探究农田水利工程中水闸设计

窦艳飞

（安徽省·水利部淮委水利科学研究院， 安徽 合肥 230088）

探究农田水利工程中水闸设计

窦艳飞

（安徽省·水利部淮委水利科学研究院， 安徽 合肥 230088）

我国是人口大国，也是农业大国，因而在农业发展中需要注重基础设施建设，提高农业生产水平，促进农业经济的持续稳定增长，保证人们基本的农产品需求。农业生产中受自然限制性条件影响较多，农田水利工程建设及应用对农业的生产与发展具有重要作用，农田水利工程的水闸设计能够满足农业生产中航运、灌溉、排涝和防洪需求。农田水利工程水闸设计要突出其实际价值，就要根据实际农业发展状况、气候、水文状况等做好基础性的调研工作，在设计建造中处理好相关技术问题，提高农田水利工程水闸在农业生产中的应用价值，本篇文章在此基础上，主要对农田水利工程中水闸设计要点及方法进行研究与分析。

农田；水利工程；水闸；设计；要求；方法；分析

我国作为农业大国和人口大国，农业经济发展历史悠久，在早期农业生产中已经开始修建多种不同的农田水利工程，以满足农业灌溉和防洪抗汛需要。我国地域辽阔，平原面积尤为广阔，总体地势较为平坦，因而在夏季汛期或降雨丰沛的季节，难以及时排涝，继而容易造成水土流失等灾害。在这种情况下，需要根据实际情况，进行农田水利工程水闸设计和建设，满足农业灌溉需求，提高农业生产水平。农田水利工程水闸设计需要处理好多种不同技术问题，对水闸建设位置、构造外形和泄洪挡水能力等均要进行分析，保证农田水利工程修建稳定性，减少渗漏等问题。关于农田水利工程水闸设计与建造中存在的问题，需要从实际分析角度展开研究，分析问题成因，总结和制定有效的问题解决对策。

1 农田水利工程水闸设计要求

1.1 稳定性

农田水利工程水闸建设使用需要重点保证其工程稳定性，水闸在上游进行拦水，上下游水位差容易形成较大的水平压力，水闸受水压力影响可能会向下游方向产生侧滑动。因而在水闸设计中要从工程角度考虑其自身要具有足够的重量，从而维持稳定性，建成的水闸在无水期或未进行挡水时，容易受垂直荷载影响，基底压力在大于地基承载力的情况下会产生塑性形变，水闸可能会滑动或被直接挤出，因而在设计中要保证其具有一定的底板面积，使基底压应力减小[1]。

1.2 解决渗流

农田水利工程水闸在挡水中受到上下游水位差作用，水闸闸基与河岸的连接部位容易产生渗流，从而对闸底施加压力，水闸重力减小，则抗滑稳定性也降低。农田水利工程水闸两岸或闸基为土基时，土层中的细小颗粒会被渗流带走，同时会有翻沙鼓水现象出现在闸后，严重甚至掏空两岸和闸基。[2]对于农田水利工程水闸设计需要考虑挡水水流量问题，做好水闸与岸坡的连接设计，减少渗流问题。1.3防止冲刷

农田水利工程水闸在开闸泄水时，下游水深较浅或无水，上下游水位差使水流在过闸过程中产生较大的流速，能量聚集从而使水闸受到严重的冲刷作用。水流冲刷范围过大，容易发生工程事故。因而在水闸设计中需要进行实地调研，合理设置水闸闸孔数目，防止闸孔开启时有折冲水流产生，设计农田水利工程水闸闸孔要依据相关工程标准，在计算分析的基础上保证设计参数科学，减少下游河岸受到的冲刷，增强水闸建设、使用的安全性与稳定性。

2 农田水利工程水闸设计内容及方法

2.1 结构部分

农田水利工程水闸设计中关于组成结构部分的设计不需要进行统一的样式规定，由于农田水利工程水闸在不同地区和自然环境下进行建设、使用，受到的影响要素也不同，因而需要在地方性的情况勘查中使其外在形式和主体结构呈现适用性和针对性特点。[3]农田水利工程水闸设计中关于结构形式设计需要与当地的水流特性、水闸功用和地势结构等相适应，在水闸设计中要考虑其实际负载能力，使翼墙与闸室的抗滑作用稳定，分析水闸地基下沉情况，根据选址状况处理好农田水利工程水闸现场地基结构问题，对于农田水利工程水闸分部结构和整体结构要进行综合性的规划计算，提高水闸结构功用以及使用安全性。

2.2 选址部分

水闸作为重要的农田水利工程建设部分，需要在实际设计过程中根据相关功用分析进行选址，在充分了解和掌握当地的地质、地形、地势、泥沙、水流量和降水等情况后，坚持经济性原则，保证农田水利工程水闸设计选址可靠和安全。[4]水流相对平稳的状况下，河床与岸坡稳定状态更佳，地基坚实度高，抗滑与抗渗能力均较强，因而农田水利工程水闸选址应该尽量选择在河段开阔地段。设计农田水利工程水闸闸槛高程时，要使其过闸单宽流量具备一定的适应性，农田水利工程建设要与农业生产相适应，在工程布局上做到统一规划，综合性的分析和选择农田水利工程水闸闸址和闸槛高程。

2.3 抗渗部分

水利工程建设的目的是为人们提供农业生产需求，但是由于其特殊的工程环境影响，水利工程水闸需要集中做好抗渗设计与排水设计，结合上下游地基情况和最高水位差情况，应用工程技术等手段，使非渗漏底板和渗漏设施在统一的渗流区域能够形成密闭不透水的边界状态，同时处理好水利工程水闸地下轮廓线等。[5]在设计工作中需要确定安全范围内地下轮廓线对应的下降坡度和渗流值，并在此基础上精确计算出抗渗水性和渗透压。要有效提高水利工程水闸防渗性，还可以在渗流面上设置排水沟槽、减压井和反滤层等，将渗水安全、迅速、稳定的引流到下流。

2.4 尺寸、样式部分

水利工程水闸设计关于尺寸和样式等部分设计需要参照相关工程指标与要求，结合实际水利工程情况，分析水闸的运用方式以及水流过闸的状态，确定闸孔净宽度。水利工程水闸设计在尺寸和样式规划中要根据水力学方法计算水位指标等，对于不同工程建设区的水闸建设应用的尺寸标准不同，计算过程中根据排水闸、进水闸、节制闸、分洪闸和挡潮闸等不同类型闸的用途和使用需求，选用的计算方法和计算标准也不同。[6]农田水利工程水闸设计技术要求较高，保证相关设计合理，能够为后期的农业生产提供基础保障，使现代化的农业生产水平和生产效益同步提升。

3 结语

我国设计和修建农田水利工程水闸历史悠久，在江河灌区和平原地区均有修建大小不同的水闸，在挡潮、灌溉、航运、排涝和防洪等不同方面均取得重要成效，生产效益与经济效益突出。农田水利工程水闸类型较多，包括排水闸、进水闸、节制闸、分洪闸和挡潮闸等，在实际设计中需要重点考虑稳定性问题、渗流问题、冲刷问题和沉陷问题等，在设计修建过程中要根据自然地理环境勘查结果，做好技术分析，在设计中根据实际使用需求，对农田水利工程水闸的尺寸、样式等进行确定，保证农田水利工程水闸建设使用有效。农田水利工程水闸设计是一项技术性工作，在实际操作中需要结合多种工程性资料，重点分析水闸在农业灌溉和防洪抗汛中的使用问题，完善设计内容，提高农田水利工程建设效益。

[1]曲斌,孙晓峰.农田水利工程中水闸设计的探索[J].黑龙江科技信息,2013,17：160.[2017-08-08].

[2]刘伟峰,张瑞.农田水利工程中水闸设计的探索[J].科技创新导报,2012,14：133.[2017-08-08].

[3]梁坤,丁大龙,胡晓萌.关于水利水电工程中水闸的设计探讨[J].信息化建设,2016,06：360.[2017-08-08].

[4]郑学良.关于水利水电工程中水闸设计与施工的探讨[J].低碳世界,2016,28：107-108.[2017-08-08].

[5]朱嘉奕.水利水电工程中水闸的设计分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017,10：262.[2017-08-08].

[6]汤金跃,闭文德.水利水电工程中的水库水闸设计[J].城市建设理论研究(电子版),2017,11：170.[2017-08-08].

TU7

B

1007-6344（2017）09-0094-01