潘涛
佛山市三水水利水电勘测设计院有限公司528100
摘要：我国是农业大国，农业的发展关系到我国的民生大计，在农业发展过程中农田水利工程是促进农业创收的重要工程。而水闸设计技术是农田水利工程主要技术之一。不断地发展和改进农田水利工程中的关键技术，对我国农田水利工程的发展以及农业的发展具有重要的意义。本文将从农田水利工程的主要作用，水闸的具体工作特点以及相关的类型来主要探讨农田水利工程中的水闸设计问题。希望为我国农田水利工程中水闸的科学设计提供有价值的参考。
关键词：农田水利工程；水闸设计；特点
我国是世界上主要的农业生产大国之一，农业在我国的发展具有悠久的历史，特别是传统农业的发展汇集了前人的经验与智慧，在现代农业的发展过程中，我国秉持着农业大国的一贯作风，在不断地实践与探索中前进，收获了一些成果，也面临着一系列的问题。由于我国幅员辽阔，平原面积较为广阔，地势地形呈现出平缓的状态，又以季风气候为主，旱涝灾害频发，在农业的发展过程中，做好水利工程的建设是十分必要的。而农田水利工程中水闸作为挡水与泄洪的主要工具，其设计研究直接影响到水闸的作用的充分发挥。本文主要依据佛山市三水水利水电勘测设计院有限公司对该区域水闸的实际使用情况进行分析，针对使用中的问题以及水闸的具体分类特点，探讨科学的水闸设计方法以及相关设计要点【1-3】。
一、水闸的类型
水闸的类型依据水闸的作用看来划分，可以分为五个主要的类型，即进水闸、节制闸、排水闸、挡潮闸、分洪闸。进水闸一般分布在湖泊以及河道、渠道、水库上，通过控制这些水资源的流量来达到农田水利灌溉的作用。节制闸的主要作用是调节水位，在枯水期截断河流使上游水位升高，满足灌溉要求。在洪水期控制下游的泄流量，保证下游农业生产正常进行。排水闸一般修建于江河沿岸，在出现河水水位升高的情况时，通过关闭闸门防止江河洪水倒灌现象。挡潮闸的主要作用是防止海水倒灌入河，具有挡潮、泄洪、蓄淡、排涝的重要作用【4】。分洪闸的主要特点是具有很大的泄洪能力，在洪水季节能够有效的将一部分下游河道无法容纳的河水分流到湖泊以及洼地等蓄洪地带，减小洪水对下游的威胁。
二、广东地区水闸在实际应用中的问题分析
（一）缺乏稳定性以及带来的渗流影响
水闸在用来对上游的水流进行拦截的过程中，上游水位与下游水位之间的落差会拉大，从而造成水平压力过大的现象，水闸会在压力的作用下，向下游方向移动，因此，在设计水闸的过程中，需要把握好水闸的自身重力的设计。另一方面，在水闸安装完成，但是没有发挥作用的无水期，水闸本身的重量会对该段基底产生较大的垂直荷载，在地基不堪重负的情况下，会出现地基变形的现象，水闸与地基之间出现挤压，从而造成水闸滑动的现象。在修建水闸的过程中，这一问题是需要着重解决的。关于渗流的问题，主要是在水闸稳定性不佳，出现滑移的状态下，水闸与闸基之间的切合度下降，出现翻沙鼓水的现象，从而造成渗流现象。在渗流现象不断作用的过程中，两岸的泥沙会被不断地掏空，渗流问题会越来越严重，并对两岸的连接建筑会造成严重的不利影响【5】。
（二）泄洪过程中的冲刷问题
在泄洪过程中，上下游的水位落差会造成河水在泄洪闸这一段出现水流速度加快的现象，对下游河岸造成严重的冲刷。随着泄洪时间的不断延长，对下游的冲刷作用就会不断地增加，冲刷范围就会不断地扩大，最终会出现闸基被掏空，且失控、失事的后果。对整个水闸公车女造成严重的不利影响。
（三）软土地基上的沉陷问题
软土地基具有较大的压缩性，本身不利于水闸的建设，但是为了实际的需要，必须在软土地基上进行水闸的建设，此时，最容易出现的问题就是沉陷问题。而这一问题会伴随着地板在地基上的荷载不均匀以及分布在地基土层的荷载不均匀的现象逐渐加剧。这一问题对水闸所产生的严重后果就是闸室倾斜或者水闸断裂，对水闸的运行安全造成严重的破坏，对水闸的正常作用产生阻碍。
三、水闸设计要点分析
针对上文中水闸类型的分析以及水闸在实际的应用过程中可能存在的问题进行了详细的分析，在进行农田水利工程中水闸的设计工作时，需要依据水闸的类型以及在实际中的潜在应用问题作出有关的设计对策，通过水闸的设计来弥补实际作用中水闸的不足，并对抗实际工作中容易对水闸工作产生不利影响的自然条件。水闸的设计要点如下【6】。
（一）科学的设定拦河闸的基本型式与尺寸
在拦河闸的使用过程中，上游水位与下游水位之间必然会出现较大的落差，而这一落差对拦河闸的压力作用是十分大的，拦河闸需要对自身的型号以及尺寸进行科学的设计，才能避免出现滑移的现象，避免出现拦河闸失效的现象。因此，在农田水利工程中需要对实际的水流量以及变化情况，基底的承载能力以及水闸设置区域的主要土层性质进行仔细的勘察，在水闸的设计时，需要依据勘察结果，科学的计算出最佳的水闸尺寸。同时，应该依据挡水的需要对闸底板的高度、闸孔数量以及闸孔宽度进行计算与试验，得出最佳的水闸型式。另外，由于泄洪量与闸前水位的高度会对水闸的作用的发挥以及稳定性产生直接的影响，因此，在对拦河闸的设计过程中，需要考虑闸下游消能防冲能力以及闸的上游的淹没损失范围。
（二）科学的设定进水闸的基本型式与尺寸
进水闸分为两种。一种是从天然的河道进行取水作业的，一种是修建在渠首按需要引水的建筑物。第一种通常有两种取水形式，即对于水量充足的河道采用的天然无坝取水形式与对水量较少的河道采取的有坝取水形式。后者需要对进水闸的取水要求以及水位变化进行水闸型式与尺寸的设计。第二种在不需要引水的时候进行关闸挡水，在需要引水的时候进行开闸放水。闸孔的尺寸设计需要满足取水要求，水闸的高度设计也需要满足引水要求。在设计中掌握真实、详细的数据十分重要。
结束语
综上所述，由于农业生产在我国的重要地位以及我国所处的地形地势、气候条件的特点，我国农田水利工程中发挥挡水、泄洪的重要作用的水闸，其设计研究具有重要的意义。本文从广东区域水闸的实际应用中的稳定问题、渗流问题、冲刷问题以及沉陷问题这几个方面进行分析，并探讨了不同类型的水闸的使用价值以及实际工作特点，分析出在水闸设计时应该注意的相关技术要点，为同类地区或者是类似地区的农田水利工程中的水闸设计提供了参考。
参考文献：
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