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水闸工程规划

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所属类别:各类规划

基本信息

中文名称:水闸工程规划
外文名称:

以水闸为对象的水利工程规划。水闸工程的特点是挡水水头相对较小,挡水建筑物不高而具有相对较大的闸门,多数建于平原或丘陵地区。水闸工程按其作用分为节制闸、排水闸、进(分)水闸、分洪闸、冲沙闸和挡潮闸等。水库工程中的混凝土溢流堰、岩边溢洪道、水工隧洞进水口闸门等均属于水库工程的一部分,其规划任务和工程布置特点与一般水闸工程有较大差异。

规划任务和要求

水闸工程规划通常是在流域规划、地区水利规划或某些专业水利规划的基础上进行的。其主要任务是:通过勘测调查,掌握水文、气象、泥沙、地形、地质以及河道、灌(排水)区、淹没损失和经济社会情况等基本资料,研究确定水闸的工程任务和综合利用要求,选择水闸位置,拟定总体布置型式和过闸流量、上下游水位等特征值,提出工程运用方式,作出环境影响评价,估算工程投资,阐明工程的经济效益、环境效益和社会效益,并综合论证其可行性。

规划中应本着综合利用原则,尽可能做到一闸多用。各项任务的主次关系可根据经济社会发展的要求和水闸工程建设的条件合理确定。工程规模一般以满足各部门在设计水平年内的要求为主,并适当考虑某些更长远的发展需要。对需要长期蓄水的水闸,要在工程规划中确定淹没和浸没范围,进行淹没区调查,提出移民安置方案和必要的防护措施。对在江河上修建的水闸,要研究水闸建成后河势和河道冲淤变化规律及其对工程安全、过流能力、综合利用效益和下游堤防的影响,为合理选定工程特征值和运用方式提供依据。

有通航、过木、渔业、卫生和环境保护等要求的水闸,在规划中要根据技术经济合理的原则,区别不同情况综合考虑。①对原来通航和有木材浮运的河流,要研究设置过船、过木等工程措施,对施工期的通航、过木问题也要提出解决办法。在原来不通航、不过木的河流上兴建水闸,可根据发展需要,通过技术经济论证,研究是否同时兴建通航、过木建筑物或预留必要的建设条件。通航、过木建筑物的设计保证率、过闸方式、工程规模和布置方案,要结合水闸的工程任务和总体布置通过综合分析比较选定。规划中还要合理拟定水闸运用方式,力求妥善解决通航、过木与其他工程任务在运行中可能产生的矛盾。②对盛产鱼类的河道,要研究鱼类的洄游、产卵规律,因地制宜地设置必要的过鱼、拦鱼设施。确定水闸的特征值和运用方式时,也要合理满足过鱼和养鱼时的水深、水面面积和放流等要求。在盛产鱼苗的江河两岸规划排水闸或在河口规划挡潮闸时,在运用方式上还要研究适时开闸纳苗和过鱼的可能性与合理性。③对建闸引起生态环境变化可能产生的不良影响,要进行调查研究,作出评价,提出防护要求,研究妥善的解决办法。选择水闸工程的特征值和拟定运用方式时,要根据需要满足防止水体污染、防疟、防血吸虫病等对水位、水深和放流的要求。

各类水闸工程规划的特点

各类水闸任务和要求不同,规划中应着重研究其主要特点,以确定其工程规模、总体布置和运行条件。①分洪闸需研究河道洪水特性和行洪特点,防护对象的防洪要求,河段防洪能力和分洪区、分洪道的蓄泄能力等,还要结合上下游河道的具体条件,对闸上下游泥沙冲淤变化和对下游河岸、堤防的不利影响等进行研究,采取必要的对策。②引水工程的节制闸和进水闸需研究水源情况、引水需要和必要的泄洪、排沙等要求。引水工程节制闸以下如有脱水段,则需妥善解决由此带来的各种问题。在排水河道上兴建节制闸蓄水兴利,其工程规模、壅水高度和运用方式要保证原河道的防洪排涝要求,并不致引起土壤沼泽化和次生盐碱化。③灌溉进水闸需着重研究引水高程和引水流量与灌溉面积和灌溉效益的关系,进行方案比较。④引水式水电站的节制闸和进水闸除了满足引水流量要求外,还要考虑水头条件对发电量的影响。如节制闸有日调节要求时,还要分析蓄泄运用对航运及其他用水部门的影响。⑤跨流域调水的水闸需研究对引水河流和受水河流上已建和计划兴建工程的影响,全面考虑引水河流下游有关部门的用水要求。⑥排水闸规模主要根据涝区情况、除涝方式、除涝标准和出水条件选定。为削减排涝设计流量,应尽量利用湖泊、洼淀、河道、沟渠、坑塘等滞蓄,进行排涝能力与滞涝容积关系的分析。位于湖泊周边的水闸应考虑湖泊水位变化对引水、排水的影响。⑦挡潮闸需重点研究河道径流及潮汐变化、水位顶托及闸下淤积的影响,考虑冲淤水源,拟定合理的运用规程,选择有利的开闸时间和泄流方式。有引潮灌溉任务的挡潮闸还要考虑水质(含盐度)及潮位变化能否满足灌溉引水的要求。

水闸位置的选择

主要决定于水闸工程的任务特点和运用要求,通过综合考虑地形、地质、水流、泥沙以及施工、管理等方面的条件比较选定。对于重要的大型水闸,还需考虑对河势和海口的影响。水闸位置一般选在水流平顺、河床及岸坡稳定、地质条件良好、施工和管理比较方便的地点。由于各类水闸任务不同,选址时还要考虑其特殊要求。节制闸多布置在顺直的河段或利用河道裁弯取直的地点。进水闸多布置在河流弯道的凹岸,并有适当的引水角度,以保证引水顺畅并减少入闸泥沙。灌排渠道系统上的节制闸、进水闸和分水闸则多结合渠系规划进行布置,并尽量修建在一起以节约投资。排水闸多布置在涝区的低洼处,以减少排水渠道工程量。泄(分)洪闸的位置选择要结合容泄区(分洪区)和泄水渠(分洪道)的规划进行,其泄水渠(分洪道)的长度力求最短。挡潮闸多布置在海岸稳定的河口附近,其位置选择除考虑地形、地质条件外,还需注意泥沙淤积、风浪冲刷、沙洲推移、海涂变化等因素,挡潮闸上游应有可靠的冲淤水源。

工程布置和特征值选择

在水闸工程规划中,常根据工程任务和综合利用要求将两类或两类以上的水闸或与其他建筑物布置在一起,形成水闸枢纽。如节制闸常和进水闸或分水闸布置在一起,有时还结合布置跌水或陡坡。在多泥沙河流上的节制闸和进水闸,还常根据排沙要求同时设置冲沙闸。集中布置的水闸枢纽各个组成部分在过水、冲沙、工程布置、上下游水位、施工和管理运用各方面都要相互协调。其枢纽布置需通过多方案比较,选择最优的布置型式。

水闸工程的建筑物一般由进口段、闸室、出口段3部分组成,其中闸室、闸门及进、出口段和两岸的连接,为水闸的主体结构。水闸布置型式可根据运用特点、水流情况以及地形、地质条件选定。一般情况下,过水流量较大和有过木或排凌要求的节制闸、排水闸等常采用开敞式水闸;上下游水位差较大且无过木或排凌要求的进水闸、分水闸、冲沙闸等常采用胸墙式水闸;在挖方较深的渠道上或河堤上引水量较小的进水闸常采用涵管式水闸,这类型式的水闸在布置上与涵洞大致相同。进口段和出口段的布置需与闸室平顺连接,使水闸过水平稳均匀,还要妥善解决防渗、防冲、防淤、岸坡稳定等问题。水闸闸顶高程,按设计水位或校核水位考虑安全超高,经计算确定。水闸上下游水位、闸槛高程和闸孔尺寸,根据控制水位和流量的要求,结合闸门型式的选择,通过技术经济比较合理选定。多泥沙河流上的水闸,其泄水冲沙闸孔的布置型式和规模,根据泄水冲沙的要求,并考虑对下游河道的影响选定。一般冲沙闸底槛宜尽量放低,进水闸底槛则宜高于冲沙闸底槛,以利于引水和排沙。各类水闸工程的布置还依其工作特点各有不同的要求。如进水闸需根据引水防沙的要求,妥善布置引水口、导流装置和冲沙、沉沙等设施;引洪淤灌的进水闸需专门研究其引沙设施、进口布置、底槛高程以及运用方式等,以求做到对水沙的合理调节;挡潮闸和位于河流一侧的排水闸需考虑承受两面水头压力的特点,妥善布置防冲和防渗设备。

  
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