【摘要】水閘是水利水電工程中一個非常重要的設施，關系著工程整體功能和作用的發(fā)揮。需要設計人員結合工程的實際需求，對水閘設計方案進行制訂，促進水閘使用價值的提高。論文結合水利水電工程中的水閘分類，就當前工程中水閘設計存在的問題，如測繪質(zhì)量不高、忽視防沖設計、水閘類型選擇不合理等進行了研究分析，提出了有針對性的解決對策，希望能夠為水利水電工程中的水閘設計提供一定參考。
關鍵詞:水利水電；水閘設計；優(yōu)化措施
1引言
在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化的背景下，水資源受到了社會各界的廣泛關注，水利水電工程作為一項重要的民生工程，在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著積極的作用。在水利水電工程建設中，水閘設計是一個非常關鍵的環(huán)節(jié)，會對工程整體功能的發(fā)揮產(chǎn)生巨大影響。因此，需要對水閘設計中存在的一些缺陷和問題進行研究分析，找到合理的解決方案，提升水利水電工程的整體質(zhì)量。
2水利水電工程中的水閘分類
水閘是水利工程項目中的核心組成部分，做好水閘設計和管理至關重要。水閘的使用對于水利水電行業(yè)的發(fā)展有著積極的促進作用，能夠為水利工程的可持續(xù)發(fā)展提供助力。水利水電工程規(guī)劃設計和施工建設中，依照工程規(guī)模、建設目的和環(huán)境條件的差異，可以選擇不同的水閘類型，主要分為以下5種：（1）進水閘。進水閘也被稱為渠首閘，其主要功能是為用戶提供水資源，通常被設置在河道、護岸、渠首或者水庫位置，能夠?qū)�路供水總量進行控制[1]。（2）節(jié)制閘。節(jié)制閘的主要功能是對河流流量及水位進行調(diào)整，通過在枯水期開放或者關閉閘門的方式，能夠提高河道水位，為上游區(qū)域的取水和航運提供良好支撐；通過在豐水期開放或者關閉閘門的方式，能夠?qū)恿髁髁窟M行調(diào)節(jié)，滿足各河段的用水需求；通過在洪水期開放或者關閉閘門的方式，能夠?qū)拥篮樗滦沟目偭髁窟M行有效控制。（3）排水閘。排水閘閘身較高、底板高程較低，用來對較高的外河水位進行阻擋，確保洼地中的積水快速排除。當外河水位上升時，通過關閉排水閘的方式，可有效避免外河水倒灌；當外河水位較低時，通過開啟排水閘的方式，能夠?qū)⒎e水排入外河。（4）擋潮閘。對比其他類型的水閘，擋潮閘的功能更加豐富，除去基本的擋潮功能，還包括蓄積淡水、排澇以及泄洪等，能夠向水系提供雙向水頭作用，在遭遇外部潮水時，擋潮閘的存在可以有效避免海水倒灌，也可以提升內(nèi)河水位，滿足蓄淡灌溉的要求；在退潮時，擋潮閘能夠進行排澇，一些設有通航孔的擋潮閘則能夠在平潮時滿足通航要求。（5）分洪閘。分洪閘有著較強的分洪能力和泄洪能力，一般設置在江河適當?shù)囟蔚囊粋�，當洪水較大，同時達到對應閘口的位置時，可以通過開閘泄洪的方式來避免河道內(nèi)洪水的外泄，將洪水引到后蓄洪區(qū)和滯洪區(qū)，降低洪水對于下游居民生產(chǎn)生活的影響[2]。另外，依照過閘流量，可以將水利水電工程中的水閘分為3種類型：一是大型水閘，流量通常在1000m3/s以上；二是中型水閘，流量在100~1000m3/s；三是小型水閘，流量不超過100m3/s。因此，在水利水電工程水閘設計中，需要考慮好流量因素，以確定水閘的類型及其相關問題。
3目前水利水電工程中的水閘設計問題
3.1測繪質(zhì)量不高
水閘設計過程中，需要做好施工測繪工作，通過測繪的方式來獲取全面、準確的數(shù)據(jù)信息，這是保證水閘設計合理性和有效性的關鍵。但是，就目前的發(fā)展情況分析，不少水閘設計人員對于施工測繪的作用認識不足，在開展測繪工作時沒能充分考慮工程的現(xiàn)實需求，沒有針對施工現(xiàn)場進行準確、有效的測繪，導致得到的測量數(shù)據(jù)缺乏可靠性和準確性，測繪圖紙的質(zhì)量也就無法得到保證。同時，設計人員本身的專業(yè)素質(zhì)和能力水平無法滿足現(xiàn)場測繪工作的要求。例如，在設計人員不了解現(xiàn)代化測繪技能的情況下，會導致質(zhì)量指標審核的局限性，引發(fā)嚴重的測繪問題，影響施工測繪的質(zhì)量，繼而影響水閘設計的效果[3]。
3.2忽視水閘防沖設計
水閘防沖設計是設計的重點之一，其在保障水閘運行安全，完善水閘性能方面發(fā)揮著不容忽視的作用。而不少水利水電工程水閘設計中，設計者往往都是將目光放在水閘選型或者水閘細節(jié)設計上，忽視了對水閘防沖功能的設計，缺少對水利水電工程所處區(qū)域的氣候條件和環(huán)境變化的綜合考量，影響了水閘設計的效果，導致水閘在運行中容易受到外部因素的干擾，產(chǎn)生失穩(wěn)問題，嚴重時可能帶來巨大的經(jīng)濟損失。例如，部分設計人員在進行水閘設計的過程中，缺乏對河流下游區(qū)域具體情況的準確把握，無法對水閘的流速進行有效控制，難以滿足水閘防沖功能的需求，影響了水閘本身的使用效果。
3.3水閘類型選擇不合理
水閘類型多種多樣，不同類型的水閘有著不同的功能，對于環(huán)境條件也有著不同的要求。設計人員在進行水閘設計時，需要從水利水電工程的實際情況出發(fā)，確定好水閘的類型和功能，做好選型工作。這樣，才能確保水閘作用的充分發(fā)揮，保證水閘設計的效果。但是，就目前來看，有的設計人員在進行水閘設計的過程中，并沒有能夠?qū)λl類型進行合理選擇，沒有充分考慮水利工程的需求和用途或考慮不夠精準，存在為了降低成本或者方便施工而選擇不合理水閘類型的情況，導致水閘無法很好地滿足水利水電工程建設的需求，也影響了工程的運行效果。
4水利水電工程中的水閘設計優(yōu)化措施
針對當前水利水電工程水閘設計中存在的問題，有關部門應該重視起來，要求設計人員在開展設計活動的過程中，做好全面、細致的分析，采取有效的施工測繪手段，獲取準確、可靠的測繪數(shù)據(jù)。然后，以此為基礎繪制圖紙，加強對水閘防沖功能的設計，確保其能夠很好地滿足水利水電工程的建設要求，并配合恰當?shù)乃l類型，促進工程施工質(zhì)量的提高，將水閘的功能和作用充分發(fā)揮出來，以此來確保水利水電工程在建設完成后，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定安全運行[4]。
4.1施工測繪
水利水電工程建設中，不管是水閘還是大壩，在運行中都需要承受巨大的荷載，需要切實保障其基礎的穩(wěn)定性和可靠性。對此，設計人員在進行水閘設計前，需要到施工現(xiàn)場做好勘查測繪工作，借助科學的施工測繪手段，保證測繪工作的質(zhì)量和效率。具體來講，首先，設計人員必須充分掌握水利水電工程所處區(qū)域的地形、地質(zhì)條件和氣候條件，在開展實地測繪的同時，對歷史勘察資料進行分析，保證測繪數(shù)據(jù)的準確性。另外，在測繪過程中，需要從實際情況出發(fā)，利用現(xiàn)代化的測繪工具和測繪技術，提升測繪工作的有效性以及測繪數(shù)據(jù)的完整性和準確性，對所有的測繪信息進行整理，做好深入分析和研究，編制出完善的施工測繪報告，對照報告對水閘設計的思路進行初步確定。其次，在施工測繪結束后，設計者應該將水閘的初步設計方案整理，上交給有關部門進行審核，找出設計方案中的不足和問題，做好方案的優(yōu)化。然后，再次提交審核。等到設計方案審核通過后，可以將其應用到后續(xù)的施工活動中，為水閘的施工提供可靠指導，以此來促進水閘設計質(zhì)量的提高。最后，工程測繪完成后，依照測繪得到的信息，選擇相應的地基處理方式，如開挖法、防滲墻法、灌漿法等，為水閘的設計提供參考依據(jù)，以此來保證后續(xù)設計活動的順利實施，進一步提升設計的有效性。
4.2防沖設計
防沖功能是保證水閘穩(wěn)定可靠運行的關鍵，也是水閘設計中需要重視的一項重要內(nèi)容。在針對水閘防沖功能進行設計的過程中，設計者需要明確防沖設計的重要性，把握好水利水電工程所處區(qū)域的水文條件以及規(guī)律特征，就區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)以及氣候變化情況進行分析，同時，將水利水電過程的生產(chǎn)需求考慮在內(nèi)，以此來保證防沖設計的效果。在實際操作中，設計者應該優(yōu)先選擇最低水位數(shù)據(jù)信息，然后，依照現(xiàn)場勘查獲取的地形信息及周邊河道條件，做好水利水電工程中水閘的防沖功能設計，確保水閘能夠具備良好的防沖擊性能。設計人員需要就水閘流速進行合理設計和調(diào)控，在這個過程中應該將水閘的蓄水處理功能考慮在內(nèi)，保證設計的合理性和全面性。在條件允許的情況下，還應該在水閘防沖設計中應用先進的信息技術手段，如BIM技術等，將水閘的各項參數(shù)、性能指標以及防沖功能數(shù)據(jù)等全部輸入計算機系統(tǒng)中，借助系統(tǒng)做好仿真模擬，就防沖設計方案的合理性進行驗證，找出其中的設計缺陷和施工問題，對問題的根源進行分析，提出有效的應對和解決措施，確保水閘工程在建設完成后，能夠保持穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)，具備較好的防沖性能。
4.3選擇合適的水閘類型
水閘的類型多種多樣，不同類型的水閘有著不同的側重功能，合適的水閘類型能夠確保水利水電工程的使用效果。對此，設計者應該重視水閘類型的選擇工作，通過實地勘察及調(diào)研的方式獲取相應的數(shù)據(jù)信息，然后，對照水利水電工程的建設要求和總體規(guī)劃，對水利水電工程的用途進行分析，明確具體的功能要求和使用壽命，再綜合河道條件、氣候特征、運行管理需求等，制訂出科學合理的水閘類型選擇方案。在水閘類型選擇過程中，還需要做好閘室選擇工作，結合水利水電工程所處區(qū)域的地形地勢、水文條件以及相應的水閘功能，對水閘負載進行準確計算，對閘室和翼板進行科學設計，保證其具備良好的抗滑性能。當前，水利水電工程中常見的閘室類型大致是敞開式、涵洞式和胸墻式3種，通過對閘室類型的合理選擇，能夠確保水利水電工程在泄洪過程中將河道水流恢復到自然狀態(tài)，避免水位過高引發(fā)的沖擊問題。一般情況下，為了能夠滿足水利水電工程的使用要求，會設計相應的進水閘，對引水流量進行控制，以此準確賦予工程供水、發(fā)電、灌溉等功能。從施工現(xiàn)場的實際情況著眼，要做好水閘尺寸的合理設計，確保水閘能夠很好地滿足引水要求。另外，也可以在恰當?shù)奈恢�，設置相應的消能設施，提升水閘整體質(zhì)量以及運行的穩(wěn)定性，促進質(zhì)量、安全預期目標的順利實現(xiàn)[5]。此外，水閘基礎多種多樣，有壤土、黏土、濕陷性土體、巖石、砂卵石，砂層等，基礎的開挖和處理會對水閘的應用效果產(chǎn)生直接影響。因此，在對水閘類型進行選擇時，還應該關注水閘基礎的處理需求，通過灌漿或者防滲墻來避免地下水繞滲的問題。閘門的結構形式和調(diào)度運行方式也是水閘選擇的關鍵因素，現(xiàn)在大部分閘門具有遠程調(diào)度運行的功能，其科技含量也較高，需要設計者結合實際情況進行選擇。
5結語
綜上所述，做好水閘設計工作，能夠保障水利水電過程運行的可靠性，設計師在對水閘進行設計的過程中，應該把握好水閘的分類，明確水閘設計在水利水電工程設計中的重要性，依照相應的工程建設要求，做好總體性的規(guī)劃工作，對于水閘設計中存在的問題，應該做好深入分析，采取有效的措施和方法來解決問題，將水閘的功能和作用充分發(fā)揮出來，推動水利水電工程的社會效益和經(jīng)濟效益的提高。
【參考文獻】
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