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淺議農(nóng)田水利工程中水閘設(shè)計(jì)
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我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)在我國(guó)有悠久的發(fā)展史,在很早以前我國(guó)就開(kāi)始修建水閘。新中國(guó)成立以后,我國(guó)更是在農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)大力的興修水閘,特別是在黃河、長(zhǎng)江、海河以及遼河流域。水閘在進(jìn)行防洪、航運(yùn)、灌溉和排澇工作上都起到了極大的作用,為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。
我國(guó)平原面積廣闊,這些地區(qū)地勢(shì)比較平緩,農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),很容易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,為了克服洪澇災(zāi)害,滿足灌溉和航運(yùn)需要,我國(guó)大部分水利樞紐都需要修建水閘。另外在各種各樣的渠道中,要想有效的控制河流的流量、水位,防止泥沙沉積在渠道中也要建設(shè)水閘我們可以用水閘擋水,也可以利用水閘泄洪。通過(guò)控制閘門還可以調(diào)節(jié)水位。
一般來(lái)說(shuō)我們都將水閘建立在軟土地基上,但是它也可以修建在巖基或者是土基上。一般來(lái)說(shuō)水閘既可以泄水又可以擋水,而造成水閘工作條件復(fù)雜的主要有兩個(gè)原因,一是水頭低而且變化大,二是水閘的地基條件差。所以,水閘和其它用于擋水的建筑不同,它有許多自己的工作特點(diǎn)。
1、水閘的具體工作特點(diǎn)
1.1穩(wěn)定問(wèn)題
在正常使用水閘時(shí),攔截上游的水位一般比較高,這樣就導(dǎo)致水閘上游和下游之間產(chǎn)生很大的水位差,會(huì)出現(xiàn)水平壓力過(guò)大的現(xiàn)象,從而使水閘向下游方向移動(dòng)。要想穩(wěn)定自身,水閘必須擁有一定的重量。另外,水閘在建成以后,如果還沒(méi)有擋水或者是在正常使用的情況下遇到無(wú)水期,就會(huì)產(chǎn)生很大的垂直荷載,這樣基底的實(shí)際壓力就會(huì)大大超過(guò)地基能夠承受的承載力,從而出現(xiàn)地基變形或者是出現(xiàn)閘基土被擠出的現(xiàn)象,這很容易造成水閘與地基出現(xiàn)滑動(dòng)的危險(xiǎn)。所以,在修建水閘時(shí)必須保證基礎(chǔ)的面積,這樣才能有效的降低基底的壓應(yīng)力。
1.2滲流問(wèn)題
水閘在進(jìn)行擋水時(shí),就會(huì)造成上下游水位出現(xiàn)差值,在這種作用下,就會(huì)在水閘、閘基與兩岸的連接處出現(xiàn)滲流的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)滲流,就會(huì)在水閘的底部產(chǎn)生向上的揚(yáng)壓力,這就會(huì)縮小水閘的重力作用,從而使水閘的抗滑穩(wěn)定性大大降低。如果兩岸和閘基都是采用土基,再出現(xiàn)滲流時(shí)也會(huì)帶走一些細(xì)顆粒,這就會(huì)在閘后出現(xiàn)翻砂鼓水的現(xiàn)象。如果嚴(yán)重的話還會(huì)掏空兩岸和閘基。另外,如果出現(xiàn)側(cè)向滲透,會(huì)產(chǎn)生水平的壓力,對(duì)兩岸的連接建筑物都會(huì)有很大影響,使其穩(wěn)定性大大下降。還有可能導(dǎo)致岸坡上出現(xiàn)滲透現(xiàn)象,從而加大閘底的滲透壓力。如果滲流水量過(guò)大,還會(huì)對(duì)水閘的擋水功能產(chǎn)生影響,妨礙蓄水。
1.3沖刷問(wèn)題
在開(kāi)閘泄水時(shí),如果水閘下游水位很淺或者是沒(méi)有水,在水位差的作用下,就會(huì)加大水流的流速,這種巨大的能量會(huì)對(duì)下游有嚴(yán)重的沖刷。一旦沖刷的范圍過(guò)大,就會(huì)掏空閘基,造成水閘失事。另外,一般在水閘的兩岸都是軟弱的巖層或者是土層,如果修建水閘時(shí)開(kāi)設(shè)過(guò)多的閘孔,一旦開(kāi)啟某一個(gè)閘孔就會(huì)形成折沖水流,這就會(huì)嚴(yán)重沖刷下游河岸,對(duì)水閘的安全和穩(wěn)定性都會(huì)產(chǎn)生影響。
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