水闸的孔口尺寸确定答案
水工建筑物考试填空题
（1）组成水库枢纽的“三大件”包括（挡水）、（泄水）和（引水）等类型建筑物。
（2）重力坝按其结构型式分类，可分为（实体重力坝）、（宽缝重力坝）和（空腹重力坝）三种。
（3）土坝的上游坝坡一般（小）于下游坝坡，这是因为（上）游坝坡受水的影响，其抗剪指标（小）于（下）游坝坡。
（4）土坝的垂直防渗措施一般有（截水槽）、（混凝土防渗墙）、（灌浆帷幕）、（混凝土截水墙）（高压喷射灌浆）等五种基本型式。
（5）一般情况下，气温低于封拱温度时，对拱坝坝体应力（不）利，但对坝肩稳定（有）利。
（6）由概率极限状态设计时，对重力坝应分别按（承载能力）极限状态和（正常使用）极限状态进行强度验算。
（7）隧洞衬砌所受的弹性抗力与其刚度有关，衬砌刚度越（大），弹性抗力就越（大）。
（8）利用挑流消能时挑坎出口的（水流流速）越（大），挑距越（远），而挑射水流对下游的冲刷深度主要取决于（流速）。
（9）水闸是一种低水头建筑物，既（挡水）又（泄水）。
（10）船闸一般由（闸室），（上下游闸首）和（上下游引航）几部分组成。
（14）碾压混凝土重力坝是用水泥含量比较低的超干硬性混凝土，经___碾压______而成的混凝土坝。
（15）拱坝的应力分析方法：_拱梁法___拱冠梁法_、__纯拱法______圆筒__、____有限单元法______。
（16）根据土石坝施工方法的不同，可将土石坝划分为以种：碾压式、抛填式堆石坝、水中填土坝、水力冲填坝、和定向爆破堆石坝等。
（17）闸基渗流计算的方法有流网法、改进阻力系数法、直线法（18）泄槽轴线与溢流堰轴线接近平行的岸边溢洪道，称为侧槽溢洪道。
（19）拱渡槽主拱圈结构的基本尺寸是跨度、矢高比、拱脚高程、拱宽。
（20）护坦的作用是消减水流的动能。
1、挑流消能一般适于（基岩较坚固的中高溢流坝）。
挑射角度一般为20°-25°若挑射角度加，（挑射距离）增大，且（冲坑）加深。
2、（地震烈度）表示地震对建筑物的影响程度。
水闸设计
流量 Q（m3 / s) 下游水深H 上游水深 hs 1490 1650 1806 1.76 2.07 2.38 3.25 3.47 3.67
单宽流量 12.41 13.75 15.05
qs
上、下游 海漫长度L p 水位差 H ' 1.49 1.4 1.29 46.7 48.4 49.6
则为淹没出流，列表计算
表 2 流态判别
流量Q（m3/s） 下游水深hs(m)
H 0 (m)
Hs 0.8H 0
流态
设计流量2010
校核流量2265
2.76
3.21
4.11
4.43
否
否
非淹没出流
非淹没出流
（3）、闸孔总净宽计算 计算结果列入下表 表 3 闸孔总净宽计算
流量Q （m3/s） 下游水深 hs(m) 总净宽
1.05 消力池出口流速系数： ' 0.95 水跃淹没系数：
消力池长度：L 4m 0
P 1 0.25H 0 H 0
" Lj 6.9 hc hc
L L0 L j
其中：
m 0.385 ， H0 1.61m ，由于本水闸为无坎宽顶堰，P1 d 。
冲刷变形;具有一定的透水性，以便使渗水自由流出，降低扬压力；表面具有一 定的粗糙度，以利进一步消除余能。 所以选择在海漫的起始段为10米长的浆砌石水平段，因为浆砌石的抗冲性能 较好，其顶面高程与护坦齐平。后45米做成坡度为1：15的干砌石段，以使水流 均匀扩散，调整流速分布，保护河床不受冲刷。海漫厚度为0.5米，下面铺设 15cm的砂垫层。如下图所示
由于
L0 / S0 5时：Te 0.5L0
Excel水力计算展示——闸孔尺寸确定演示(精)
2.确定（计算）闸门的相关参数
3.编写试算程序
水力分析与计算
水力分析与计算
二 excel求解过程
水力分析与计算
注：褐色部分为基本参数，人工输入；绿色部分为程序自动运算，切勿人工修改！
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
A7=F4-E4
ht h0
) B7=C4*D40(忽略不计D7=B4+C7^2/(2*9.8) 2 B nb v P 1 H0 H 0 2g
水力分析与计算
闸孔尺寸EXCEL计算
水力分析与计算
水力分析与计算
三 Excel表格使用
情形一：
将流量改为4m3/m， 其他条件不变。
试算结果：
e=0.55m
情形二：
将流量改为6m3/m， 其他条件不变。算
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水力分析与计算
主持单位: 广东水利电力职业技术学院
e
水力分析与计算
水力分析与计算
一 工程任务
思路分析：
①
判断是否为闸孔出流
e 0.1 0.65 H
e
②
先按照闸孔自由出流计算，进而判 断下游出流形式
淹没出流（淹没式水跃）
Q0 s be 2 gH 0
自由出流（远趋式、临 ③ 界式水跃）
Q0 be 2 gH 0
④ σ ，μ 均与e有关，故类题目应采用试算法 s 水力分析与计算
e 0.65堰流 H
水力分析与计算
二 excel求解过程
Q c s be 2 gH H h '' 0 h3 h0 0.01 c '' t 淹没出流 c 2 gh c Q0 水力分析与计算
水闸孔口尺寸设计步骤
例：5.1 确定建筑物级别及洪水标准基本资料：本工程位于河南省某县城郊处，它是某河流梯级开发中最末一级工程。
该河属稳定性河流，河面宽约200m ，深约7~10m 。
由于河床下切较深又无适当控制工程，雨季地表径流自由流走，而雨过天晴经常干旱，加之打井提水灌溉，使地下水位愈来愈低，严重影响两岸的农业灌溉和人畜用水。
为解决当地40万亩农田的灌溉问题，坝址已经上级批准的规划确定，修建挡水枢纽工程。
拦河闸所担负的任务是：正常情况下拦河截水，抬高水位，以利灌溉，洪水时开闸泄水，以保安全。
闸址处系平原型河段、两岸地势平坦，闸址两岸高程均在41m 左右，河床坡降平缓，纵坡约为1/10000，河床平均标高约30.00m ，主河槽宽度约80-100m ，河滩宽平，呈复式河床横断面，河流比较顺直。
最大风速V=20m/s ，吹程0.6Km 。
非汛期（1～6月及10～12月）9个月份月平均最大流量9.1m3/s 。
汛期（7～9）三个月，月平均最大流量为149m3/s ，年平均最大流量 m3/s ，最大年径流总量为8.25亿m3。
灌溉用水季节，拦河闸正常挡水位为38.50m 。
例5-2拟定孔口尺寸项目重现年洪水流量（m 3/s ）上游水深H （m ） 下游水深hs （m ）设计洪水 20 1133 7.58 7.43校核洪水 50 1642.35 9.08 8.90堰流流量系数，m 取0.385例5-2 计算步骤1、计算堰上水头H0由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：表1 上游水头计算流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水深H（m）过水断面积（m2）行近流速（m3/s）gv22上游水头H0（m）设计流量11337.43 7.58校核流量1642.358.90 9.08注：考虑壅高15~20cm。
2、计算闸孔总净宽表2 闸孔总净宽计算表流量Q（m3/s）下游水深hs（m）上游水头H0（m）Hhs淹没系数σ0B（m）设计流量11337.43 7.70校核流量1642.358.90 9.243、孔口尺寸拟定根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽b= m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用孔，闸孔总宽度为：L＝nb0+(n－1)d=由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，中墩厚m，边墩厚m。
07 闸孔尺寸确定
根据试算的思路和计算过程，按照水力计算的公式，逐次编写闸孔尺 寸确定的计算程序，用试算的方法求得结果。
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
注：褐色部分为基本参数，人工输入；绿色部分为程序自动运算，切勿人工修改！
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
A7=F4-E4 B7=C4*D40(忽略不计D)7=B4+C7^2/(2*9.8)
e
e 0.65闸孔出0流.6；0hc0q.自1762eee 2gH
H
H e 0.65堰流
H
H
水力分析与计算子项目
二 excel求解过程
H10=G10/2*(IS1Q0R=TI(F查1(+H相81*0关E>1=J图0$1^A02$=/7((,$9"F.自$84*由-G$1出E0$^流43-)"H),1-"01淹))/没($出B$流4-"H)10)
水力分析与计算子项目
闸孔尺寸EXCEL计算
水力分析与计算子项目
三 Excel表格使用
情形一：
试算结果：
将流量改为4m3/m，
e=0.55m
其他条件不变。
情形二：
计算结果：
将流量改为6m3/m， 其他条件不变。
e=0.8m
水力计算Excel展示厅
之七 闸孔尺寸确定
水利水电建筑工程
一 工程任务
某一单孔平板闸门，已知设计流量Q0=5m3/s，闸宽b=3m，闸下游河 道正常水深h0=1.5m，闸底坎为平顶堰式，堰高为0.5m，闸前水头 H=1.32m。试确定通过设计流量时的闸门开度（忽略上游行进流速v0）。
e
水力分析与计算子项目
水工建筑物基础基础试题及答案
一、填空题1、上游连接段用以引导__过闸__水流平顺地进入闸室，保护__两岸和闸基__免遭冲刷,并与__防渗刺墙__等共同构成防渗地下轮廓，确保在渗透水流作用下两岸和闸基的抗渗稳定性.2、水闸消能防冲的主要措施有消力池、__海漫__、防冲槽等.6、隧洞进口建筑物的按其布置及结构形式分为__竖井式_、___塔式___、__岸塔式__、___斜坡式__.其中__塔式__受风浪、冰、地震的影响大，稳定性相对较差,需要较长的工作桥。
7、正槽式溢洪道一般由_ 进水渠_ 、_控制段_、__泄槽__、消能防冲措施_ 、__出水渠__五部分组成。
其中___控制段___控制溢洪道的过水能力.8、泄水槽纵剖面布置,坡度变化不宜太多，当坡度由陡变缓时,应在变坡处用__反弧段__连接,坡度由缓变陡时，应在变坡处用__竖向射流抛物线__连接。
9、水工隧洞按水流状态可分为__有压隧洞_、__无压隧洞__两种形式,___________更能适应地质条件较差的情况,但其_________复杂，所以应避免平面转弯.10、回填灌浆是填充__衬砌__与__围岩_之间的空隙，使之结合紧密，共同受力，以改善__传力__条件和减少__渗漏__。
1、河岸溢洪道的类型主要有正槽式式、侧槽式、井式和虹吸式四种。
3、海漫应具有一定的粗糙性，利于进一步消除余能；具有一定的透水性，以便排出渗水；具有一定的柔性,适应河床的变形。
4、坝下涵管为了有效地防止集中渗流,在涵管1～2m的范围内用回填粘土做防渗层,这个防渗层称为涵衣。
5、土石坝管涌渗透变形中使个别小颗粒土在孔隙内开始移动的水力坡降称为临界坡降；使更大的土粒开始移动，产生渗流通道和较大范围内破坏的水力坡降称为破坏坡降。
6、在土石坝的坝坡稳定计算中，可用替代法考虑渗透动水压力的影响，在计算下游水位以上、浸润线与滑弧间的土体的滑动力矩时用饱和重度,计算抗滑力矩时用浮重度。
7、不平衡剪力在闸墩和底板进行分配时可采用弹性地基梁法和反力直线法.8、水闸按照其所承担的任务分为节制闸、进水闸、分洪闸、排水闸和挡潮闸。
水工建筑物答案
水工建筑物（A ）一、填空1、为了满足防洪要求，获得发电、灌溉、供水等方面的效益，需要在河流的适宜地段修建 不同类型的建筑物，用来控制和分配水流，这些建筑物统称为水工建筑物。
2、水利工程除了工程量大、投资多、工期较长外，还有：（1）工作条件复杂；（2）受自然 条件制约，施工难度大；（3）效益大，对环境影响也大；（4）工程失事的后果严重。
3、（1）收集资料信息；（2）明确工程总体规划及其对枢纽和建筑物的功能要求；（3）提出 方案；（4）筛选可行的比较方案；（5）对方案进行分析、比较、评价、选定设计方案；（6） 对建筑物进行优化定型及设计细部构造；（7）初定建筑物的施工方案；（8）对方案进行评价 及验证。
4、《混凝土重力坝设计规范》（SDJ21-78）5、等半径式拱坝，双曲拱坝6、（1）坝身稳定可靠；（2）不能发生危害性渗透变形；（3）不允许水流漫顶；（4）不允许 产生危害性裂缝；（5）能抵抗自然现象的破坏；（6）经济、技术安全的合理性。
7、（坝体，防渗体，排水设备、护坡）（棱体排水，贴坡排水，褥垫排水，管带排水，综合 排水）（排水沟，减压井）8、节制闸，进水闸，分洪闸，排水闸，挡潮闸，冲沙闸9、（正槽溢洪道，侧槽溢洪道，井式溢洪道，虹吸式溢洪道）（必须有足够的泄洪能力、泄 洪道的自身安全可靠，下泄洪水与下游水的衔接消能）10、（1）弹性压力是被动的，围堰压力是主动的；（2）弹性压力是有利荷载，围岩压力是不 利荷载；（3）围岩完整，弹性抗力大，围岩压力小；（4）通过灌泉可增大弹性压力，减小围 岩压力。
二、拱梁分载法是将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，坝体承受的一 部分由拱系承担，一部分由梁系承担。
拱和梁的荷载分配由拱系和梁系各交点处变位一致的 条件来确定，若从坝体中任意切取一个微元体进行受力分析可以看出在经向截面和水平截面 上各有六种内力，拱梁分载法就其原理能同时考虑这12个内力。
闸门设计题纲
闸门设计题纲一、设计任务为某水库设计放水洞底孔平面钢闸门一面，作为主要工作闸门。
二、设计资料1、放水洞净孔口尺寸：宽1.8米，高2.0米。
2、凭均设计水头（孔口中心处）20米。
3、闸门相对位置放水洞中部设闸井，闸门位于闸井上游井壁一边，在运用过程中闸下保持无压出流，闸井内不充水。
启闭机设于闸井顶端，从启闭中心至闸门底槛之间的高差为21米。
4、闸门行走支承采用滑动滚轮。
5、材料：门叶结构采用Q235，侧止水用P—60A型橡皮；底止水用I110—16条型橡皮，焊条E43型，砼等级C20，滚轮轴套为铸锡磷青铜，用普通螺栓。
6、参考资料：《水工钢结构》范崇仁主编，《水利水电工程钢闸门设计规范》。
三、设计要求1、编写设计书，参照“设计计算参考提纲”的内容，对原则问题应有简略的论证并附必要的简图。
用A4书写白纸，钢笔书写整齐端正，用铅笔绘制简图。
2、绘制施工图，图幅为A2图2张（或A3图4张）。
图中包括：门叶结构总图、侧视图、俯视图、必要的大样图，闸槽尺寸及埋固构件。
比例根据布图需要自定。
3、作出闸门的材料表附在设计图上。
四、闸门设计题纲1、据闸门工作条件，初步拟出闸门的构造形式及其总体布置⑴选择闸门的基本尺寸门高：6＋0.3（门的超高，高出孔口净高）=6.3ｍ。
门宽：为了布置侧止水和行走支承闸门宽度等于孔口净宽＋2×0.3ｍ。
⑵选择梁格布置方案主梁根数和布置，为简化设计和制造方便，又能保持闸门的整体刚度。
对与跨度远大于门高平面闸门，宜采用双主梁的复式梁格。
主梁位置按等水压力的原则布置，上下主梁应放置在离水压合力作用线相等的位置，并要求门的下悬臂≥0.12门高，上悬臂≤0.45门高。
水平次梁的间距，根据水压力的变化，应布置上疏下密，使各区格的面板厚度大致相同。
次梁可采用槽钢（包括顶梁和底梁）。
底梁不到底，布置底止水。
设置横隔板三道，等间距。
边梁采用单腹式。
⑶梁格采用齐平连接水平次梁穿过横隔板成连续梁。
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5.2.2设计流量和上、下游水位的确定 1）拦河闸
设计流量:根据工程等别确定相应的设计洪 水流量Q设和校核洪水流量Q校。 上、下游水位
下游水位：由下泄流量查下游河道天然水位～流 量关系曲线确定。 上游水位： （1）正常蓄水位 拦河闸的上游正常蓄水位，要根据泄水闸 承担的任务，建成后上游淹没损失等因素确定。 在正常运用情况下，拦河闸的任务是控制上游水 位为正常蓄水位，以满足取水、航运等的要求。
5.2.4 过闸单宽流量的确定 决定单宽流量大小的主要因素是河床抗冲能力。 · 当选择较大的单宽流量时，可以减少拦河闸的闸室数 量和缩短泄水前缘总宽度，降低闸室总造价。 · 但是，较大的单宽流量对河床冲刷破坏的能量增大， 容易发生冲刷破坏，需要加强消能防冲设施和护底措 施，增大相应造价。 · 河床抗冲能力还与水流条件有关。在水深较大，上下 游水位差较小，出闸水流扩散较平顺的情况下，同样 的土基条件可以承受较大的单宽流量冲刷。 在我国一般采用的单宽流量为5～30m3/s，下表为江苏 省对不同闸基土壤选用单宽流量的经验值。在砂砾石 地基上可以取更大的单宽流量。
（2）最高水位 泄水闸的上游最高水位由水闸的泄水能力特 性决定。 泄水闸泄放校核洪水时，其上游水位为最高 水位。此时，闸门全开下泄洪水流量，上游水 位等于校核洪水流量下天然河道水位加上上游 水位壅高。
在平原地区建水闸，往往对上游水位壅高值的限制 较严。一般在洪水期泄洪时，上游水位壅高值只允 许控制在 0.1～0.3m ，否则将造成较大的上游淹没。 修建在山区和丘陵地区的水闸，其上游水位壅高往 往没有严格限制。可以根据水闸的任务、上游淹没 损失、工程造价、两岸堤防、地下水位等因素，经 多方案综合比较后确定。
2）进水闸 设计流量：等于渠道的设计取用流量。 上、下游水位：
进水闸的上游水位：为水库正常蓄水位或河道最低 水位。从河道取水流量较大时，要考虑取水口处河 道水位局部降落， 进水闸的下游水位：由渠系规划和水闸额定取水流 量来确定确定。
3）排水闸： 设计流量：由设计暴雨、汇水面积及排水时间 确定。 上、下游水位：
不同土壤不冲单宽流量表
闸址土壤 粉土、粉砂 5~16 淤土 9 细砂土 4~9 粉质壤土 9~12 粘土 12~24
单宽流量(m3/s)
5.2.5 闸孔宽度的确定 一、闸孔总净宽B0的确定 Q （1）堰流时： B
0
m 2g H 0
3
2
（5-1）
当堰顶处于高淹没度（hs/H0≥0.9) 时，
5.2 水闸的孔口尺寸确定
5.2.1 闸孔和底板型式选择
土基上的拦河闸，闸孔型式多采用开敞式宽顶堰。 · 在地基条件较好的拦河闸可以采用驼峰堰。 · 岩基上的水闸常采用实用堰。 开敞式宽顶堰：结构简单、施工方便、地基应力均匀， 泄流能力大、上游水位壅高较小，有利于完成冲砂、 排污等其他任务。宽顶堰的流量系数为0.36～0.385。 驼峰堰和实用堰：流量系数较宽顶堰大，可以使枢纽 布置更紧凑。水闸上的实用堰多为低堰，其流量系数 参考有关文献。 实用堰：在淹没出流的情况下，流量系数急剧减少。 因此，经常或主要工况为淹没出流的泄水闸不宜于选 用实用堰。 上游水位变幅较大的水闸，可以考虑设置胸墙，以减 少闸门挡水高度和闸门受力。
上游水位：为渍水区内或排水渠末端相应于排水设 计流量时的水位； 下游水位：低于上游水位0.05～0.1m。
5.2.3 闸底板高程的选定 1）拦河闸：拦河闸的底板为平底板时， 闸底板的面高程等于或略高于河底高程， 有利于减轻闸前泥沙淤积。 2）进水闸：进水闸的底板高程应该高于 冲砂闸或泄水闸的底板高程。 在地基条件好和上游水位较高的情况 下，可以尽量提高底板高程，或采用泄 流能力高的实用堰。
B0 Q
0 h s 2g(H0 h s )
（5-7）
(2)孔流时：
B0
Q
' h c 2gH0
（5-9）
二、闸室单孔宽度 b 的确定 我国大中型水闸的单孔宽度一般采用 8～12m。 三、闸室总长度L的确定 闸室总宽度L=nb+(n-1)d，其中，d为闸 墩厚度 闸室总宽度拟定后，尚需要考虑闸墩等 的影响，进一步验算水闸的过水能力。 从过水能力和消能防冲两方面考虑，闸 室总宽度应与河道宽度相适应。