水利水电工程中的水闸设计问题及其设计分析

肖津璇

（山东省德州市陵城区水利局,山东 德州 253500）

近年来，水利水电工程作为一项重要的民生工程，在我国的经济发展以及社会建设中发挥着较大的作用和价值。并且为满足实际发展需求，越来越多的水利水电工程开始设计建设，而水闸设计作为其中的关键环节，对工程建成后的功能发挥具有巨大影响。但是在水闸设计期间，仍存在一些问题，导致水利水电工程的整体质量受到影响。因此相关设计人员需要严格掌握设计要点和措施，以提升设计质量。

1 水闸分类

在水利水电工程的设计和建设过程中，根据实际情况的不同，可以选择多种水闸类型。因此在开展设计工作之前需要了解和明确水闸的分类。通常情况下，水利水电工程中的水闸类型有节制性水闸、分洪性水闸、冲沙性水闸以及进水性水闸。除此之外在部分水利水电工程中还设计有漂浮物排除类型的水闸等。如果按照过闸流量进行设计，则可以分为大型、中型、小型水闸等。其中对于大型水闸设计来说，流量一般都会在1 000 m3/s以下；而对于中型水闸来说，其流量在100 m3/s以上、1 000 m3/s以下；对于小型水闸而言，流量仅在100 m3/s以下。因此在水利水电工程的水闸设计中应当充分考虑流量因素，合理确定水闸设计类型[1]。

2 水闸的重要性

水闸设施是水利水电工程中的一个重要设施，其关系到工程作用的发挥效果。因此设计人员与施工技术人员要加强联系和沟通，结合工程实际需求以及条件，全面分析水闸设计方案，促使生产质量与我国相关的硬件设备标准规范相符合，以提高水闸的使用价值，有效控制水利水电工程的硬件生产质量，满足现代化水利水电工程设计要求。另外，水闸设施是水利水电工程中的核心组成构件，对水电资源转化具有良好的效果。所以在此基础上，应当合理开展水闸设计工作，最大限度的保障水利水电工程运行的可靠性和安全性，充分提高工程效益。

3 水闸设计问题

当前我国部分水利水电工程在水闸设计工作中，虽然取得一定成就，但仍存在一些问题，对整个工程系统的质量产生了不利影响，在建成后的运营管理中，很难提高其工作效率和可靠性，严重情况会产生较大的经济损失，其中水闸设计的问题主要体现在施工测绘质量不高、忽视水闸防冲功能设计、水闸类型选择不合理以及导流方案不完善等。

3.1 施工测绘质量不高

施工测绘是水闸设计过程中的重要环节，也是科学合理设计的关键基础和依据。不过由于相关设计人员对施工测绘的重视程度不足，不能全面的考虑到施工测绘工作的实际要求，从而就无法对施工现场进行准确的勘查和检测，所获得的测定数据信息，不能保障测绘图纸的可靠性。另外施工设计人员的专业素质和技术水平也是导致测绘质量不高的主要原因，如对现代化测绘技能掌握不熟练，则会在具体的工作中，对质量指标的审核不够全面，产生比较严重的测绘问题，影响水利水电工程水闸设计的施工测绘质量[2]。

3.2 忽视水闸防冲功能设计

防冲功能是水闸设计的重点之一，对水闸性能的完善具有重要意义。但在实际设计工作中，相关设计人员往往会忽视对水闸防冲功能的设计，无法根据现实状况对水闸进行良好的设计。同时对工程当地的气候条件以及环境变化等考虑不充分，也会影响水闸工程的设计施工质量，比如部分设计人员对下游区域的河流情况掌握不足、对水闸流速很难进行控制，即是不能满足防冲功能设计需求，对水闸的使用质量产生不利影响。

3.3 水闸类型选择不合理

在水利水电工程的水闸设计中，由于其类型相对较多，比如节制性水闸、分洪性水闸、冲沙性水闸以及进水性水闸等。在水利水电工程水闸设计时，相关人员通常要考虑到工程类型和功能，在对水闸设计类型进行确定。不过部分设计人员在工作中存在无法科学选择水闸类型的情况，比如没有结合水利工程的实际用途和需求，只是为便于施工或减少成本投入而选择不合理的水闸类型，就会导致工程建设要求得不到充分的满足，进而影响水利水电工程的工作质量[3]。

3.4 导流方案不完善

水利水电工程建设中，出现水闸设计问题的主要表现是相关设计人员对导流方案制定不完善，从而造成导流设计不科学等，其是影响水闸设计质量的主要原因。一般情况下，出现这种问题是由于设计人员没有完全按照水利水电工程相关标准对水闸进行导流处理、没有根据岸坡的具体情况开展水闸导流设计，无法把握导流功能的实现，就会因导流过大而发生水利水电工程的岸坡坍塌事故等，不利于整个工程的质量建设，很有可能会造成严峻的工程施工问题，不仅浪费大量的资源和能源，而且还会对后期的水利水电工程运行造成极大的困难。

4 水闸设计

针对现阶段我国部分水利水电工程在水闸设计中存在的相关问题，设计人员要在全面分析原则的基础上，采取有效施工测绘措施，提高图纸测绘的准确性、重视防冲功能设计，保障其符合工程实际需求、选择适合的水闸类型，提高工程整体质量、优化导流方案设计，确保水闸功能有效发挥，最大限度的提高水利水电工程水闸设计水平，保障水利水电工程建成后能够稳定运行和运营。

4.1 施工测绘措施

在水利水电工程中，由于水闸、大坝等自身的荷载相对较大，因此必须保障地基基础具有牢固稳定性，因此相关设计人员要在着手设计和施工之前，开展全面的现场勘察和测绘工作，在这一过程中要采用合理的施工测绘措施，以提高施工图纸的测绘质量。首先，相关设计人员要充分了解工程当地的气候条件和地形地质情况，结合相关历史勘察资料以及实地测绘，在开展测绘时，应合理利用各种现代化测绘工具和信息系统，以确保测绘数据的准确性和可靠性，集合所用测绘信息，经细致分析后整理形成施工测绘报告，并以此为基础，确定初步的水闸设计思路；其次是在完成施工测绘工作之后，要将水闸初步设计方案上报到相关部门进行审核，及时发现存在的设计问题，并对其进行有效处理。当设计图纸通过后，则可以应用到后续的具体施工活动中，尽可能的提高水利水电工程的水闸设计建设质量[4]。最后，完成工程测绘措施后，可选择灌浆法、开挖法以及防渗墙法等有效处理地基，为水闸设计提供依据和指导，便于保障后续设计的有序开展。

4.2 防冲设计措施

对于水闸设计的防冲功能，相关设计人员需要充分掌握当地的水文条件和规律，对气候变化情况和生态环境系统进行全面的了解，同时还要严格根据水利水电工程的生产需求对防冲功能进行设计。因此设计人员在具体工作中，第一步要尽量选择最低的水位数据信息，按照附近河道条件等开展水利水电工程防冲系统的设计工作。第二步，相关设计人员需要对水闸流速进行科学的控制和设计，而且要考虑合理的蓄水处理功能。第三步，相关设计人员应当利用BIM等先进的计算机信息技术，将各项水闸和防冲功能数据输入系统，开展模拟仿真分析，对存在的设计问题和施工问题进行优化和改善，实现工程建成后，水闸能够具有相对良好的运行状态，起到一定的防冲功能[5]。

4.3 选择合适的水闸类型

对于水利水电工程中的水闸设计，最为关键的即是合理选择水闸类型，其直接关系到未来水利工程建成后的实际使用效果。因此相关设计人员必须要强化实地勘察及调研，并根据工程的建设要求以及总体规划，分析水利工程的用途、使用年限等开展全面的分析工作，结合河道条件及气候特征和管理需求等，综合所有影响因素，制定完善的水闸类型选择方案。另外一方面，还要注重闸室的选型，根据当地地势结构、水闸功能和水文条件等，计算水闸负载，以保障闸室以及翼墙等具有良好的抗滑性，适当选择敞开式、胸墙式以及涵洞式三种闸室类型，促使水利水电工程在泄洪时，能够保障水流恢复到自然状态，防止出现水位过高而形成水冲击等状况。比如一般情况下，为满足水利水电工程的使用需求，会设计进水闸，其作用是控制引水流量，从而发挥灌溉、供水以及发电等功能。在选择水闸类型时，可选用无坝闸或者有坝闸等设计方式，根据现场实际状况，科学设计水闸尺寸，以满足引水要求。并且可适当的设计设置一定的消能设施，提高水闸项目的建设质量和可靠性，实现施工预期的安全目标和质量目标。

4.4 导流方案设计

在实际的水闸设计工作中，对导流方案的设计是非常重要的，其直接关系到水利水电工程建成后的使用质量和效率。为有效提高导流方案设计的精准性和可靠性，可以将松木桩作为基础设施，在利用红桩等材料开展施工处理作业，提高导流方案的实效性。另外一方面在对导流方案进行设计时，相关人员应当积极应用现代化信息手段和技术，创新工作方式，以保障导流方案的设计具有科学性和合理性。

5 结语

综上所述，在水利水电工程水闸设计过程中，相关设计人员要了解水闸的分类，充分认识到水闸设计的重要性，并且要严格根据工程要求进行总体规划。针对水闸设计中存在的相关问题，要深入开展分析和研究，通过采取有效施工测绘措施、重视防冲功能设计、选择适合的水闸类型、优化导流方案设计等策略，确保水闸功能有效发挥，提高水利水电工程的社会效益和经济效益。