闸坝结合型渠首工程的特点及设计中的有关问题

□姚志成

一、闸坝结合型渠首工程的特点

（一）河槽稳定

全闸或溢流坝均将改变自然河流横向剖面，由此改变水流状态，若整治段处理不当，河床将产生冲刷现象。而闸坝结合渠首总宽度接近稳定河宽，可下泄造床流量，不至于出现切滩和河床演变情况。

（二）泄洪冲沙

凌汛期闸孔排泄冰凌，保证坝体安全；夏汛定期开闸泄洪冲沙，可起到防洪清淤作用。

（三）调节水位

当河道流量大于引水流量时，多余流量由泄洪闸调节下泄。当坝面开始溢流时，下游已产生水垫，大坝上、下游水位差小。

（四）造价低

可利用原有溢流坝，新设泄洪闸，比建全闸节省投资40%左右，经济可行。

二、设计中的有关问题

（一）设计标准

黑龙江省的灌溉引水渠首多为低坝，一般建在河道比降相对较缓的宽漫滩窄河槽上，大洪水时主要靠滩地行洪。建议把永久性主体建筑物和一般性附属工程设计标准予以区分。根据我们的实践，在主体工程（泄洪闸、溢流坝、进水闸）设计中，采用水电部颁发的《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（平原、滨海部分）SDJ-217-87的标准执行；渠首枢纽的其它部分（滩地、护岸等）重要性较差，可适当降低标准。

（二）造床流量与稳定河宽

造床流量与稳定河宽是确定有坝渠首工程规模的主要依据，而造床流量又难以确定，它与诸多因素有关。据对已改建渠首统计分析，建议在呼兰河流域采用3～5年一遇频率的洪水流量或接近平槽的流量作为造床流量；稳定河宽可采用阿尔图宁公式计算，即B=AQ0.5/J0.2。式中B为稳定河宽（m），Q为造床流量（m3/S），J为河道比降，A为系数。

根据我省的河流特征，一般河流稳定河宽的A值取1.1（A值在0.9-1.1之间）。

（三）闸坝规模确定

建坝后的上游河槽比降变缓，稳定宽度随之增加，闸坝的总长度原则上不得小于稳定宽度，且要满足造床流量的下泄，避免上游河道变迁。

闸坝总长度在设计中采用稳定河宽公式计算，并参考上下游自然河宽确定。初步按闸坝比1/2～/5分别确定泄洪闸宽度、溢流坝的长度，改造后闸坝结合平面尺寸见下表。在坝顶高程和闸槛高程一定的情况下，用平槽流量（或造床流量）进行校核。即Q造≤Q闸+Q坝、Q闸=（0.5～0.7）Q造

改造后闸坝结合平面尺寸表

据西北水科所研究，我国对于冲沙闸宽取闸坝总长的1/3～1/10。在实际施工中，对闸坝结合型渠首泄洪闸宽取溢流坝长的1/2～1/5，运用效果很好。