竇艷飛

（安徽省·水利部淮委水利科學研究院， 安徽 合肥 230088）

探究農(nóng)田水利工程中水閘設計

竇艷飛

（安徽省·水利部淮委水利科學研究院， 安徽 合肥 230088）

我國是人口大國，也是農(nóng)業(yè)大國，因而在農(nóng)業(yè)發(fā)展中需要注重基礎設施建設，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定增長，保證人們基本的農(nóng)產(chǎn)品需求。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中受自然限制性條件影響較多，農(nóng)田水利工程建設及應用對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展具有重要作用，農(nóng)田水利工程的水閘設計能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中航運、灌溉、排澇和防洪需求。農(nóng)田水利工程水閘設計要突出其實際價值，就要根據(jù)實際農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況、氣候、水文狀況等做好基礎性的調(diào)研工作，在設計建造中處理好相關技術問題，提高農(nóng)田水利工程水閘在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用價值，本篇文章在此基礎上，主要對農(nóng)田水利工程中水閘設計要點及方法進行研究與分析。

農(nóng)田；水利工程；水閘；設計；要求；方法；分析

我國作為農(nóng)業(yè)大國和人口大國，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展歷史悠久，在早期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)開始修建多種不同的農(nóng)田水利工程，以滿足農(nóng)業(yè)灌溉和防洪抗汛需要。我國地域遼闊，平原面積尤為廣闊，總體地勢較為平坦，因而在夏季汛期或降雨豐沛的季節(jié)，難以及時排澇，繼而容易造成水土流失等災害。在這種情況下，需要根據(jù)實際情況，進行農(nóng)田水利工程水閘設計和建設，滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。農(nóng)田水利工程水閘設計需要處理好多種不同技術問題，對水閘建設位置、構造外形和泄洪擋水能力等均要進行分析，保證農(nóng)田水利工程修建穩(wěn)定性，減少滲漏等問題。關于農(nóng)田水利工程水閘設計與建造中存在的問題，需要從實際分析角度展開研究，分析問題成因，總結和制定有效的問題解決對策。

1 農(nóng)田水利工程水閘設計要求

1.1 穩(wěn)定性

農(nóng)田水利工程水閘建設使用需要重點保證其工程穩(wěn)定性，水閘在上游進行攔水，上下游水位差容易形成較大的水平壓力，水閘受水壓力影響可能會向下游方向產(chǎn)生側滑動。因而在水閘設計中要從工程角度考慮其自身要具有足夠的重量，從而維持穩(wěn)定性，建成的水閘在無水期或未進行擋水時，容易受垂直荷載影響，基底壓力在大于地基承載力的情況下會產(chǎn)生塑性形變，水閘可能會滑動或被直接擠出，因而在設計中要保證其具有一定的底板面積，使基底壓應力減小[1]。

1.2 解決滲流

農(nóng)田水利工程水閘在擋水中受到上下游水位差作用，水閘閘基與河岸的連接部位容易產(chǎn)生滲流，從而對閘底施加壓力，水閘重力減小，則抗滑穩(wěn)定性也降低。農(nóng)田水利工程水閘兩岸或閘基為土基時，土層中的細小顆粒會被滲流帶走，同時會有翻沙鼓水現(xiàn)象出現(xiàn)在閘后，嚴重甚至掏空兩岸和閘基。[2]對于農(nóng)田水利工程水閘設計需要考慮擋水水流量問題，做好水閘與岸坡的連接設計，減少滲流問題。1.3防止沖刷

農(nóng)田水利工程水閘在開閘泄水時，下游水深較淺或無水，上下游水位差使水流在過閘過程中產(chǎn)生較大的流速，能量聚集從而使水閘受到嚴重的沖刷作用。水流沖刷范圍過大，容易發(fā)生工程事故。因而在水閘設計中需要進行實地調(diào)研，合理設置水閘閘孔數(shù)目，防止閘孔開啟時有折沖水流產(chǎn)生，設計農(nóng)田水利工程水閘閘孔要依據(jù)相關工程標準，在計算分析的基礎上保證設計參數(shù)科學，減少下游河岸受到的沖刷，增強水閘建設、使用的安全性與穩(wěn)定性。

2 農(nóng)田水利工程水閘設計內(nèi)容及方法

2.1 結構部分

農(nóng)田水利工程水閘設計中關于組成結構部分的設計不需要進行統(tǒng)一的樣式規(guī)定，由于農(nóng)田水利工程水閘在不同地區(qū)和自然環(huán)境下進行建設、使用，受到的影響要素也不同，因而需要在地方性的情況勘查中使其外在形式和主體結構呈現(xiàn)適用性和針對性特點。[3]農(nóng)田水利工程水閘設計中關于結構形式設計需要與當?shù)氐乃魈匦?、水閘功用和地勢結構等相適應，在水閘設計中要考慮其實際負載能力，使翼墻與閘室的抗滑作用穩(wěn)定，分析水閘地基下沉情況，根據(jù)選址狀況處理好農(nóng)田水利工程水閘現(xiàn)場地基結構問題，對于農(nóng)田水利工程水閘分部結構和整體結構要進行綜合性的規(guī)劃計算，提高水閘結構功用以及使用安全性。

2.2 選址部分

水閘作為重要的農(nóng)田水利工程建設部分，需要在實際設計過程中根據(jù)相關功用分析進行選址，在充分了解和掌握當?shù)氐牡刭|(zhì)、地形、地勢、泥沙、水流量和降水等情況后，堅持經(jīng)濟性原則，保證農(nóng)田水利工程水閘設計選址可靠和安全。[4]水流相對平穩(wěn)的狀況下，河床與岸坡穩(wěn)定狀態(tài)更佳，地基堅實度高，抗滑與抗?jié)B能力均較強，因而農(nóng)田水利工程水閘選址應該盡量選擇在河段開闊地段。設計農(nóng)田水利工程水閘閘檻高程時，要使其過閘單寬流量具備一定的適應性，農(nóng)田水利工程建設要與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相適應，在工程布局上做到統(tǒng)一規(guī)劃，綜合性的分析和選擇農(nóng)田水利工程水閘閘址和閘檻高程。

2.3 抗?jié)B部分

水利工程建設的目的是為人們提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，但是由于其特殊的工程環(huán)境影響，水利工程水閘需要集中做好抗?jié)B設計與排水設計，結合上下游地基情況和最高水位差情況，應用工程技術等手段，使非滲漏底板和滲漏設施在統(tǒng)一的滲流區(qū)域能夠形成密閉不透水的邊界狀態(tài)，同時處理好水利工程水閘地下輪廓線等。[5]在設計工作中需要確定安全范圍內(nèi)地下輪廓線對應的下降坡度和滲流值，并在此基礎上精確計算出抗?jié)B水性和滲透壓。要有效提高水利工程水閘防滲性，還可以在滲流面上設置排水溝槽、減壓井和反濾層等，將滲水安全、迅速、穩(wěn)定的引流到下流。

2.4 尺寸、樣式部分

水利工程水閘設計關于尺寸和樣式等部分設計需要參照相關工程指標與要求，結合實際水利工程情況，分析水閘的運用方式以及水流過閘的狀態(tài)，確定閘孔凈寬度。水利工程水閘設計在尺寸和樣式規(guī)劃中要根據(jù)水力學方法計算水位指標等，對于不同工程建設區(qū)的水閘建設應用的尺寸標準不同，計算過程中根據(jù)排水閘、進水閘、節(jié)制閘、分洪閘和擋潮閘等不同類型閘的用途和使用需求，選用的計算方法和計算標準也不同。[6]農(nóng)田水利工程水閘設計技術要求較高，保證相關設計合理，能夠為后期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供基礎保障，使現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效益同步提升。

3 結語

我國設計和修建農(nóng)田水利工程水閘歷史悠久，在江河灌區(qū)和平原地區(qū)均有修建大小不同的水閘，在擋潮、灌溉、航運、排澇和防洪等不同方面均取得重要成效，生產(chǎn)效益與經(jīng)濟效益突出。農(nóng)田水利工程水閘類型較多，包括排水閘、進水閘、節(jié)制閘、分洪閘和擋潮閘等，在實際設計中需要重點考慮穩(wěn)定性問題、滲流問題、沖刷問題和沉陷問題等，在設計修建過程中要根據(jù)自然地理環(huán)境勘查結果，做好技術分析，在設計中根據(jù)實際使用需求，對農(nóng)田水利工程水閘的尺寸、樣式等進行確定，保證農(nóng)田水利工程水閘建設使用有效。農(nóng)田水利工程水閘設計是一項技術性工作，在實際操作中需要結合多種工程性資料，重點分析水閘在農(nóng)業(yè)灌溉和防洪抗汛中的使用問題，完善設計內(nèi)容，提高農(nóng)田水利工程建設效益。

[1]曲斌,孫曉峰.農(nóng)田水利工程中水閘設計的探索[J].黑龍江科技信息,2013,17：160.[2017-08-08].

[2]劉偉峰,張瑞.農(nóng)田水利工程中水閘設計的探索[J].科技創(chuàng)新導報,2012,14：133.[2017-08-08].

[3]梁坤,丁大龍,胡曉萌.關于水利水電工程中水閘的設計探討[J].信息化建設,2016,06：360.[2017-08-08].

[4]鄭學良.關于水利水電工程中水閘設計與施工的探討[J].低碳世界,2016,28：107-108.[2017-08-08].

[5]朱嘉奕.水利水電工程中水閘的設計分析[J].城市建設理論研究(電子版),2017,10：262.[2017-08-08].

[6]湯金躍,閉文德.水利水電工程中的水庫水閘設計[J].城市建設理論研究(電子版),2017,11：170.[2017-08-08].

TU7

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1007-6344（2017）09-0094-01