关于水闸设计要点及方法

吴琨

【摘要】在水利工程的建设当中，水闸具有重要的作用，所以无论是对水闸的选址还是设计都要格外的看重。从实践中可以看出，水闸的主要作用就是进行挡水和放水，当然，水闸还可以实现水资源输送的道路改变。在新疆地区水利渠道中，经常可以看到水闸，因为水资源的缺乏，所以在进行农业灌溉的时候，必须要利用水闸进行水资源的集中利用，避免分流造成蒸发和渗漏的加剧。为了使得水闸的作用發挥到最大，对其选址和设计都要进行严格的选择。本文就新疆地区水闸设计的要点和方法进行分析，旨在为水闸设计的实践工作提供指导。

【关键词】新疆地区；水闸设计；方法

新疆地区是典型的大陆性气候，降水稀少但是蒸发量大，所以水资源在新疆地区弥足珍贵。为了能够进行水资源的有效利用，避免浪费，新疆地区积极的进行水利工程的建设，尤其是灌溉农业区的水利设施建设来保证农业生产的有序进行。在蒸发量比较大的新疆地区，为了避免水资源的分流造成渗漏现象的加剧，一般都采用集中利用的方式，而在集中利用水资源的过程中水闸扮演了重要的角色。在西北地区，进行农业灌溉的水渠流向单一，一般会在水渠的分界点进行水闸的设立，其目的就是方便集中利用水资源的时候进行水流的改向，所以为了使得水资源的利用率提高，水闸的作用得到充分的发挥，就必须对其设计的要点和方法进行分析。

一、水闸设计的要点

（一）水闸选址

在进行水闸设计的时候，水闸的选址是一个需要重点考虑的内容。水闸选址一般要满足三方面的要求：首先是水闸建设地的地质条件要稳定，因为只有地质条件较稳定的区域，水闸的质量才能达到最佳。就新疆地区而言，农业灌溉一般都位于河谷或者山坡前，所以选择的时候要避开陡坡。其次是水闸地址要相对开阔，主要目的是便于施工建设。所以选择在地势比较低缓的河口或者是山前的冲积扇效果较好。最后就是水闸的选址要满足水资源输送的效率最大化。所以选址在干线渠道的上游和界点较好。

（二）水闸形状的设计

水闸形状的设计是水闸设计的重要内容。为了实现水闸作用的最大发挥，其形状设计要从两方面来考虑：一方面是水闸的形状要和渠道的基本形状相一致，因为只有水闸和渠道形状相一致的时候，水闸对于渠道的闭合作用才能完整的发挥，这样水闸的挡水作用会发挥到最大。另一方面就是水闸的形状要和整个区域保持完整性。一般是根据区域的整体情况来进行水闸的形状设计。在实践中，最为常见的水闸是梯形或者长方形。

（三）水闸与水利渠道的一致性保持

水闸和水利渠道保持一致性也是水闸设计需要考虑的重要内容。因为不管是水闸还是水利渠道，都是水利工程的重要组成部分，对于水利工程的发挥都具有重要的作用，所以保持其完整性意义重大。因此在进行水利工程水闸设计的时候，必须要从水利工程的完整性考虑，要充分体现水利渠道和水闸的配套性，所以设计工作要从一致性方面进行重点考虑。

（四）水闸的性能

水闸性能的设计也是设计的重要部分。要发挥水闸的性能，要从两个方面来考虑。首先是水闸的材料。在新疆地区，水闸利用的最为广泛的材料一种是木板，一种是钢板，两种材料各有优点，所以在设计的时候，要根据水闸的实际情况来进行，一般情况下，如果受力较大，则采用钢板。其次就是进行水闸开合方式的选择。一般情况下，水闸的开合方式都采用的是提拉式，即从水闸的上方进行闸门的提升或者下降来实现挡水和排水，为了实现水闸性能的充分发挥，提拉的方式要进行选择性考虑。

二、水闸设计的地基处理方法

（一）木桩加固法

木桩加固是进行水闸设计的时候处理地基最常用的方法。这种方法主要是将木桩和闸底进行统一的处理，以此实现闸底地基的稳定性。在新疆地区，海拔较高，部分水渠的会存在高度差，在这样的情况下，水流对于水闸会形成一个冲击力，利用闸底的木桩，可以有效的减少水流对闸底的冲击，这对于保护水闸的安全性具有重要意义。木桩加固法在现行的地基处理方法中比较普遍，主要是因为这种方法不仅施工比较简单，而且效用也比较突出，更为关键的是，用此方法进行地基处理，所耗经济成本较低，所以既具有经济性，有能够发挥实效性。

（二）垫土换层法

换土垫层法也是对水闸的地基进行处理的重要方法。在实践中发现，当水流受到闸板的阻挡后，会因为水流的回旋而在闸前形成一个漩涡，这个漩涡对于闸底的冲刷力度较强，如果闸底的地基坚硬度不够，在长久的冲刷下，水闸的作用会越来越弱，所以为了保证闸底地基的稳定，一般会将闸底松软的土壤进行清理，改用其他材料，一般是利用水泥等对闸底进行垫层处理，使得水闸的地基具有较高的稳定性。在稳定性提升的基础上，水闸的使用寿命也会相应的增加。

（三）预压法

预压法也是处理地基比较常用的方法，主要就是通过预先加载，加速场地土排水固结以达到减少沉降和提高地基承载力的目的。此种方法主要适用于淤泥质土、淤泥和冲填土以及粘性土，主要是因为此三类土壤在持续的荷载力的作用下体积会发生很大的压缩，而强度会明显的增长。此方法在新疆地区利用的范围并不是很广，主要是在一些水流量较多的区域，利用此方法的比较多。预压法处理水闸地基的效果较好，但是施工周期相对较长，所以在工期比较紧张的情况下此方法不宜采用。

（四）桩基法

桩基法在在目前的水闸地基处理中利用的也比较多。利用桩基法对地基进行处理，主要是竖向荷载比较大而且集中，或指大面积的地面荷载影响结构来做基础，从而能够有效的承受一定水平的荷载力和上拔力。从目前桩基法的施工方法来看，桩基法可以分为预制桩和灌注桩两大类。

三、结束语

水闸在水利设施中占据着重要的地位，其作用发挥直接影响水利设施的效应，所以在新疆地区，要进行水资源的充分利用，就必须对水闸的设计要点和方法进行有效的分析。从分析中来看，水闸设计的重点在于地基处理，所以对于地基处理的方法必须要进行重点的掌握。

参考文献：

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