当前课程知识点：水利水电工程概论 > 第四章 引调水建筑物 > 4.1 水闸 > 第4.1节视频 水闸
同学你好
今天我们学习水闸的有关知识
本节重点学习以下四方面的内容
一 水闸的概念和功能
二 水闸的组成和各组成部分的作用
三 水闸的分类
四 水闸的工作特点和设计要求
一 水闸的概念和功能
水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头的水工建筑物
水闸多修建于河道、渠系及水库、湖泊的岸边
在水利工程中应用十分广泛
从水闸的概念我们不难知道
闸门关闭挡水
挡潮
抬高水位
满足上游引水和航运
以兴水利
闸门开启
可以泄洪、排涝，冲沙
根据下游用水需要
控制泄流量
调节水位
概括起来
水闸具有挡水和泄水的双重作用
新中国成立以来
我国修建了成千上万座水闸
是应用最广泛的水工建筑物
我国修建的水闸有些规模是很大的
比如在长江干流上
建成的葛洲坝水利枢纽长江二江27孔泄洪闸
闸高33米
见图所示
最大泄流量可达83900立方米/秒
居全国之首
二 水闸的组成及各组成部分的作用
顺着水流方向
水闸一般由上游连接段
闸室
和下游连接段三部分组成
见图所示
1 闸室
闸室是水闸的主体
起着控制水流和连接两岸的作用
见图所示
从下向上包括有
底板
闸墩
闸门
胸墙
工作桥
交通桥等几个部分
底板是闸室的基础
闸室的稳定主要由底板与地基间的摩擦力来维持
底板同时还起着防冲和防渗的作用
闸墩用以分隔闸孔和支承闸门
胸墙
工作桥
交通桥及启闭设备
闸门则用于挡水和控制过闸流量
胸墙为了减小闸门高度
用于挡水
工作桥用以安装启闭设备
交通桥用以连通河、渠两岸的交通
2 上游连接段
上游连接段一般包括上游两岸翼墙
河床部分的铺盖
护底和两岸护坡等
见图所示
主要作用是
用于引导水流从河道平稳地进入闸室
同时有防冲
防渗和保护两岸及河床免遭冲刷
并与闸室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室的抗渗稳定性
3 下游连接段
下游连接段一般包括有护坦
包括消力池
海漫
下游防冲槽
下游两岸翼墙
护底和两岸护坡等
见图所示
主要作用是消除过闸水流的剩余能量
引导出闸水流均匀扩散
调整流速分布和减缓流速
防止水流出闸后对下游的冲刷
三水闸的分类
水闸的分类方法有多种
其中
按水闸承担的任务可分为以下六种类型
1 节制闸
建在河道上或渠道上
见图所示
枯水期用以抬高水位
满足上游引水或航运的需要
洪水期控制下泄流量
保证下游河道安全
位于河道上的节制闸也叫做
拦河闸
2 进水闸
建在河道
水库或湖泊的岸边
见图所示
用来控制引水流量
以满足灌溉
发电或供水的需要
进水闸又称为取水闸或渠首闸
比如南水北调中线工程的陶岔进水闸
建在丹江口库区的岸边
将丹江口水库的水通过陶岔进水闸引到
河南、河北、北京和天津
3 分洪闸
常建于河道的一侧
见图所示
用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区
蓄滞洪区或滞洪区
或分洪道
比如
汉江干堤修建的杜家台30孔分洪闸
黄河下游渠村56孔分洪闸
有“亚洲第一分洪闸”之称
4 排水闸
常建于江河沿岸排水渠道末端
用来排除河道两岸低洼地区的涝渍水
见图所示
当河道内水位上涨时
为防止河水倒灌
需要关闭闸门
当干旱需要灌溉时
又可以打开闸门引水
所以这种水闸具有双向挡水
双向过流且闸底板高程较低的特点
5 挡潮闸
建在入海河口附近
见图所示
海水涨潮时关闭
目的是防止海水倒灌
退潮后开闸泄水
挡潮闸具有双向挡水
单向泄水入海的特点
而且闸门启闭较为频繁
6 冲沙闸
排沙闸
建在多泥沙河流上
见图所示
用于排除进水闸
节制闸前或渠系中沉积的泥沙
减少引水水流的含沙量
防止渠道和闸前河道淤积
冲沙闸常建在进水闸一侧的河道上
与节制闸并排布置或设在水渠内的进水闸旁
水闸还可以按照闸室的结构型式
和过闸流量的大小进行分类
这里不再讲述。
四 水闸的工作特点和设计要求
因多数水闸修建在河流中下游平原地区的软土地基上
地基条件差
水头低且变幅大
是水闸工作条件较复杂的两个最主要的因素
诸如水闸的沉降
消能防冲
防渗以及建筑物的结构型式等
都有其自身的特点
归纳起来有以下3个特点
1 水闸地基土质分布情况十分复杂
常夹有压缩性大
承载能力低的软土
或是松散易液化抗冲能力低的细砂
在闸室自重和外荷载作用下
地基可能产生较大的沉降或沉降差
造成闸室倾斜
止水破坏
闸底板断裂
甚至发生塑性破坏
引起水闸失事
2 水闸挡水后
在水闸的上下游形成水头差
在水头差的作用下
将在闸基及两岸连接建筑产生渗流
见图所示
渗流对闸室及两岸连接建筑物的稳定不利
而且还可能产生有害的渗透变形。
基于上述工作特点
设计中需要解决好以下几方面的问题
1 选择适宜的闸址
选择与地基条件相适应的闸室结构形式
保证闸室和地基的稳定
2 做好防渗设计
特别是上游两岸连接建筑物及其与铺盖的连接部分
要在空间上形成防渗整体
3 做好消能防冲设计
避免危害性的冲刷
关于解决水闸的设计问题
后续课程还将继续学习
今天我们就学到这里
同学再见
-1.1 水资源
--第1.1节测试 水资源
-1.2 水利工程
--第1.2节测试 水利工程
-1.3 古代时期中国水利工程的发展
--第1.3节测试 古代时期中国水利工程的发展
-1.4 新中国水利工程建设成就
--第1.4节测试 新中国水利工程建设成就
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-2.1 水利枢纽与水工建筑物
--第2.1节测试 水利枢纽与水工建筑物
-2.2 我国典型水利枢纽
--第2.2节测试 我国典型水利枢纽
-第二章测试 水利枢纽与水工建筑物
-3.1 重力坝
--第3.1节测试 重力坝
-3.2 拱坝
--第3.2节测试 拱坝
-3.3 土石坝
--第3.3节测试 土石坝
-3.4 岸边溢洪道
--第3.4节测试 岸边溢洪道
-3.5 水工隧洞
--第3.5节测试 水工隧洞
-3.6 坝身泄水底孔
--第3.6节测试 坝身泄水底孔
-第三章测试 挡水和泄水建筑物
-4.1 水闸
--第4.1节测试 水闸
-4.2 渠首
--第4.2节测试 渠首
-4.3 渠系建筑物
--第4.3节测试 渠系建筑物
--第4.3节拓展 新型输水管道预应力钢筒混凝土管（PCCP)简介
-第四章测试 引调水建筑物
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--第5.1节测试 水力发电基本原理与特点
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--第5.2节测试 坝式水电站
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-第五章测试 水电站及水电站建筑物
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--第6.1节测试 灌溉与排水
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--第7.1节测试 防洪措施与河道整治工程
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--第7.2节测试 堤防与分（蓄、滞）洪工程
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-第八章测试 城市水务工程
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--第9.1测试 施工导截流
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-第十章测试 水利水电工程运行管理
-11.1 生态水利工程学
--第11.1节测试 生态水利工程学
-11.2 河流廊道生态工程技术
--第11.2节测试 河流廊道生态工程技术
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--第11.3节 测试 水库多目标生态调度技术
-第十一章测试 生态水利工程学
