关于水闸，这些知识最起码要知道！

       关于水闸，这些知识至少需要知道!

　　关闭闸门可阻隔洪水、阻隔潮汐、蓄水提升上游水位，以满足上游取水或通航的需要。开闸可以根据下游用水的需要，排洪、泄洪、洗沙、取水或调节流量。水闸广泛用于水利工程，多修建于河流、渠系、水库、湖泊和沿海地区。

　　水闸的组成

　　水闸由锁室、上游连接段和下游连接段组成。

　　锁室是水闸的主体，设有底板、闸门、启闭机、门墩、胸壁、工作桥、交通桥等。闸门用于阻挡水并控制通过闸门的流量。门墩用于分隔门洞，支撑大门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是锁室的基础，将锁室上部结构的重量和载荷传递给基础，具有防渗、抗冲击的功能。锁室连接到上游和下游连接部分以及两个银行或其他建筑物。上游连接段包括: 设置在两岸的翼墙和护坡，河床上的水闸自动化系统设置的防冲槽、底部保护和覆盖物，以引导水流顺利进入水闸室，保护两岸和河床免受水流影响，并与水闸室一起形成足够长的渗流直径，以确保沿堤岸和水闸基座的渗透流的抗渗稳定性。下游连接段由罐体、海上洪水、抗冲击罐、两侧翼壁、护坡等组成，用于引导闸门的水流向下游均匀扩散，减缓流速，消除水闸流动的剩余动能，防止水流冲刷河床和两侧。

　　水闸，按其主要任务可分为: 控制闸、进水闸、沙闸、洪水闸、潮闸、排水闸等。按锁室结构可分为: 开口式、胸壁式和涵洞式。

　　开闸: 水闸全开时，水通过水闸的流动通畅。适用于有泄洪、泄冰、木材或漂浮物泄洪等任务的水闸。这种形式通常用于控制水闸和分水闸。

　　胸壁水闸和涵洞水闸适用于水闸上水位变化较大或水位高于水闸孔设计水位的情况，即水闸的孔径是根据低水位时的设计流量设计的。胸壁式锁室结构与开放式基本相同为了降低闸门和工作桥的高度或控制单宽流量的排放，设置了一个胸壁来代替闸门的一部分来阻塞水。这种形式通常用于潮汐门，入口门和排水门。如国内的葛洲坝水闸，采用12米 × 12米的活动平门胸壁，下方有12米 × 12米的弧形工作门，以满足必要时排放大流量的需要。涵式水闸多用于通过堤防分流 (排水) 水。水闸室的结构为封闭涵洞。在入口或出口设置一个闸门。洞口顶部填土，水闸两侧的堤顶可作为路基，无需单独的交通桥。这种形式多用于排水水闸。

　　(1) 控制门

　　调节上游水位并控制排放流量的闸门。(天然河流的控制闸门称为河道闸门，河道的控制闸门利用闸门开闭，调节上游水位和下泄流量，水闸自动化系统，以满足下一级航道配水或控制的需要，切断水流，控制闸门往往建在水闸、水闸的稍下游，便于水的分离和排出; 或建在渡槽、倒虹吸管等稍上游，以控制输水流量和事故维修; 并尝试与桥梁连接，落水与陡坡相结合，以获得经济效益，渠系控制闸门的水宽应与上下游渠道的宽度相适应，以利于连接，在使用轮灌时，控制闸门上下游渠道设计流量相同，下游水位为设计流量对应的运河水位; 采用连续灌溉时，控制闸门上下游设计流量不同，而水位需要采取相应流量的水渠水位，但下游水位需要考虑到控制闸门下一级回水的影响，渠道控制闸门多为开放式，闸门门槛的高度应与渠底齐平，水闸自动化系统采用平底宽顶堰，闸门下的耗能和防冲洗工作相对简单，而初始的流动状态可以依靠放置在防护罩上的消力墩来扩散水流，冲击能量耗散，上游和下游的翼壁力求平滑，并经常使用扭曲的表面过渡以减少水头损失。在平原圩区的河渠上，在短距离内设置了两个控制闸门，俗称套闸，可以作为简单的船闸使用，既可以解决内外运输，又可以起到防洪排涝的作用，既可以起到控制水位的作用。)

　　水闸自动化系统

　　(2) 进气道

　　建在运河的头，从河边闸门，可将水从道路，水库和湖泊中转移出来，并控制水流。

　　(3) 沙门

　　利用河流或渠道流冲洗上游河段、运河系统或上下引道沉积的泥沙水闸。又称 “冲刷门” 、 “排沙门”。利用河流 (运河) 流冲洗沉积在河流或运河系统上游的沉积物的水闸。又称沙门。建在沙河上的水利枢纽，为了清除进水闸门或控制闸门前沉积的泥沙，设立冲沙闸门，方便引水冲沙。沙闸一般布置在靠近进水闸一侧的河道上，其轴线与进水闸轴线正交或倾斜，斜角有时较小，与河水闸 (坝) 隔河并排布置。在冲砂闸门与控制闸门 (坝) 的连接处上游设置导流墙，在冲砂闸门与冲砂闸门上游的一段河道槽形成沉砂槽。打开闸门，可以将闸门前沉积的泥沙排到下游河道。在洪水期间，沙闸可用于排出部分洪水。进水闸下方也布置有沙闸门，以冲洗正面的沙子。为了减少进入引水渠的泥沙，冲沙闸门的底梁标高低于进水闸的底梁标高。水闸自动化系统建立在运河系统上的沙闸上。一般位于江边的引水渠末端，用来冲走引水渠中沉积的泥沙。对于有泄洪任务的沙闸，一般采用敞开式。当闸门上的水位变化很大且闸门室较高时，为了降低闸门的高度，也可以使用胸壁式。沙闸的使用方法有两种: 连续冲沙和定期冲沙。当河水充足时，可以同时打开进水闸门和冲沙闸门，将含沙量低的地表水引入渠道，且含沙量高的底水可通过冲沙闸门排到下游河道; 当进水不足时，仅打开进水闸门引水，停止引水时再打开冲沙闸门排沙。为了确保可以冲走沉积的沉积物，通过闸门的流速应大于沉积物的起始流速。

　　(4) 分洪闸门

　　建在河道一侧的蓄洪区或分洪渠头，为河道泄洪的水闸。

　　(5) 潮汐门

　　建在河口段，涨潮时关闸防止海水倒流，退潮时开闸放水。具有双向保水的特点。防洪 (防潮) 路堤上水闸的重要性和防治洪 (阻潮) 堤是一样的。即使一些防洪 (阻潮) 堤上的水闸规模较小，但一旦被冲毁，其严重后果与防洪 (阻潮) 堤相同，修复难度较大。因此，防洪 (阻潮) 堤上的水闸水位只能高于或至少等于防洪 (阻潮) 堤的水位，不得低于的水位。锁室一般采用胸壁式。在同时进行排水和航行任务时，应采用开放式风格。由于潮汐的影响，闸门承受着强烈的浪涌冲击，因此使用平闸门是合适的。为了尽量减少河流中的潮水和淤积量，潮汐门应建在海岸稳定的河口附近。由于滨海地区的地基多为粉状、细砂或泥质粘性土，地基承载力小，压缩性大，抗冲击性低，抗滑性差，遇地震易液化。水闸自动化系统是为了保证锁室和闸门基础的稳定性，防止地基产生大的沉陷或不均匀的沉陷影响闸门室结构的安全性。潮门一般采用轻型结构，底板和垫层长度适当延长。对于软地基，需要加固。由于潮汐闸门闸门下方的水位受潮汐影响，因此应根据通过闸门的流量的非恒定流量来计算和确定闸门的孔径。大型潮汐闸门的水力设计应通过水力模型测试一下进行验证。淤积问题多见于潮闸下游。由于沿海各地潮汐的种类及其持沙能力不同，河流的来水和含沙浓度不同，导致河口和海岸的淤积变化不同，情况较为复杂。应充分考虑采取适当措施，解决闸门下淤积问题。例如，潮汐门可以靠近大海建造，或者在水源丰富的地区，可以定期使用干净的水冲刷和淤泥，必要时可以使用机械疏浚。

　　(6) 排水闸门

　　排水闸门是用来排干洪水等多余水的水闸。它经常建在排水沟末端沿河的堤岸上。当河流水位上升时，关闭闸门，防止外部水倒流; 后退时，打开闸门，消除内涝。当洼地的农田有蓄水和灌溉需求时，也可以关门蓄水或从河流引水。排水闸门具有双向阻水和双向过流的特点，堤内外水位差和变化量较大，故多采用。涵洞型或胸壁型。为了及时将内涝降低到Z低水位，充分发挥排水效益，排水闸门应位于排水畅通的低洼地区。排水闸门的工作闸门和消能防冲设施一般布置在河侧。当存在双向过电流时，应考虑栅极的上游和下游的能量耗散和抗冲刷。为了使通过水闸的水流顺畅，减少水闸流出水的冲刷，水闸上下游渠道的应力应平直，水闸下方的排水渠道应有足够的长度，以便在排水期间，河水水位很低或河水水位快速下降，水闸下能量耗散条件恶劣。排水渠内仍有足够水深，避免水闸下严重冲刷。排水管的出口应位于河道弯道的凹岸，以免出口淤积。排水渠的轴线应向河流下游倾斜，并与河流成锐角相交。交角不应大于60 °。在排水渠的出口处，应沿河道做好护岸和护底工程，防止出水水位下降和冲刷。