4.3.4.1 闸孔形式和孔口尺寸的确定
闸孔设计的主要任务是确定水闸的闸孔形式、 孔口尺寸和堰顶高程。 闸孔形式是指水闸
底板的形式 (堰型) 和是否设置胸墙。 孔口尺寸包括孔口的净宽、 孔数和孔高。 不设胸墙的
孔高是指闸门的高度; 设置胸墙的孔高为胸墙底缘到闸底板顶面的高度。
(1) 闸孔形式。 闸孔形式一般有宽顶堰孔口、 低实用堰孔口以及胸墙孔口三种。 在一般
情况下采用不设胸墙的孔口, 其优点是结构简单、 施工方便, 也有利于排泄冰块等漂浮物。
当上游水位变化较大且又必须限制过闸单宽流量时, 可采用低胸墙孔口。
在水闸底板的形式中, 以宽顶堰底板应用较广泛, 其不仅有利于泄洪、 冲沙、 排污、 排
冰、 通航, 而且泄流能力比较稳定, 结构简单, 施工方便; 但自由泄流时流量系数较小, 容
易产生波状水跃。 低实用堰底板是在底板上设置曲线或折线形式的低堰, 其中曲线型包括实
用堰和驼峰堰, 这种堰的流量系数较大, 但其泄流能力受下游水位变化的影响比较显著。 对
于抬高上水位影响不大的山区河道, 通常采用这种形式来抬高堰顶高程, 以减小闸门高度。
(2) 堰顶高程。 如何正确确定堰顶高程, 是水闸闸孔设计的关键。 如果将堰顶高程定得
低些, 可以加大过闸的水深, 从而加大过闸单宽流量, 闸室的总宽度可以减小, 但是水闸的
高度有所增加; 如果将堰顶高程定得高些, 则情况相反。 因此, 堰顶高程的确定应综合考
虑, 以求经济合理。 根据工程实践经验, 小型水闸的总宽度较小, 两岸连接建筑物的工程量
在整个水闸中所占的比例较大, 如果底板比较高, 虽然闸的宽度增加, 但闸室和两岸连接物
的高度却减小, 水闸的总投资可能比较经济。
在实际工程中, 进水闸一般都采用宽顶堰形式的底板, 堰顶高程与下游渠底齐平或稍
高。 对于多泥沙的河流, 为了减少泥沙进入渠道, 堰顶部至少高出河底0.5~1.5m。 对于拦
河闸, 特别是在平原地区上、 下游水位差较小的情况下, 堰顶高程尽可能定得低些, 以便获
得较大的过闸单宽流量。 在一般情况下, 堰顶高程比河底高程略高些, 如果比河底高程低得
多, 则有可能产生淤积现象。
(3) 闸孔总宽度和孔数的确定。 闸孔总宽度应根据初步选定的闸孔形式、 堰顶高程等条
件进行确定。 工程实践证明, 为了使水流平顺、 稳定, 闸室总宽度应与上下游河道或渠道宽
度相适应, 一般应大于等于河道宽度的0.60~0.85倍。 闸孔总宽度可以与河道等宽, 这样
不改变原河道的河势, 更有利于水流的稳定。
闸室单孔宽度应根据闸的地基条件、 运用要求、 闸门结构形式、 启闭机容量, 以及闸门
74 第一部分 农村水利工程的制作、 运输、 安装等因素, 进行综合分析后确定。 农田水利工程中的水闸多为小型闸, 单
孔宽度一般为2~4m, 可根据闸门的材料而确定。 也可采用厂家设计的定型产品, 由厂家提
供设计尺寸直接施工。
闸孔孔数n等于闸孔总宽度与闸孔单孔宽度的比值, n值应取略大于计算要求值的整
数。 闸孔孔数少于8 孔 时, 宜 采 用 单 数 孔, 这 样 有 利 于 对 称 开 启 闸 门, 改 善 下 游 水 流
条件。