【正文】 情況下安全運(yùn)用。 (4) 岸坡防護(hù) 消力池兩岸應(yīng)設(shè)置與消力池同長或稍大的下游翼墻，其后岸坡的防護(hù)形式多與海漫相一致，并應(yīng)在防沖槽之后，兩岸岸坡在砌護(hù)一定長度，大中型水閘一般砌護(hù) 4~6 倍水頭，小型水閘也可為 ~ 倍水頭，砌護(hù)材料常用于干砌石。 防沖槽可以作成堆石形成，槽頂與海漫末端齊平，槽底則決定手開挖的施工條件。海漫設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：海漫長度，海漫的位置和構(gòu)造及材 料 (3) 防沖槽 水流經(jīng)過海漫后，余能得到進(jìn)一步消除，流速與流速分布也逐漸接近于下游河道水流的正常狀態(tài)，但仍具有一定的沖刷能力，加之水閘運(yùn)用中還可能會(huì)遇到某些設(shè)計(jì)情況的不利泄流狀態(tài)，使下游河床難免遭受沖刷。 海漫的作用是消除水流余能，調(diào)整流速分布，使水流均勻擴(kuò)散，增大水深減小流速，并保護(hù)河床免受沖刷。 (2) 海漫 流出消力池的水流，雖已在池內(nèi)消除了部分能量，但由于流速分布和正常絮流不同，底部流速極大，脈動(dòng)強(qiáng)度也較強(qiáng)烈，對于下游無保護(hù)渠（河）床仍是具有較大的沖刷能力。 (1) 消力池 消力池的作用是使閘后水流產(chǎn)生稍淹沒水躍，并保護(hù)水躍范圍內(nèi)的同床免受沖刷，設(shè)計(jì)內(nèi)容有：池深，池長護(hù)坦（消力池底板）厚板，尾壩及輔助消能工，消力池構(gòu)造，消力池底板的分縫及筑池材料。 消能設(shè)計(jì)的內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 底流式水躍消能是通過工程措施，促使出閘水流在閘后規(guī)定范圍內(nèi)產(chǎn)生稍淹沒水躍，利用水躍的漩滾、撞擊、摻氣等 水流大部分能量。底 流消能可適應(yīng)在較大范圍內(nèi)變動(dòng)的過閘流量和下游水位，同時(shí)在平面上也容易擴(kuò)散。 消能防沖設(shè)計(jì)說明 消能采用的方式 平原地區(qū)水閘，由于水頭低切河床抗沖能力差，難以采用挑流消能，加上下游水位變幅往往較大，也無法采用面流式消能。 (5) 閘下渠床土質(zhì)抗沖能力差，故閘下渠底寬常超過閘寬。 (4) 當(dāng)閘上下游水位差小時(shí)， 過閘水流安全在消力池內(nèi)形成波狀水躍，消能效果不佳挾有剩余動(dòng)能的出閘水流仍會(huì)沖刷下游渠床，影響渠道穩(wěn)定性。 (3) 水閘常是多孔建筑物，若運(yùn)用不當(dāng)，往往會(huì)造成折沖水流或遠(yuǎn)驅(qū)式水躍，沖毀消能設(shè)施 .和下游渠床。 (2) 閘上下游水位多變，出流形式多變，閘門開啟次序，孔數(shù)和開度也有變化。為了設(shè)計(jì)好水閘，必先了解過閘水流的特性，才能做好效能設(shè) 施。 則：▽ 門頂 =+= H 門 == 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4 章消能計(jì)算 平原地區(qū)河床抗沖能力低，閘下泄流能量較大，因此為防止閘下產(chǎn)生有害沖刷，保證水閘安全運(yùn)行，必須了解水閘的泄流特點(diǎn)和進(jìn)行消能防沖設(shè)計(jì)。 查表 82 得 A 設(shè) =， A 校核 = 泄水 時(shí)：▽ 閘頂 =▽ 設(shè)洪 +A 設(shè) =+= ▽ 閘頂 =▽ 校洪 +A 校 =+= 擋水時(shí)：▽ 閘頂 =最高閘前水位 +波浪爬高 =+= 市區(qū)防洪的堤頂要求： 閘頂高程應(yīng)取以上數(shù)值中最大的，即取 閘門頂高程 對于開敞式水閘，閘門頂高應(yīng)不低于可能出現(xiàn)的最高擋水位 +安全超高 a， a 一般取 左右，不宜小于 米。為使閘室上部結(jié)構(gòu)如設(shè)通橋。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 即 Q 實(shí)設(shè) = =4100 即： Q 實(shí)設(shè) Q 設(shè) Q 實(shí)設(shè) = 16 =5050=Q 校核 即：在 5%范圍內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求。 H0— 計(jì)入行進(jìn)流速水頭的堰頂水頭， m。 k]H0/nb [1] =[+]= （ 2） 驗(yàn)算設(shè)計(jì)與校核洪水泄流能力，并應(yīng)滿足： Q 實(shí)設(shè) ≥ Q 設(shè) 與 Q 實(shí)設(shè) ≥ Q 校核 如不滿足，則修改直至設(shè)計(jì)滿足為 止。 k=； ε =[（ n1）167。 取 26 個(gè)孔數(shù)，單孔凈寬 b=； 取 13 個(gè)中墩，中墩厚度 d2=； 取 13 個(gè)縫墩，縫墩厚度 d2′ =； 取 12 個(gè)逢 ，每個(gè)縫寬 ； 則： B=B0+13 +13 .+12 = （ 1）分隔閘孔，確定中墩與邊墩形式與厚度，并求得其真實(shí)側(cè)收系數(shù)值： 查表得： 167。否則 n 取奇數(shù)或偶數(shù)即可。小型水閘常用鋼筋混凝土或鑄鐵閘門， b 一般為 2~3m。我國大型水閘多采用弧形鋼閘門，孔寬 b 通常取 8~12m，一般不宜小于 8m。 當(dāng)閘門全開水流有連續(xù)的自由表面時(shí) ,通過 Q 設(shè)計(jì) , Q 校核 來驗(yàn)算。該水位差的大小關(guān)系到扎室工程量和上游淹沒損失 ,采用較大的△ H 值 ,可使閘室工程量減小 ,但上游淹沒面積增大 ,切對下游能防沖要求較高 ,若采用較小的△ H 值則相反 .根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)一般取△ H=~ ,河道抗畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 沖能力強(qiáng)時(shí) ,可采用較大△ H 值 ,以減小閘室工程量。 閘孔尺寸 的確定 閘孔凈寬計(jì)算 (1)上下游水位差 閘孔凈寬的控制情況通常是宣泄設(shè)計(jì)和校核設(shè)計(jì)時(shí)，此時(shí)閘門全部開啟，多為淹沒流態(tài)。 灌溉渠系中各種水閘的閘底高程與渠底高程有密切的聯(lián)系。從運(yùn)用方面看，低的閘檻也會(huì)給防沙，沖沙布置帶來困難，而且沙容易進(jìn)入渠道，增加常年清除管理費(fèi)用。一般說來，閘底高程定得低一些，可以縮小閘孔，而且有利于進(jìn)流或排水。 閘底板高程的確定 閘底高程選定得是否得當(dāng)，對閘的穩(wěn)定與閘孔尺寸的大小有很大影響。 閘孔型式 為了確保市區(qū)防洪安全，加速汛期泄洪，攔河壩不宜設(shè)胸墻。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第 3 章 水閘的水力計(jì)算 閘孔設(shè)計(jì) 閘孔設(shè)計(jì)的任務(wù)是依照水閘的運(yùn)用要求及河床地質(zhì)情況，根據(jù)規(guī)劃給定的過閘流量、響應(yīng)的上下游水位及允許的上游淹沒影響。后者需大量水，底板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)論證后選定適宜的沖沙方式。因此從樞紐運(yùn)用要求考慮，采用攔河閘較為適宜，但增加每年運(yùn)轉(zhuǎn)和維修 費(fèi) . 樞紐防沙設(shè)計(jì) 根據(jù)河道泥沙資料，木樞紐應(yīng)考慮防沙措施。 攔河建筑物形式（即采用攔河閘還是壅水壩） 應(yīng)從滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、防洪運(yùn)用等要求 .進(jìn)行比較后選定，修建壅水壩結(jié)構(gòu)及施工較簡單，洪水頭較高，瀉洪不方便；且采用壩壅水對上游河道穩(wěn)定及市區(qū)防洪不利。但其缺點(diǎn)是攔河壩改變了原河道水流泥沙運(yùn)動(dòng)的天然規(guī)律，易引起河床變形，主要表現(xiàn)為壩上游水位抬高，流速減小，挾沙能力減低，泥沙逐漸淤于壩前。 有壩取水：當(dāng)取水期河道水位較低，不能滿足用水要求，或引水率較大，或采用無 壩取水時(shí)取水口需上移使干渠較長 ,不經(jīng)濟(jì)時(shí) ,可采用有壩取水 ,在河流上引水口稍下游處修建攔河壩 ,以抬高水位保證引水流量 。枯水期可能引不進(jìn)所需水量，汛期 河道水位高，又引水含沙量大。 無壩取水：不設(shè)攔河壩或只在取水口前設(shè)不攔斷河流的導(dǎo)流壩，適用于取水期間河道的流量和水位均能滿足引水要求，且引水率（引水流量與河道流量之比）不大（小于20~30）的情況，多建在大江大河上游或山區(qū)河流上。 樞紐布置形式 取水樞紐的布置原則是：既要滿足引水流量和水位的要求，又要防止過量的有害泥沙入渠。更主要的是膜家堡公路，橋墩可以合用，降低造價(jià)。河寬小，較李官堡水位低，攔河壩修的相應(yīng)要高，滿足市區(qū)防洪要求。 這樣只剩下李官堡和漠家堡兩個(gè)河道可供選擇了，作為兩側(cè)取水李官堡和漠家堡都可以，河床岸坡穩(wěn)定性都較好。但由于地處彎道，右岸取水方便；水流很急泥沙被淤泥積左岸，堵塞左岸進(jìn)水口，不利于左岸取水，也不宜選擇此河道。 通過熟讀基本資料，作出如下分析： 東陵以上為深山峽谷，河槽寬淺，河道絮亂，切多河叉，距離主要灌區(qū)大明 .東光較遠(yuǎn)，并且沒有足夠?qū)拸V的施工場地，開挖土方的工程量較大，造價(jià)很高，不宜選擇此河道附近?？偟恼f來，閘址應(yīng)選擇在水流平順、河床按坡穩(wěn)定，地基堅(jiān)硬密實(shí) .材料運(yùn)輸方便，施工導(dǎo)流簡單 .占地 少，便于管利的地段。 攔河閘閘址下游河道流水量 ~水位關(guān)系可按表 0— 1 繪制。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 100 年 1 遇。 3）河閘上交通橋按二級(jí) 公路橋設(shè)計(jì)，橋面寬按雙車道考慮，凈寬 ，總寬 。 設(shè)計(jì)補(bǔ)充資料 1）閘下游引水干渠底部高程 ，邊坡 1： ，干渠底寬 縱坡 1： 3500。 3）氣溫：分句 1905~1995 年資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫 度， 7 月份最高，月平均氣畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 溫 度， 1 月份最低，月平均氣溫 度，月平均氣溫最高為 7 月，達(dá) 度；月平均最堆氣溫為 1 月，打 度。水稻生長期在 5~9 月上旬，降雨量 占全年雨量 %，平均月雨量最大者為 兩個(gè)月，均在 160mm以上，最小者為 月，不足 10mm。 水文資料 渠首處河道水位 ~流量關(guān)系（見表 0— 1） 表 0— 1 洪水頻率 (%) 流量 (立方米 /s) 上游水位 (m) 下游水位 (m) 1 5 10 25 75 85 泥沙資料 根據(jù)現(xiàn)有泥沙資料估算 ,灌溉保證率為 75%時(shí)推移質(zhì)泥沙 (dcp=10mm)來量為 萬立方 /年，洪水期推移質(zhì)（ dcp=,dmax=6~10mm）來量為： w1%= 萬立方米 ,w2%= 萬立方米 ,設(shè)計(jì)中必須考慮沖沙問題 氣象資料 推薦渠首東明氣象站較近 ,該站觀測項(xiàng)目較完整 ,降雨 ,風(fēng)速 ,地溫 `氣溫均可采用其資料。 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 在推薦渠首處，河段順直，河床寬 270m左右，河床部分均為鑠質(zhì)粗砂，在深度 30m內(nèi)由上到下可概分為： 鑠沙含卵石 ,厚 ~； 鑠質(zhì)粗砂和鑠石及土 ,厚 6~18m； 以 下為粗砂含土： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 河床兩岸灘地表層為散粉砂及中覆蓋，厚 ~，其下仍為鑠質(zhì)粗砂。 按防洪總體規(guī)劃要求，閘址右岸大堤頂高程為百年一遇洪水加超高 ，即。左岸堤防距河槽 1200m，堤高 ，堤頂寬 ，迎水坡 1：，被水坡 1： 。 漠家堡附近河道情況：此段河道規(guī)整，順直段長 ，河槽寬 270~300m，深槽靠近右岸，河底高程最深處 ，一般為 32m。清河自東陵至水清公路河段右岸為東明市防洪大堤，全長 ，左岸在曹仲屯至前漠家堡段有堤防 ，以下中點(diǎn)給出李官堡和漠家堡附近河道情況。東陵以上河槽寬淺，河道絮亂，切多河叉，東陵以下至曹仲屯河道逐漸歸整，一般主河道約為 400m，曹仲屯至西蘇堡河寬 250~300m，沿河兩岸有廣闊灘地，寬約 1— 2km。西蘇堡以下因河道彎曲，水位低，控制面積過小不宜布置娶首，故灌區(qū)渠首須在東陵和西蘇堡之間選擇。渠首工程主要任務(wù)是保證大明 .東光兩灌溉區(qū)全部凈灌溉 萬畝 ,其中大明灌區(qū) 萬畝 ,東光灌區(qū) 萬畝。設(shè)計(jì)分為七部分：第一部分，選線、選型樞紐布置，閘址選在漠家堡，為有壩引水式攔河閘；第二部分，閘孔設(shè)計(jì)；第三部分， 消能防沖設(shè)計(jì)；第四部分，防滲排水設(shè)計(jì)；第五部分，閘室結(jié)構(gòu)布置；第六部分，閘室穩(wěn)定、基底應(yīng)力；第七部分，兩岸及上下游連接建筑物設(shè)計(jì)。本樞紐總體布置包括四部分：進(jìn)水閘、沖沙槽、攔河閘、沖沙閘。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目 錄 標(biāo) 題 6 設(shè)計(jì)總說明 7 第 1 章 基本資料 8 工程概況 8 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 8 水文資料 9 渠首處河道水位 ~流量關(guān)系 9 泥沙資料 9 氣象資料 9 設(shè)計(jì)補(bǔ)充資料 10 第 2 章 選線、選型、樞紐布置 11 閘壩的選擇