須結合實際情況，綜合考慮環境因素、社會因素等影響，確保設計工作具備科學性，設計方案具有可行性。

1 水利水電工程中的水閘分類

水閘是水利工程項目中的核心組成部分，做好水閘設計和管理至關重要。水閘的使用對于水利水電行業的發展有著積極的促進作用，能夠為水利工程的可持續發展提供助力。水利水電工程規劃設計和施工建設中，依照工程規模、建設目的和環境條件的差異，可以選擇不同的水閘類型，主要分為以下5種：（1）進水閘。進水閘也被稱為渠首閘，其主要功能是為用戶提供水資源，通常被設置在河道、護岸、渠首或者水庫位置，能夠對線路供水總量進行控制。（2）節制閘。節制閘的主要功能是對河流流量及水位進行調整，通過在枯水期開放或者關閉閘門的方式，能夠提高河道水位，為上游區域的取水和航運提供良好支撐;通過在豐水期開放或者關閉閘門的方式，能夠對河流流量進行調節，滿足各河段的用水需求;通過在洪水期開放或者關閉閘門的方式，能夠對河道洪水下泄的總流量進行有效控制。（3）排水閘。排水閘閘身較高、底板高程較低，用來對較高的外河水位進行阻擋，確保洼地中的積水快速排除。當外河水位上升時，通過關閉排水閘的方式，可有效避免外河水倒灌;當外河水位較低時，通過開啟排水閘的方式，能夠將積水排入外河。（4）擋潮閘。對比其他類型的水閘，擋潮閘的功能更加豐富，除去基本的擋潮功能，還包括蓄積淡水、排澇以及泄洪等，能夠向水系提供雙向水頭作用，在遭遇外部潮水時，擋潮閘的存在可以有效避免海水倒灌，也可以提升內河水位，滿足蓄淡灌溉的要求;在退潮時，擋潮閘能夠進行排澇，一些設有通航孔的擋潮閘則能夠在平潮時滿足通航要求。（5）分洪閘。分洪閘有著較強的分洪能力和泄洪能力，一般設置在江河適當地段的一側，當洪水較大，同時達到對應閘口的位置時，可以通過開閘泄洪的方式來避免河道內洪水的外泄，將洪水引到后蓄洪區和滯洪區，降低洪水對于下游居民生產生活的影響。另外，依照過閘流量，可以將水利水電工程中的水閘分為3種類型：一是大型水閘，流量通常在1000m3/s以上;二是中型水閘，流量在100～1000m3/s;三是小型水閘，流量不超過100 m3/s。因此，在水利水電工程水閘設計中，需要考慮好流量因素，以確定水閘的類型及其相關問題。

2 水利水電工程中水閘設計優化策略

（1）施工地與地基處理。在設計水閘階段，確定水閘建設的位置至關重要，水閘建設位置的自然情況將直接影響水閘的穩定與安全。必須選擇地基基礎好、土壤質量優的地點。通常情況下建設水閘首選的是巖石地基，另外要結合施工地的水文與地質情況判斷是否能夠使用巖石地基，若該地段的地質與水文情況不允許建設巖石地基，可以退而求其次，使用滲水性弱、壓縮性小、承載力強的土質地基。除此之外，施工人員可以在原本的土壤上加載，目的是排除水分，提升土壤固結程度，還要對沉降工作開展科學控制。預壓可以起到提升水閘主體結構的承載力的作用，可以在確保荷載的條件下縮減體積，在一定程度上增強閘基。例如黏性地基與淤泥質土在水閘建設過程中作用較好，但仍具備不足，二者一般很難在規定工期內結束建設，延誤工期會為建設企業帶來不同程度的損失。

（2）對閘室開展安全計算。水閘的性能能否完全發揮取決于計算工作的效果。在開展設計工作時應制定策略，盡可能提升閘室的穩定性與安全性。相關人員在開展設計之前，應仔細閱讀和理解施工地實際情況資料，嚴格按照相關標準開展閘室安全性的計算工作，計算時需要重點注意與抗滑穩定性以及基地應力有關內容的計算，找到最適合此次工程的組合方式。計算基底應力時必須計算好力矩。另外，必須重視檢修與竣工方面的計算，計算結束后在工程進展階段完成基底應力的核查工作，確保數據無誤。在抗滑穩定性方面，相關工作人員應仔細計算總重、彎矩等方面的數據，以得出最合適的抗滑穩定系數。

（3）加強進水閘尺寸方面的設計。水利水電設計階段通常會建造進水閘。現如今在湖泊、河道等地點的施工工作中經常用到進水閘，主要作用在于控制引水流量，其他作用包括灌溉田地、日常生活供水及水力發電?，F階段，進水閘尺寸與類型設計需要進一步優化升級。在水閘類型方面，因取水方式存在不同、壩閘的有無，導致實際的設計也存在不同，而在尺寸方面，必須確保尺寸與引水需求相適應。設計階段，開展針對現場情況的分析與計算工作，根據分析得出的數據開展下一步工作。在必要條件下應修建消能設施，例如消力池等。做好上述工作才能確保進水閘在所有自然條件下發揮應有的作用。另外，值得注意的是，在開展進水閘設計工作時，須確保閘孔尺寸可以滿足多種條件下的應用需求。

（4）閘室型式設計和過閘水位差設計。閘室型式設計需要考慮的內容較為復雜，結合水利水電工程的實際情況，包括自然條件與施工條件，經過慎重的分析與評估后選擇出最適合該水利水電工程的閘室型式，從而達到提升設計水平的目的。在實際情況下，應用較多的閘室為敞開式與胸墻式兩種，而最終選擇哪種取決于二者的優缺點與工程的適應度。敞開式具有施工便捷、操作簡單的優點，通常情況下選擇建設平面鋼閘門，可以保障閘室運行穩定。除此之外，設計師在計算和預計水閘前后水位差時應綜合考慮各方面因素，盡可能為后期施工工作創造更加便利的條件。另外，過閘水位差設計階段應考慮降水、氣候、溫度等因素的影響，預測所有可能發生的、會干擾施工的風險，制定預防措施和解決策略，盡可能將事故與意外發生的概率降到最低，避免安全事故的發生，保障工程可以按時完成且無多余項目支出。

總結：

綜上所述，做好水閘設計工作，能夠保障水利水電過程運行的可靠性，設計師在對水閘進行設計的過程中，應該把握好水閘的分類，明確水閘設計在水利水電工程設計中的重要性，依照相應的工程建設要求，做好總體性的規劃工作，對于水閘設計中存在的問題，應該做好深入分析，采取有效的措施和方法來解決問題，將水閘的功能和作用充分發揮出來，推動水利水電工程的社會效益和經濟效益的提高。

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