探究農(nóng)田水利工程中水閘設(shè)計(jì)

竇艷飛

（安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院， 安徽 合肥 230088）

探究農(nóng)田水利工程中水閘設(shè)計(jì)

竇艷飛

（安徽省·水利部淮委水利科學(xué)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)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(shè)及應(yīng)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(shè)計(jì)能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中航運(yùn)、灌溉、排澇和防洪需求。農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)要突出其實(shí)際價(jià)值，就要根據(jù)實(shí)際農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、氣候、水文狀況等做好基礎(chǔ)性的調(diào)研工作，在設(shè)計(jì)建造中處理好相關(guān)技術(shù)問題，提高農(nóng)田水利工程水閘在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值，本篇文章在此基礎(chǔ)上，主要對農(nóng)田水利工程中水閘設(shè)計(jì)要點(diǎn)及方法進(jìn)行研究與分析。

農(nóng)田；水利工程；水閘；設(shè)計(jì)；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(jì)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(shí)排澇，繼而容易造成水土流失等災(zāi)害。在這種情況下，需要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)和建設(shè)，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(shè)計(jì)需要處理好多種不同技術(shù)問題，對水閘建設(shè)位置、構(gòu)造外形和泄洪擋水能力等均要進(jìn)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(guān)于農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)與建造中存在的問題，需要從實(shí)際分析角度展開研究，分析問題成因，總結(jié)和制定有效的問題解決對策。

1 農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)要求

1.1 穩(wěn)定性

農(nóng)田水利工程水閘建設(shè)使用需要重點(diǎn)保證其工程穩(wěn)定性，水閘在上游進(jìn)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(cè)滑動(dòng)。因而在水閘設(shè)計(jì)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(jìn)行擋水時(shí)，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(dòng)或被直接擠出，因而在設(shè)計(jì)中要保證其具有一定的底板面積，使基底壓應(yīng)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(shí)，土層中的細(xì)小顆粒會被滲流帶走，同時(shí)會有翻沙鼓水現(xiàn)象出現(xiàn)在閘后，嚴(yán)重甚至掏空兩岸和閘基。[2]對于農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)需要考慮擋水水流量問題，做好水閘與岸坡的連接設(shè)計(jì)，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(shí)，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(yán)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(shè)計(jì)中需要進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，合理設(shè)置水閘閘孔數(shù)目，防止閘孔開啟時(shí)有折沖水流產(chǎn)生，設(shè)計(jì)農(nóng)田水利工程水閘閘孔要依據(jù)相關(guān)工程標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算分析的基礎(chǔ)上保證設(shè)計(jì)參數(shù)科學(xué)，減少下游河岸受到的沖刷，增強(qiáng)水閘建設(shè)、使用的安全性與穩(wěn)定性。

2 農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法

2.1 結(jié)構(gòu)部分

農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)中關(guān)于組成結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)不需要進(jìn)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(jìn)行建設(shè)、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(jié)構(gòu)呈現(xiàn)適用性和針對性特點(diǎn)。[3]農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)中關(guān)于結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)需要與當(dāng)?shù)氐乃魈匦?、水閘功用和地勢結(jié)構(gòu)等相適應(yīng)，在水閘設(shè)計(jì)中要考慮其實(shí)際負(fù)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(jié)構(gòu)問題，對于農(nóng)田水利工程水閘分部結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)要進(jìn)行綜合性的規(guī)劃計(jì)算，提高水閘結(jié)構(gòu)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(shè)部分，需要在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中根據(jù)相關(guān)功用分析進(jìn)行選址，在充分了解和掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地形、地勢、泥沙、水流量和降水等情況后，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則，保證農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)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(jiān)實(shí)度高，抗滑與抗?jié)B能力均較強(qiáng)，因而農(nóng)田水利工程水閘選址應(yīng)該盡量選擇在河段開闊地段。設(shè)計(jì)農(nóng)田水利工程水閘閘檻高程時(shí)，要使其過閘單寬流量具備一定的適應(yīng)性，農(nóng)田水利工程建設(shè)要與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相適應(yīng)，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(shè)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(shè)計(jì)與排水設(shè)計(jì)，結(jié)合上下游地基情況和最高水位差情況，應(yīng)用工程技術(shù)等手段，使非滲漏底板和滲漏設(shè)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(shí)處理好水利工程水閘地下輪廓線等。[5]在設(shè)計(jì)工作中需要確定安全范圍內(nèi)地下輪廓線對應(yīng)的下降坡度和滲流值，并在此基礎(chǔ)上精確計(jì)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(shè)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(shè)計(jì)關(guān)于尺寸和樣式等部分設(shè)計(jì)需要參照相關(guān)工程指標(biāo)與要求，結(jié)合實(shí)際水利工程情況，分析水閘的運(yùn)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(shè)計(jì)在尺寸和樣式規(guī)劃中要根據(jù)水力學(xué)方法計(jì)算水位指標(biāo)等，對于不同工程建設(shè)區(qū)的水閘建設(shè)應(yīng)用的尺寸標(biāo)準(zhǔn)不同，計(jì)算過程中根據(jù)排水閘、進(jìn)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(jì)算方法和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)也不同。[6]農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)技術(shù)要求較高，保證相關(guān)設(shè)計(jì)合理，能夠?yàn)楹笃诘霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)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(jié)語

我國設(shè)計(jì)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(yùn)、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(jì)效益突出。農(nóng)田水利工程水閘類型較多，包括排水閘、進(jìn)水閘、節(jié)制閘、分洪閘和擋潮閘等，在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮穩(wěn)定性問題、滲流問題、沖刷問題和沉陷問題等，在設(shè)計(jì)修建過程中要根據(jù)自然地理環(huán)境勘查結(jié)果，做好技術(shù)分析，在設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際使用需求，對農(nóng)田水利工程水閘的尺寸、樣式等進(jìn)行確定，保證農(nóng)田水利工程水閘建設(shè)使用有效。農(nóng)田水利工程水閘設(shè)計(jì)是一項(xiàng)技術(shù)性工作，在實(shí)際操作中需要結(jié)合多種工程性資料，重點(diǎn)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(shè)計(jì)內(nèi)容，提高農(nóng)田水利工程建設(shè)效益。

[1]曲斌,孫曉峰.農(nóng)田水利工程中水閘設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,14：133.[2017-08-08].

[3]梁坤,丁大龍,胡曉萌.關(guān)于水利水電工程中水閘的設(shè)計(jì)探討[J].信息化建設(shè),2016,06：360.[2017-08-08].

[4]鄭學(xué)良.關(guān)于水利水電工程中水閘設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)分析[J].城市建設(shè)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(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2017,11：170.[2017-08-08].

TU7

B

1007-6344（2017）09-0094-01