【關(guān)鍵詞】水閘設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)水位　　0.引言

　　水閘是調(diào)節(jié)水位、控制流量的低水頭水利工程建筑物，具有擋水和泄(引)水的雙重功能，在防洪、治澇、灌溉、供水、航運(yùn)、發(fā)電等方面應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)水閘的功能，可分為攔河閘(節(jié)制閘)，進(jìn)水閘、分水閘、排水閘、擋潮閘等。在水閘設(shè)計(jì)中，水閘設(shè)計(jì)水位是確定水閘規(guī)模的重要參數(shù)，確定水閘設(shè)計(jì)水位也是水閘設(shè)計(jì)工作中的重要部分。

　　攔河閘一般是用來調(diào)節(jié)水位、控制流量，以滿足灌溉、航運(yùn)、發(fā)電等要求。在確定攔河閘的設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，一般是先根據(jù)水閘下游水位流量關(guān)系，按水閘設(shè)計(jì)過水流量，查算閘下設(shè)計(jì)水位，然后再根據(jù)水閘水力計(jì)算公式，推算閘上游水位。一般情況下，平原區(qū)水閘的閘上、下游水位差控制在0.1～0.3m，以此確定水閘的閘孔尺寸等參數(shù)。

　　因此，在確定攔河閘的設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，關(guān)鍵是要先確定水閘下游水位流量關(guān)系，這又需要根據(jù)閘下游的河流情況分別對待：

　　(1)當(dāng)水閘下游水位流量關(guān)系相對穩(wěn)定時(shí)，可根據(jù)實(shí)測水位流量關(guān)系資料、歷史洪水調(diào)查資料，結(jié)合水面線推算成果、水力學(xué)公式法成果擬定。當(dāng)然，河流的水位流量關(guān)系不會(huì)是完全單一、穩(wěn)定的關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)，一般按偏于工程安全的角度擬定一條水位流量關(guān)系曲線。

　　(2)當(dāng)水閘下游河道為感潮河段時(shí)，下游水位既受洪水影響，又受外海潮汐影響時(shí)，水流往復(fù)，無確定的水位流量關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)洪、潮遭遇分析結(jié)果，采用水面線計(jì)算等方法推算若干組閘下水位流量關(guān)系。一般來說，洪水、潮汐為兩個(gè)互不相關(guān)的獨(dú)立事件，設(shè)計(jì)中一般按上游洪水與外海多年平均最高潮水位或2～5年一遇最高潮水位遭遇，以此推算的閘下水位流量關(guān)系，則作為確定水閘閘頂高程、閘孔尺寸的水位流量關(guān)系。在進(jìn)行水閘消能防沖設(shè)計(jì)時(shí)，則需考慮外海低潮水位的情況，一般按外海多年平均最低潮水位來推算閘下水位流量關(guān)系，作為消能防沖設(shè)計(jì)依據(jù)，安全考慮，一般還考慮河道下切的不利影響。

　　2.排水閘

　　排水閘主要是用來排除河（湖、渠）的洪澇水，或防止外水倒灌。排水閘的閘上設(shè)計(jì)水位，對無蓄澇區(qū)或蓄澇區(qū)很小的排水閘，因無調(diào)節(jié)作用，閘上設(shè)計(jì)水位可采用排水河道或引河的設(shè)計(jì)水位；對有蓄澇區(qū)的排水閘，閘上設(shè)計(jì)水位應(yīng)采用蓄澇區(qū)設(shè)計(jì)蓄澇水位(即最高蓄水位) ，設(shè)計(jì)蓄澇水位則根據(jù)蓄排澇演算推算，一般需要先計(jì)算蓄澇區(qū)容積曲線、外河水位(或水位過程)、內(nèi)河設(shè)計(jì)洪(澇)水過程線等。

　　排水河道的設(shè)計(jì)水位，應(yīng)根據(jù)澇區(qū)特點(diǎn)和排澇的要求分析研究確定，要求以作物不至因澇受災(zāi)作為控制，局部河段必要時(shí)可略高出地面，一般分以下兩種情況：

　　(1)在能自流外排時(shí)，為了保證排水通暢，內(nèi)河出口處設(shè)計(jì)水位至少要與外河的設(shè)計(jì)洪水位相平。

　　(2)在外水位很高，設(shè)計(jì)水位一般按不超出地面，以離地面0.2～0.5m為宜，以利澇水排入溝道。

　　排水閘的閘下設(shè)計(jì)水位，按承泄區(qū)水位確定。汛期有搶排要求的排水閘，為了最大限度地?fù)屌艥乘�，總是在承泄區(qū)水位退落到略低于閘上(閘內(nèi))水位時(shí)開閘，以抓住承泄區(qū)水位短暫回落的有利時(shí)機(jī)排水，一般選擇低于閘上水位0.1～0.2m的外水位，作為排水閘下游設(shè)計(jì)水位。

　　3.擋潮閘

　　擋潮閘分布在沿海地區(qū)受潮汐影響的感潮河段，主要是用來防止潮水倒灌，并兼有排除集水范圍內(nèi)澇水的功能，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)內(nèi)河水位。擋潮閘設(shè)計(jì)(潮)水位的確定關(guān)鍵在于確定下游的最不利潮型，造成洪、澇災(zāi)害的主要原因是暴雨。所以，防洪和治澇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是以暴雨的頻率來表示的。由于下邊界的潮位與上游的暴雨并非同頻率出現(xiàn)，因此，設(shè)計(jì)潮型可取平均偏大的潮位過程。當(dāng)擋潮閘本身下泄的水量不影響閘下水位時(shí)，下邊界可取在閘下；反之，則下邊界應(yīng)盡可能選在不受或少受下泄流量影響處。潮位過程線既受天文因素的影響，同時(shí)也受到臺(tái)風(fēng)低氣壓及可能受到洪水、江道沖淤變化的影響。因此，在選擇設(shè)計(jì)潮型時(shí)，應(yīng)分別考慮這些因素。

　　具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇泄水期（或引水期）可能出現(xiàn)的最不利潮型（如建于河道入�？谔幍膿醭遍l，可選擇與歷年來排澇時(shí)閘下最高潮位的多年平均值相接近的潮型；如建于支流河口處的擋潮閘，可選擇歷年來閘下平均最高高潮位與干河洪峰流量遭遇時(shí)的潮型；如下游河水河道的水位主要受上游洪峰流量影響的擋潮閘，可選擇與歷年來閘下最高高潮位的多年平均值相接近的潮型等）作為設(shè)計(jì)潮型。

　　在水閘過流計(jì)算時(shí)，由于暴雨和潮水互不相關(guān)，安全考慮，擋潮閘下游常采用多年平均最高潮水位及相應(yīng)不利潮型。對于閘內(nèi)無調(diào)蓄容積或調(diào)蓄容積很小的，則根據(jù)水閘水力計(jì)算公式推算閘內(nèi)水位；對于閘內(nèi)有調(diào)蓄區(qū)的，則根據(jù)蓄排澇演算推算閘內(nèi)水位。

　　4.灌區(qū)中水閘

　　4.1分水閘

　　分水閘主要是用來引水灌溉，建在渠道岸邊，也是下一級渠道的進(jìn)水閘。水閘閘前水位確定方法如下：

　　當(dāng)上級渠道無節(jié)制閘時(shí)，閘前設(shè)計(jì)水位,采用比上級渠道分引水后的設(shè)計(jì)流量相應(yīng)水位略低的水位；當(dāng)上級渠道設(shè)有節(jié)制閘時(shí)，閘前設(shè)計(jì)水位按節(jié)制閘調(diào)節(jié)的水位推算確定，閘前、后水位控制。

　　4.2節(jié)制閘

　　節(jié)制閘主要是用來控制渠道水位，調(diào)節(jié)流量。節(jié)制閘設(shè)計(jì)下游水位可根據(jù)渠道水力學(xué)計(jì)算公式或水面線推算方法確定，閘上游則根據(jù)水閘水力計(jì)算公式推算。閘上、游渠底平順銜接的，當(dāng)節(jié)制閘閘門完全開啟過流時(shí)，上、下游水位差應(yīng)控制在0.3m以下；對與跌水或陡坡建筑物聯(lián)合建筑的節(jié)制閘，其閘上、下游水位差主要由跌差控制。

　　4.3泄水閘

　　泄水閘主要是用來排除渠道內(nèi)的多余水量，建在渠道岸邊，閘前設(shè)計(jì)水位的確定方法如下：附近設(shè)節(jié)制閘的，閘前設(shè)計(jì)水位按節(jié)制閘調(diào)節(jié)的水位推算確定；附近不設(shè)節(jié)制閘且閘前設(shè)有跌塘的，閘前設(shè)計(jì)水頭可取跌塘的第二共軛水深的0.8～0.9倍。閘后水位則根據(jù)承泄區(qū)水位確定。

　　【參考文獻(xiàn)】

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　�。郏玻菟�利工程水利計(jì)算規(guī)范(SL104-95)．

　　［３］水利動(dòng)能設(shè)計(jì)手冊治澇分冊(水利電力部、水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院、長江流域規(guī)劃辦公室主編)．