水利大坝闸门的设计及应用分析

肖 宇

（安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230009）

1 概念分析

自动化技术在家庭、服务、医疗、商业、运输业、科学研究、军事、农业及工业上都有有效运用。采取自动化技术不但能使人脱离于繁重复杂的脑力劳动、体力劳动与危险恶劣的工作环境，并且可以实现人们的器官功能的扩展，切实提升劳动生产率，强化认识世界以及改造世界能力。所以，自动化属于科技、国防、农业与工业现代化的关键标志及条件。自动控制闸门属于水利设施应用现代化技术的关键标志，属于我国水利项目迈向科技化与现代化的关键性步伐。后浮箱自动化闸门属于水利设施中的代表标志，指的是自动化闸门依靠水利与重力影响实现对浮箱闸门的自动化控制，当处于河流枯水期以及丰水期之时运用不同手段，防止洪水引发严重损失，有效保障人们正常的工作生活。下游自动闸门主要特征在于：设置固定水位线，将其视为闸门标准线，如果河流下游通过水位量非常低，那么闸门将要关闭，进行存水。如果河流下游水库储水量非常充分，那么闸门基于水压作用将自动的开闸放水，将水量释放出来。因此，不管河流上游水量发生何种变化，那么河流下游都将由于下游需求自动化放水，如此一来闸门对水量运输与农业灌溉是有促进作用的，能够充分借助于河水，科学灌溉，确保农业生产正常化。

自建国之后，我国一直坚持着独立自主方针，从基本国情出发，致力于改善民生工作。增强农民的生活水平，提升农民的生活质量，让农民拥有更多财富。自从改革开放之后，我国已经和非常多国家都建立起了和谐友好关系，共同合作或是独立性设计已经建设出数量较多的大坝水渠，很多技术难题都已经得到处理，我国的水利设施技术问题也已经迈出重要性步伐，在突尼斯我国援助过一个水渠项目，此工程在水渠下游段实现了自动化而且下游位置采取了后浮箱结构设计，此技术手段领先于我国水渠设计技术，我国水利设施先进高新技术得到成功应用。此水渠设计方案主要是在缺少国内经验借鉴而且没有资料支持的条件下完成自主研发的，工作人员和专家们反复开展模型模拟试验，加强对基本设计原理与技术数据的了解，并且依照实际情况，对材料数据展开科学的设计开发，在项目建设完工后，通过多次的改良调试，河流下游水位得以稳定，农田灌溉用水一直非常充足。

2 工作原理

通常而言，自动控制闸门属于大坝水渠中常用设计，闸门主要是浮箱、旋转轴、压力水箱、面板与杠杆共同构成的。详细而言，闸门设计对物理中常见的压强与压力以及物体绕旋转轴旋转的原理进行了一定的设计运用。专业人员将浮箱与面板前后面制作为圆弧形，这样二者圆心也都与旋转轴轴心重合。并且浮箱的底端切线同样要求和轴心统一，和正常水位线间不能存在矛盾，一定要确保设计满足原理以及相应实情。其中基本性数据设计促使轴心变成设计中的要点所在，所以，轴心部位是极其关键的，轴心应当处于下流水位与上流水位间，而且要尽可能与下流水位相接近，这样水库储水功能才可以得到有效发挥。

闸门稳定性是要依托于一种技术手段的，此种技术指的是关门力矩。关门力矩属于一种连接工具，此种力矩使用必须闸门质量、闸门重心、水量浮箱与旋转轴重心等多种部件保证整体性平衡才可以充分发挥其作用。如果水位非常低，能够进行有效调节，确保闸门质量与重心部位都满足实情，下游水位高于要求时，闸门的转动开度降低，到水位回落至转轴中心相同之时，大坝闸门会不再转动。

3 闸门总体的构造特征分析

1）闸门采取弧形形状建设，左右支铰轴通过空心圆筒进行有效联接，两个上支臂固定到空心圆筒，弧形面板与支铰轴使用同一圆心，浮箱固定到空心圆筒上。

2）为避免过水之时水流对浮箱下端进行冲击，要在浮箱下端安装一个护套，水仅通过箱套的下游下端缝隙慢慢流入，维持一种稳定化运行。

3）后浮箱水力自动闸门能够采取露顶型或者潜没型，样式设计与选取不仅要依照下流实际水量而且还应当对上游河道位置所产生影响进行综合考虑。

4）为确保开关灵活性，门叶两端与顶端不和闸室两端闸墩与胸墙相接触，在其间会留下小缝隙，而且门叶面板是底端小上端大的梯形弧面，保证在开关过程不和两侧的闸墩相互接触摩擦。支铰轴上安装了滚动轴承，闸门在转动时轴摩阻力可以降至最小。

5）因为渠道中经常有水，因此闸门通常是处于丁F肩状态，大都是开启程度存在差异。如果下游渠道要检修但是必须无水，关闭掉后浮箱闸门的上游平板检修闸门，保证没有漏水就能够实现断流。

6）闸门总体重心需要保证处在支铰轴心上端且要偏下游一端，进而使闸门自重成为开度力矩，下游浮箱浮力成为关门力矩。对闸门的重心点进行调控，采取在浮箱合适部门安装铸铁配重块实现。

4 闸门选型分析

下游常水位后浮箱水利自动化控制闸门不同门型是浮箱总体半径以及孔口面积决定的。依据作用水流大小，主要分成高水头闸门与低水头闸门，尽管浮箱半径与孔口的高度相同，然而低水头型闸门孔口的宽度要大于高水头孔口宽度。

5 结语

后浮箱水力自动控制闸门属于一种优良选择。其结构简单容易改良，设计多样灵活，满足实情，运行安全并且建设投入资金低。能够对水位与输水管道实现自动化控制，更改输水线路。通过水力的自动化工作，实现水资源节约以及自动化运行。