节水闸
荷兰马斯兰特挡潮闸
荷兰约一半的国土位于海平面 以下,如果没有堤坝和丘陵的 保护,低于海平面的地区早已 成为万里泽国了。防洪治水对 于荷兰人来说是生死悠关的。 这个由巨大的钢架结构、闸坞 和自动推进装置构成的马斯兰 特挡潮闸系统 ,关闭时可以抵
御特大洪水,平时河道的航运 丝毫不会受到影响 。
6、冲沙闸
四、水闸的组成
水闸一般由上游联接段、闸室段和下游联接段 三部分组成。
上游联接段
闸室段
下游联接段
上游联接段: 作用:引导水流平稳地进入闸室,同时起防冲、 防渗、挡土等作用。 包括:上游翼墙、铺盖(护底)、上游防冲槽、 两岸护坡。
闸室:
闸室是水闸的主体部分,其作用是控制流量, 调节水位。
包括:闸门、闸墩、底板、工作桥、交通桥、 启闭机等。闸室可通常为砼或钢筋砼结构。小 型水闸有些部分可采用浆砌石。
第五节 水闸概述
一、水闸的定义
水闸是一种低水头的水工建筑物,它具有挡水 和泄水双重的作用。能够调节水位、控制流量。 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。
葛洲坝二江泄洪闸
1988年我国建成的,共27孔,闸室33m,最大泄量 达83900 m3/s,位居全国之首,运行情况良好。
水闸的设计要保证安全。 既要有足够的强度、抗滑稳定性、不能有 过度的沉降和变形; 地基的渗漏不能超过允许设计限度,也不 能发生渗流破坏; 要便于施工和管理,同时考虑经济和节约。
规范: 1、《水闸设计规范》 2、《水闸施工规范》 3、《水闸工程管理设计规范》 4、《水闸技术管理规程》 5、《水闸安全鉴定规定》
按承担的任务分类 节制闸 进水闸 分洪闸 排水闸 挡潮闸 冲沙闸
1、节制闸(拦河闸) 为了调节水位和控制流量,横跨河道或在 渠道上建造的水闸。位于河道上的节制闸 称为拦河闸。
作用:枯水期用于截断河道,抬高水位, 以利于上游取水提高取水工程的取水保证 率或航运要求;洪水期则开闸泄洪,控制 下泄流量。
4、排水闸 常建于江河沿岸,外河水位上涨时关闸以 防外水倒灌,外河水位下降时开闸排水, 排除两岸低洼地区的涝渍。
由于它既要排除内涝,又要挡住江河的高 水位,故具有闸底板高程低、闸身较高以 及承受双向作用水头的特点。
军山湖排水闸
5、挡潮闸 建在入海河口附近,作用有: ①阻止海潮沿河流上溯,免使土地盐碱化; ②汛期受潮水顶托,易造成内涝(可抽排) ③低潮时免使淡水流失。
闸身上部填土封闭的水 闸,即修建河堤的下面, 该型式适用于穿越堤防 取水或排水的水闸。由 于该闸闸后接一涵洞, 故又称涵洞式水闸。简 称涵闸。
二、水闸的工作特点 1、稳定方面 2、防渗方面 3、消能防冲方面 4、沉降方面
稳定方面: 关门挡水时,水闸上下游较大的水头差 造成较大的水平推力,使水闸有可能沿 基面产生下游的滑动。 因此,水闸必须进行抗滑稳定分析,使 水闸在各种工况下均能满足抗滑稳定性。
下游联接段: 作用:消能和扩散水流。包括:护坦(消力 池)、海漫、下游防冲槽、下游翼墙、两岸 护坡。
五、水闸的设计
水闸的设计在流域规划、可行性研究、初 步设计、技术设计和施工详图等不同的设 计阶段的深度要求不同。 前期的水闸设计比较粗略,但技术上必须 可行,而且要安全可靠。后期的水闸设计 应更为深入、落实,以便按照设计施工。
杜家台分洪 闸正在分洪
新中国成立以来,国家为了治理汉江中下游洪患, 曾先后进行了干流堤防加培、丹江口水利枢纽初期 建设、杜家台分洪区建设以及开辟14个中游分洪区 等工程,初步形成了汉江中下游防洪工程体系。
王家 坝闸 开闸 泄洪
淮河汛情特点:一是降雨大、范围广。2008年6月29日以来, 淮河流域降雨达300毫米以上的区域有9万平方公里,占流域 面积的1/3,降雨量比常年多了1—2倍。二是洪水来得猛, 涨得快。从6月30日到7月10日,王家坝水位涨了9米,如 果不分洪,王家坝水位将达到1991年以来最大水位。
折冲水流 示意图
沉降方面: 由于土基的压缩性大,抗剪强度低,在闸室重力 和外部荷载作用下,容易引起:
较大的沉降
不均匀沉降
措施:1、必须合理的选择闸型、构造,闸室结 构布置匀称,尽量使地基反力分布趋于均匀; 2、安排好施工程序,重量大的结构先施工,使 地基先行预压; 3、必要时采取地基处理措施对地基进行人工加 固,以减小过大的地基沉降和不均匀地基沉降。
向下游滑动
渗流方面: 由于上下水位差的作用,水将通过地基和 两岸向下游渗流。 破坏性: 1、水量损失 2、产生渗透压力 3、产生渗透变形 闸基防渗设计原则:高防低排
闸基下渗示意图
侧向绕渗示意图
消能防冲方面:
水闸开闸泄水时,在上下游水位差 的作用下,过闸水流往往具有较大 的动能,具有较强的冲刷能力而土 质河床的抗冲能力较低,因此闸下 冲刷是一种相当普遍的现象。
过闸水流的特点: 1、水流形式复杂 2、闸下易形成波状水跃 3、闸下易出现折冲水流
初始泄流时,闸门开度较小,过闸水流受垂 直方向的收缩而呈孔流状态,随着闸门开度 增大,闸下出流由孔流变为堰流。 随着下泄水深由浅至深,闸下出流也由自由 出流变为淹没出流,水流形态十分复杂。 因此,消能设施应在任意工作条件下,均能 满足消能要求与下游水流很好的衔接。
水流处于急流状态,不易向两侧扩散,致使两 侧产生回流,缩小河槽有效宽度,局部单宽流 量增大,严重冲刷下游河道。
波状水跃 示意图
一般水闸宽度比上下游河道窄,水流过闸时先行收缩然 后扩散。如工程布置或操作运行不当,出闸水流不能均 匀扩散,使主流集中,蜿蜒蛇行,左冲右撞,形成折冲 水流,冲毁消能防冲设施和下游河道。
引滦新建州河暗渠主体工程全线贯通 渠首州河节制闸效果图
2、进水闸(取水闸) 在河道、水库或湖泊的岸边,建闸引 水,并控制入渠流量,以满足灌溉、 发电、用水的需要。灌溉渠系中的进 水闸因建在渠道的首部,故又称为取 水闸或渠首闸。
柴 埠 口 进 水 闸
焦 石 进 水 闸
3、分洪闸 常建于河道的一侧,在洪峰来临时,用来 将超过下游河道安全泄量多余的洪水泄入 预定的湖泊、洼地,及时削减洪峰,保证 下游河道的安全,洪水过后,泄洪区内的 积水又经排水闸排入原河道。
水闸的类型还有修建于进水闸首或电 站进水口旁边,为排除泥沙设置的冲 沙闸,为排除冰块、漂浮物而设置的 排冰闸、排污闸等。
葛洲坝三江冲砂闸实施本年度第一次冲砂。 这次冲砂,目的是利用洪水冲走水库和三江航道内淤 积的泥沙,改善航道条件,保证航行水深。来自按闸 室结 构形 式分
开敞式水闸 封闭式水闸
闸室上部是开敞的,没 有填土。一般适用于有 过木、泄洪等要求的泄 洪闸、拦河闸等。
平阳墨城水闸
荷兰东斯海尔德挡潮闸
目前世界上最高和规模最大的荷兰东斯 海尔德挡潮闸,共63孔,闸高53m,闸身: 总 长 3000m , 连 同 两 端 的 海 堤 , 全 长 4425m,被誉为海上长城。
二、水闸的类型
大型水闸 泄流量大于1000m3/s 按 规 模 中型水闸 泄流量100~1000m3/s 分 类 小型水闸 泄流量小于100m3/s