水闸设计
2024年水闸设计要点及方法总结
2024年水闸设计要点及方法总结____年的水闸设计要点及方法总结一、引言水闸的设计是将水流量调控和水位控制的关键设施，对于水利基础设施的建设和管理具有重要意义。
随着技术的进步和社会的发展，____年的水闸设计将面临更高的要求和挑战。
本文将总结____年水闸设计的要点及方法，探讨如何更好地满足人们对水闸功能的需求。
二、____年水闸设计要点1. 高效节能：随着全球资源的稀缺和环境污染的加剧，____年的水闸设计应注重节能和减排。
采用智能控制系统和新能源技术，优化水闸的运行方式，提高能源利用率。
2. 自动化和智能化：随着信息技术和自动化技术的发展，____年的水闸设计应注重自动化和智能化。
通过传感器、遥控和自动控制系统实现水流量、水位和水质监测，实现水闸的自动化运行和智能管理。
3. 抗灾能力：____年的水闸设计应具备较强的抗灾能力。
考虑到气候变化和自然灾害的影响，水闸应考虑抗洪、防风、抗地震等能力，保障水闸在极端天气和自然灾害中的正常运行。
4. 环保可持续性：____年的水闸设计要注重环保和可持续性。
采用生态修复、河道治理等措施，保护水闸周边的生态环境；同时，考虑水闸对周边环境的影响，减少对水生态系统的破坏。
5. 多功能性：____年的水闸设计应注重多功能性。
除了调控水流量和水位的基本功能外，水闸还可以考虑兼具发电、供水、灌溉等功能，提高水闸的综合效益。
三、____年水闸设计方法1. 综合规划和设计：____年的水闸设计应从整体上考虑水闸的功能和需求，采用综合规划和设计的方法。
通过调查研究，确定水闸的位置、型式和规模，合理规划水流量和水位的控制范围。
2. 优化工艺和设备：____年的水闸设计应注重工艺和设备的优化。
通过模拟和仿真技术，优化水闸的结构和流动特性，提高水闸的运行效率和安全性。
3. 引进新技术和材料：____年的水闸设计应引进新技术和材料。
如采用新型防洪闸门、自动控制系统和新材料等，提高水闸的性能和可靠性，降低维护成本。
水工建筑物实训内容水闸设计
水闸设计1. 引言水闸是一种用于控制水流的工程设施，广泛应用于水利工程领域。
它可以调节河流、运河等水体的水位，保证水资源的合理利用，防止洪水灾害，并为船只通行提供便利。
本文将围绕水闸设计展开讨论。
2. 水闸的作用和分类2.1 作用•调节水位：根据需要，提高或降低水位，实现对河道、湖泊等水体的调控。
•防洪：在洪水来临时，通过开启或关闭闸门来控制洪峰流量，减轻洪灾损失。
•船舶通行：为船只提供通行条件，使其能够顺利通过两侧水域的高差。
2.2 分类根据不同的功能和结构形式，水闸可以分为以下几类： - 平板闸：最简单常见的一种类型，由上下两块平板组成。
- 插板闸：由多块插板组成，在需要时插入或拔出以控制流量。
- 达蓬闸：利用达蓬原理调节水位的一种闸门形式。
- 液压闸：通过液压控制闸门开关，实现对水流的调节。
- 钢闸：由钢材制成的大型闸门，通常用于大型水利工程。
3. 水闸设计的基本原则3.1 安全性原则水闸设计首要考虑的是安全性，确保在各种情况下都能正常运行，并能承受可能出现的最大水压和冲击力。
3.2 可靠性原则水闸应具备良好的可靠性，能够长时间稳定运行，并能抵御外界环境因素的影响。
3.3 经济性原则在满足安全和可靠性要求的前提下，尽量降低设计、建设和维护成本，提高工程的经济效益。
3.4 灵活性原则根据不同的需求和环境变化，水闸应具备一定的灵活性，能够适应不同条件下的调节要求。
4. 水闸设计流程4.1 初步设计阶段在初步设计阶段，需要进行以下工作： - 收集基础数据：包括水文、地质、气象等方面的数据，为后续设计提供依据。
- 确定工程任务：明确水闸的具体功能和设计要求。
- 进行初步方案比选：根据任务要求和实际情况，制定几种初步设计方案进行比较，选择最合适的方案。
4.2 详细设计阶段在详细设计阶段，需要进行以下工作： - 绘制施工图纸：包括结构图、平面布置图、剖面图等，为施工提供参考。
- 计算水力参数：根据水文数据和设计要求，计算水闸的流量、水位等参数。
水闸设计要点及方法总结
水闸设计要点及方法总结水闸设计是指根据特定的河流、湖泊或水库等水系统，设计并安装防洪、调节水位的设施。
水闸设计是水利工程设计的重要部分，合理的水闸设计能够提高水闸的性能和安全性，保护周边环境和人民生命财产安全。
下面将从水闸设计的要点和方法两个方面进行总结。
一、水闸设计的要点1.考虑上下游水位差：水闸设计的首要考虑因素是上下游水位的差异。
根据具体情况选择合适的闸门类型和数量，以及合理的开启方式，确保水闸能够有效地控制水位。
2.考虑水流量及泥沙量：在水闸设计中，需要考虑水流量的大小和泥沙量的变化。
根据不同的水流量和泥沙量，选择合适的闸门尺寸和形式，以及合理的布置方式，以保证水闸的正常运行和防止淤积现象的发生。
3.考虑水闸的稳定性：水闸设计中需要考虑水闸的稳定性，即在不同水位下，水闸是否能够稳定地承受水压力的作用。
设计时应充分考虑水闸的结构形式、材料选择和加强措施，以提高水闸的稳定性和安全性。
4.考虑水闸的可操作性：水闸设计中需要考虑操作人员对水闸的操作和维护是否便捷。
合理的闸门布置和控制机构设置可以减少操作人员的劳动强度，提高水闸的可操作性和可靠性。
5.考虑环境影响：水闸设计中需要考虑水闸对周边环境的影响。
合理的水闸设计可以减小水闸运行时的噪音和振动，减少对周边建筑物和人民的影响。
二、水闸设计的方法1.综合考虑水位变化：在水闸设计中，需要对上下游的水位变化进行全面的分析和研究。
通过水位站的观测数据和数学模型的建立，预测不同季节和不同天气条件下的水位变化趋势，以确定水闸的设计水位范围。
2.水流与泥沙运动分析：在水闸设计中，需要对水流的速度和方向进行分析，并确定闸门合适的开启方式和布置方式，以防止水流速度过大或方向变化过快导致的水闸受损。
同时，对水流中的泥沙进行分析，根据不同的泥沙悬浮情况确定闸门的尺寸和形式。
3.结构稳定性计算：在水闸设计中，需要进行结构稳定性的计算，即分析水流和水压力对水闸结构的影响，并通过计算确定合适的结构形式、材料选择和加固措施。
水闸设计(毕业设计)
水闸除险加固的任务和编制原则：
（1）坚持全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则，按照各地区病险水闸的不同特点，研究综合性的除险加固措施，恢复和完善病险水闸应有的防洪减灾和兴利效益。
区内沟谷水系发育，地形切割较深，沟谷坡降大。本区地表水，地下水径流条件良好，河流是本区地下水地表水排泄的良好通道。
1.3.4
据2001年国家地震局编制的国家标准（GB18306-2001）《中国地震动参数区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.05g,地震烈度为7度。根据《水工建筑物抗震设计规范》，需要考虑抗震设计。
流域内六个雨量站，据1958～2001年共39年的降水资料统计，多年平均降水量为425.5mm，最大685mm（1959年），最小283.5mm（1966年），年际变化2.4倍，多年平均最大一日降水量为70mm，6～9月降水量约占全年的80%左右，7～8月的降水量占全年的60～70%。
风向多西北风，风力最大7～8级，一般为2～3级，夏秋季风小。流域内多年平均蒸发量为1988.5mm。结冻期约为160天，冻土深1.4～2m。
（2）掌握已实施的病险水闸除险加固工程情况，总结经验，并对工程遗留问题进行规划补充和完善。
（3）规划体现可行性和科学性，做好各项前期工作，包括注册登记、安全鉴定、初步设计等。
1.2台子水闸工程概况
台子水闸工程位于赤峰市西辽河上游老哈河水系英金河二级支流西路嘎河中游，赤峰市松山区老府镇境内，距赤峰市区70km，地里坐标东经118°16′25.44″，北纬42°11′52.07″。于1968竣工投入使用，由于工程设计标准偏低，在运行中年久失修，虽然在1985年进行了部分工程除险加固，但最终没有彻底解决工程的病险问题，灌溉引水受到限制，该工程是以灌溉为主兼顾防洪等综合利用水闸。
水闸设计_ppt课件
H – 上下游水位差 （二）地下轮廓线的布置 原则：上防下排 防渗：水平---铺盖 垂直---齿墙、板桩、防渗墙、灌浆 帷幕等。 下排：排水孔、减压井等 具体做法： 1、粘土地基 2、砂性土 3、粉砂地基 4、有承压水的地基
二、渗流计算
目的：求解渗流区域内的渗透压力，渗透坡 降，渗透流速及渗流量。 （一）渗流的基本方程 闸基渗流属有压渗流(土坝渗流为无压渗流) 一般作为平面的考虑 基本假定：地基是均匀的，各向同性的； 渗水不可压缩，符合达西定律。 渗流的计算方法： 1、流体力学法（精确）
闸孔总净宽L0增大，q减小 闸孔总净宽L0减小，q增大 这将直接影响消能防冲的工程量和工程造价 过闸水位差的选用:关系到上游淹没和工程 造价, 平原地区，一般设计过闸水位差选用 0.1--0.3m 过水能力：与上下游水位、底板高程、闸孔 净宽相互关联，需对不同方案进 行技术经济比较后确定。 （四）确定闸室单孔宽度和总长度 我国大中型水闸的单孔宽度一般采用8— 12m。
2、地质条件：
壤土、中砂、粗砂、砂砾石适合做地基。
二、闸孔设计
内容：选堰型，选底板高程，单孔尺寸， 闸室总宽度 （一）堰型选择 1、宽顶堰：结构简单，施工方便。有利 于泄洪、冲砂、排污、排水、通航，且 泄流能力比较稳定，但流量系数较小， 易产生肢状水跃。 2、低实用堰：流量系数较大，水流条件 较好。但泄流能力受尾水位变化的影响 较为明显。施工较复杂。 （二）闸底板高程的选定
水闸设计
第一节 概述
水闸是一种低水头的水工建筑物，它具有挡 水和泄水双得作用。 与设有表孔闸门的溢流重力坝的区别是: 水闸水头较低，抬高水位较少，它主要是靠 闸门挡水； 而溢流坝主要靠闸门下坝体来挡水。 水闸可建于各种地基上。
一、水闸的类型
第一部分 设计说明书(水闸)
第一部分设计说明书1 概述1.1 水闸设计目的蓟运河张头窝扬水站位于蓟运河右堤，张头窝村东南。
该站于1973年7月建成，主要担负林黄路以东、箭杆河以南、蓟运河以西、宁宝界以北的排涝任务,并兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
该扬水站泄水涵闸运行30多年，已不能正常使用，影响防洪安全，不但影响了农业生产，而且也是蓟运河右堤上的一个隐患。
[1]因此，急需对该扬水站泄水涵闸进行维修加固，在保留灌溉和排涝功能的前提下，确保蓟运河堤防的安全。
1.2 水闸设计内容1.2.1 整体布置(1)根据任务书确定闸址位置(2)确定该闸结构形式及闸室主要部分的结构尺寸(3)确定闸上下游连接方式、结构形式、尺寸1.2.2 水力计算(1)闸孔宽度：根据选择的堰型确定闸孔尺寸(2)水闸过闸流态的判别及计算1.2.3 闸基渗流计算(1)由地址资料等确定防渗措施(2)选择防渗设施的形式和尺寸1.2.4 结构布置(一）闸室布置(1)确定闸底板的结构尺寸(2)确定闸墩的结构尺寸(3)确定闸门形式、根据闸门选择启闭机形式(4)确定工作桥的结构尺寸(5)确定交通桥的结构尺寸（二）闸室上下游连接段的布置(1)确定闸上下游翼墙的结构形式、尺寸(2)确定两岸护坡的结构形式、尺寸1.2.5 闸室稳定计算(1)确定闸室稳定计算的计算情况(2)根据各种计算情况验算闸室的稳定1.2.6 进口和出口翼墙的稳定计算(1)根据计算确定进口翼墙的稳定(2)根据计算确定出口翼墙的稳定1.3 工程概况蓟运河张头窝扬水站共安装900mm直径立式轴流泵12台，设计流量24m³/s，工程排涝标准为3年一遇，兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
泵房上游145m为灌溉进水涵闸，上游245m为张头窝退水闸。
泄水闸底板高程0.7m,排沥最高水位6.20m。
沥水经扬水站水泵提升压力池通过泄水涵闸及排水渠进入蓟运河，关闭泄水涵闸闸门灌溉引水可经扬水站水泵提升至压力池经偏口闸进入张头窝联结渠灌溉农田。
水工建筑物-水闸设计图
四、水闸的防渗排水设施
1、地下轮墩线布置 闸基防渗长度L： 查表得允许渗径系数值C=3
L CH 36.04 18.12(m)
取L=25.1m。
2、筋钢混凝土铺盖设计
铺盖长度为10m，铺盖厚为 0.5m，与底板连接处加厚至0.83m。
混凝土垫层
混凝土垫层
浆砌石（50） 反滤层
浆砌石（50） 反滤层
水工建筑物 ——水闸设计
一.基本资料
某排水闸建筑物等级为2级， 水闸设计排水流量72.2㎡/s，相当闸 上设计水位11.48m，闸下设计水位 10.92m，防洪水位16.89m，相当闸 水位10.85m。排水渠为梯形断面， 渠底宽为12m。底高程6.50m。边 坡1：2。闸基持力层为粉质粘土。 承载力为140kpa。渗透系数为 1.8×10-5 cm/s。设计该水闸。
消力池长度Lsj=Ls+ Lj
=3.52+0.7x23.49 =19.96（m）
3.护坦厚度t 消力池底板计算系k1=0.2
H '11.48 10.92 0.56(m)
护坦厚度t：
t k1 q H '
0.2 14.44 0.56 0.66(m) 消力池末端厚度=t=0.66（m）
4、海漫长度Lp 海漫长度计算系数Ks：Ks=10 海漫长度 L p ks qs H '
设计水闸
一、确定闸底板高程 闸底板高程=渠底高程=6.50 m
二、计算闸孔总净宽 假设闸孔净宽b0=8m 上游河道一半水深的宽度bs
bs=（11.48﹣6.5)×2+12 =21.96(m)
堰流侧收缩系数
1 0.171(1 bo)4 bo
bs bs 1 0.171 (1 8 ) 4 8 0.916
水闸设计规范SL265
“水闸的消能防冲设计应根据水流的动能、冲刷能力和闸基条件进行。”
消能防冲是水闸设计中非常关键的一环。这一条摘录指出了消能防冲设计的 依据，有助于防止水闸下游的冲刷和保证水闸的安全运行。
阅读感受
在水利工程领域，水闸的设计与建设是至关重要的环节，它关乎到防洪、灌 溉、发电以及生态等多个方面。而《水闸设计规范SL265》作为这一领域的权威 指南，无疑对于每一个从事水利工作的人员都具有极其重要的指导意义。
“地基处理”部分对水闸的地基处理方法和技术进行了规定，以确保水闸的 基础安全可靠。地基处理是水闸设计中非常关键的环节，直接关系到水闸的安全 性和耐久性。
“施工组织设计”章节对水闸施工的组织管理、施工方案和施工质量控制等 方面进行了规定，以确保施工过程的顺利进行和水闸建设的质量符合要求。
通过对《水闸设计规范SL265》的目录分析，我们可以看出该规范在水闸设 计中的重要地位和作用。它不仅提供了全面、详细的技术指导和规范，还注重设 计的科学性和安全性。在实际的水闸设计中，我们应该严格遵守该规范的要求， 确保水闸工程的安全性、稳定性和经济性。
该规范还强调了水闸工程的环境保护和可持续发展。设计时应充分考虑水闸工程对周围环境的影 响，采取相应的减缓措施。运营过程中应合理调度水资源，兼顾经济效益和环境效益，为当地的 经济社会发展提供有力支撑。
《水闸设计规范SL265》作为中国水利水电工程中的重要技术标准，对水闸设计、建设和运营具 有积极的指导意义。通过严格遵守该规范，可以确保水闸工程的安全性、稳定性和经济性，同时 实现环境保护和可持续发展的目标。
当然，作为一名读者，我深深地感受到了规范制定者的专业素养和责任心。 他们对于每一个细节的严谨、对于每一个可能的问题都进行了深入的探讨和规定， 确保了每一位使用者都能得到最准确、最全面的指导。这样的精神让我深受启发， 也让我明白了做好任何事情都需要有这样的专业态度和责任心。
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16
荷载
16.1 基本荷载和特殊荷载
基本荷载： 水闸及其填料和永久
设备的自重
正常蓄水位或设计水位下水闸底
板的水重
正常蓄水位或设计水位下水闸的
静水压力
16.2
正常蓄水位或设计水位下水闸的 扬压力（浮托力与渗透压力之
和）
土压力
淤沙压力
风压力
浪压力
冰压力
特殊荷载：
校核水位下的水闸底板水重
16.3
校核水位下静水压力 校核水位下扬压力
降值
闸室最大基地应力不大 于地基允许承载力。
非地震情况，闸室基底 不出现拉应力，地震情 况下闸室基底拉应力不
大于100kpa 闸室抗滑稳定安全系数
不小于7.3.14
上方加保护层。
海曼应有一定的柔性， 透水性、表面粗糙性， 其构造和抗冲能力与水 流流速相适应，海漫宜 做成等于或缓于1：10 的斜坡，末端设防冲槽 （防冲墙），海漫底下
应设垫层。
D15/d85≤5 D15/d15=5-40 D50/d50≤25 D :滤层滤料 d：被保护土 滤层的每层的厚度 20cm-30cm。 其长度应使其末端的渗 流坡降小于地基土在滤 层保护时的允许渗流坡
50001000
1000-100 100-20
《水利水电工程等 级划分及洪水标准》
《灌溉与排水工程设计 规范》
小（2） ＜20
平地板 低堰板 折线底 板
一般情况用平底板
一般根据闸室抗滑稳定 性和闸墩纵向刚度确 定，一般采用实体式
闸墩外形轮廓，上游墩 头采用半圆形，下游墩
头采用流线型 闸墩厚度，门槽处不小
1
水闸性质 工程等 别
建筑物级别
1.1 平原水闸按最大过闸流量 m3/s
1.2 山区丘陵水闸
1.3 灌排渠系上的水闸
1.4
防洪堤上的水闸，其级别 不能低于防洪堤的级别
1.5 建筑物级别升降的情况
2
洪水标准
2.1
平原水闸设计 校核 消能防冲 临 时性洪水
2.2 挡潮闸
2.3 山区丘陵水闸
2.4 灌排渠系上的水闸
2.5
防洪堤上的水闸，其级别 不能低于防洪堤的级别
3
闸址选择
3.1
地形开阔 岸坡稳定 岩土坚实 地 下水位低
泄洪闸或节制闸的轴线宜与河道
4
水闸总体布置
4.1
中心线正交 其上下游河道的直线段长度不宜
小于5倍水闸进口处水面宽度
5
闸室布置
5.1
形式：开敞式 胸腔式 涵洞式 双 层式等
闸室重心尽可能与底板中心线接
校核水位下浪压力
地震荷载
闸室地基平均基地应力不大于地
17
地基承载力
17.1
基允许承载力 最大基地应力不大于地基允许承
载力的1.2倍
17.2
土质闸室基底应力的最大值与最 小值之比不大于7.3.5规定
土质闸室基地的抗滑稳定安全系 数不小于7.3.13
17大（2） 中 小（1）
5.6 闸室底板形式 5.7 底板厚度及长度 5.8 底板混凝土分缝
5.9 闸墩形式
5.10
工作闸门门槽宽深比
5.11
工作闸门与检修闸门净间距不宜 小于1.5m
5.12
边墩其厚度根据抗滑稳定及结构 强度需要确定
5.13
露顶式闸门顶部应在最高当水位 以上有0.3-0.5m超高
6
启闭机
6.1
启闭机的启闭力应等于或大于计 算启闭力
7
防渗排水布置
7.1
均匀土质地基防渗长度（规划及 可行性研究阶段）
闸基为中壤土、轻壤土或重砂壤 7.2 土时，
7.3 闸基为较薄壤土层
7.4
闸基为粉土、粉细砂、轻砂壤 土或轻粉质沙壤土
闸基为较薄的砂性土层或砂砾石 7.5 层，
其下卧层为较厚的相对不透水层
。。
7.6 闸基为岩石地基时
8
齿墙
8.1 闸室底板的上下游均宜设齿墙
14.2 14.3
基地渗透压力。 岩基上可采用全截面直线分布 法，但应考虑防渗帷幕和排水孔 的作用。 土基可采用改进阻力系数法或流 网法。附录C 水平段和出口段的渗流坡降必须 小于表6.0.4
14.4
滤层的级配应满足稳定性和透水 性的要求。 且滤料颗粒级配曲线应大致与被 保护土颗 粒级配曲线平行。滤层的级配宜 符合公式的要求
上游设截水槽或防渗 墙，
下游渗流出口设滤层。 截水槽或防渗墙嵌入相 对不透水层深度不小于
1.0m
可根据防身需要在闸室 地板上游设置
水泥灌浆帷幕 其后设 排水孔
齿墙深度0.5-1.5m
一般采用上下游最大水 位差的3-5倍。
混凝土或钢筋混凝土铺 盖最小的厚度不小于
0.4m，粘土铺盖厚度最 前端不小于0.6m，并且 向闸室方向加厚，铺盖
5.2 近，
且偏向高水位一侧
闸槛较高 挡水高度较小 可采用
5.3 开敞式 。
泄洪闸或分洪闸宜采用开敞式
闸顶高程：分挡水与泄水两种情 况。 挡水时闸顶高程不应低于水闸正 常蓄水位（或最高挡水位）+波浪 5.4 计算高度+安全超高1 泄水时闸顶高程不应低于设计洪 水位（校核洪水位）+安全超高2 位于防洪堤上的水闸，其闸顶高 程不得低于堤顶高程。 5.5 闸孔孔径的要求 闸孔少于8孔时，宜采用单数。
14.5
防渗范围内的永久缝应设一道止 水，大型设两道
包括：荷载及其组合
15
结构设计
15.1 闸室和岸墙、翼墙的稳定计算
结构应力分析
二类环境下混凝土强度等级不宜
15.2
低于C15 三类环境下不宜低于C20
四类不宜低于C25
15.3
混凝土抗渗等级： 水力梯度小于10的混凝土抗渗等 级不得低于W4， 水力梯度等于或大于10的混凝土 抗渗等级不得低于W6，
于0.4m
1.6-1.8
SL41-93《水利水电工 程启闭机设计规范》启
闭机系列标准
防渗长度 L：闸机 轮廓线防 渗部分水 平段和垂 直段长度 的总和。 H：上下 游水位差 C：允许 渗径系数
L=C*H
闸室上游宜设置钢筋混 凝土或粘土铺盖或
土工膜防渗铺盖，闸室 下游护坦段应设置滤层
上游采用铺盖和垂直防 渗体
9
铺盖
9.1 铺盖长度根据闸基防渗需要确定
10
防渗墙
10.1 混凝土防渗墙最小厚度不小于
当闸下尾水深度小于跃后水深
11
水闸消能防冲
11.1
时， 可采用下挖式消力池，消力池可
采用斜坡面与闸底板相连，斜坡
11.2
当闸下尾水位的深度略小于跃后 水深时，可采用突槛式消力池消
11.3
下挖式消力池、突槛式消力池、 11.4 综合式消力池均应设置海曼和防
冲槽
11.5 11.6
消力池内可设置消力墩、消力梁 等辅助消能工 水闸上下游的护坡长度应大于护 底（海漫）长度，护坡护底下面 均应设垫层。
12
两岸连接
12.1 两岸连接宜采用直墙式结构
13
水闸的过闸水位差
13.1
一般情况下平原的水闸过闸水位 差0.1-0.3m
包括：渗透压力计算 抗渗稳定性计算 14 防渗排水设计 14.1 滤层设计 防身帷幕及排水孔设计 永久缝止水设计