水闸设计新版.docx

湖北水利水电职业技术学院
水闸课程设计
汇报书

系别： 水利水电工程系
专业： 水利水电建筑工程
班级： 12水工4班
姓名： 王靖
指导老师： 何小梅 陈道英
成绩：

水利工程系
3月

目录

第一章 工程设计基本资料 4
1.1 工程概况 4
1.2 规划资料 4
1.3 闸址处地形状况 5
1.4 闸址处地质资料 5
1.5 天然建筑材料 5
1.6 施工条件 6
1.7 其他资料 6
一 确定水闸基本形式 7
1.建闸目 7
2．确定水闸基本形式 7
二 确定闸孔型式与尺寸措施和环节 8
1、闸孔形式 8
2、闸底板形式 8
3、闸室分孔及孔宽确定 8
4.过流校核 11
三 闸底板形式选择及尺寸确定 11
1.闸底板形式 11
四 闸墩及闸门尺寸确实定 12
1.闸墩厚度选定 12
2.闸墩长度确定 12
3.闸门高度确定 12
4.闸墩高度确定 14
5.闸门及启闭设备 14
6.工作桥 14
7.检修闸门 15
8.交通桥 15
9.连接建筑物 15
第三章 地下轮廓设计 17
一 地下轮廓线设计目及其原则 17
二 地下轮廓线布置及其防渗长度确定 17
1 布置方式确定 17
2 地下轮廓线长度确定 17
3 混凝土铺盖长度确定 18
4 混凝土铺盖厚度确定 18
5 排水设施设计 18
6 绘制制地下轮廓线剖面图 18
7 闸基渗流计算 19
8.出口段渗流坡降计算 22
第四章 水闸消能防冲设计 23
一 消能防冲设计任务 23
二 消力池型式确定 23
三 消力池深度计算 23
1 消力池计算控制状况 23
2 闸门局部启动时，启动度e与泄量Q关系 24
3 控制消能计算条件确定 25
4 计算消力池深 26
5 消力池长度计算 27
6 消力池底板厚度 27
7 海漫长度计算 28
8 防冲槽 28
参照文献 30

第一章 工程设计基本资料

1.1 工程概况
某平原河道上拟建一节制闸，以抬高水位引水浇灌农田。闸上游控制流量360K㎡，运用该闸控制水位可浇灌20万亩农田。同步结合河道治理，规定满足除涝原则为5年一遇排涝任务和一遇排洪任务。排放水量通过本闸排入下一级排水河道内。
1.2 规划资料
5年一遇规划设计除涝流量，Ｑ＝230m/s，水闸建成后对应闸下游水位为39.9ｍ，规定泄洪时闸上、下游容许水面壅高ｈ≤0.1ｍ。一遇洪水校核流量Ｑ＝495m/s，闸下游对应水位41.8ｍ，规定建闸后泄洪时上、下游水面容许壅高Δｈ≤0.2ｍ。正常浇灌蓄水位为41.0ｍ。该河经治理后下游河道水位流量关系见表1－1。
表1-1 河道水位流量关系
流量Ｑ（m/s）
6.22
19.92
39.6
64.5
94.6
129.3
水深（ｍ）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0

1.3 闸址处地形状况
该河原河道过水断面较小，不能满足排涝和排洪规定。根据规划规定，须奖原河道扩宽加深，经治理后闸址处河底高程定为36.0ｍ，河道底扩宽为43.0ｍ，边坡1：2.5。河两岸地面平坦，河道在闸址上下游顺直。
1.4 闸址处地质资料
闸基为亚黏土，重要物理力学指标如下：
土壤湿重度19 ＫＮ／m浮重度10ＫＮ／m；
土壤内摩擦角φ＝16°，粘滞力C＝10ｋＰa；
地基容许承载力[σ]＝120ｋＰa；；
混凝土与地基滑动摩擦系数ｆ＝0.25；
土壤压缩模量Ｅ=10Mpa。
1.5 天然建筑材料
石料：本闸地处平原，缺乏石料，需到距闸下120Kｍ县办采石厂运料。
砂料：闸址以北沙河中有丰富沙源，运距仅5Kｍ，多为中，细砂。
砖：当地烧制有一般砖，但不能用于水下构造。
1.6 施工条件
闸址处对外交通比较以便，距省级公路仅4 Kｍ。施工用水、电充足。在县城即可采购到工程所使用钢筋、水泥、木材等。
1.7 其他资料
气温：闸址处历年平均气温14.5°C，最高7月份平均气温30°C，最低1月份均气温－1.0°C风速：计算风速为19m/s，风向垂直闸轴线，吹程0.35Km。
水闸是一种低水头水工建筑物，具有挡水、泄水双重作用，在水利工程中应用十分广泛。其重要作用除了通过闸门启闭控制闸门流量和调整水位外，还具有防止潮水倒灌以及汛期排泄洪水功能。水闸常常与其他水工建筑物构成水利枢纽，共同发挥作用，如与泵毡构成抽水枢纽、与水电站构成发电枢纽，与其他挡水建筑物构成水库枢纽等。我设计水闸类型为节制闸。重要是为了排涝、防洪、浇灌等。
水闸由上游连接段、闸室、下游连接段三部分构成。上游连接段作用是将上游开水平顺地引进闸室，并具有防冲和防渗等作用；下游连接段作用是引导过闸水流均匀扩散，通过消能防冲设施，以保证闸后水流不发生有害冲刷。闸室段位于上下游连段之间，是水闸工程主体，其作用是控制水位、调整流量

第二章 闸室基本形式和孔口尺寸确实定
一 确定水闸基本形式
1.建闸目
该闸是平原河道上一节制闸，以抬高水位引水浇灌农田为主。闸上游控制流积360Km2，运用该水闸控制水位可以浇灌20万亩农田。同步结合河道治理，规定满足除涝原则为5年一遇排涝任务和一遇排洪任务。排放水量通过本闸排入下一级排水河道内。
2．确定水闸基本形式
2.1 闸室构造形式分为：开敞式和封闭式两种。开敞式水闸又分为：有胸墙和无胸墙两种，前者用于上游水位变幅较大，水闸净宽有为底水位过闸流量所控制，在高水位时需用闸门控制流量水闸。后者用于上游水位变幅不大或有通航、排水、排污等尤其规定水闸。由于本设计上游水位变幅不大，故采用开敞式无胸墙形式水闸。
2.2 水闸按过水流量大小将水闸分为大、中、小水闸。过闸流量在350m3/S为大型水闸，在100—1000 m3/S为中型水闸，不不小于100m3/S为小型水闸。本设计流量在100—1000m3/S之间，因此确定本闸为中型水闸。
二 确定闸孔型式与尺寸措施和环节
1、闸孔形式
常用闸孔形式有宽顶堰、低实用堰和孔口泄流三种。宽顶堰是水闸中常用一种形式。它有助于泄洪、排沙、排污、排冰、通航，且泄流能力比较稳定，构造简朴，施工以便，但泄流时流量系数较小，轻易产生波状水跃。本设计考虑要用泄流能力比较稳定，构造简朴，施工以便，固选用宽顶堰为闸孔形式。
2、闸底板形式
闸底板形式采用平地板。因本工程为中型水闸，闸室工程量较大，因此合适减少底板高程是有利。故闸底板高程与河底齐平，高程为36.00m。
3、闸室分孔及孔宽确定
3、1鉴别流态
由设计资料可知，经治理后闸址处河底高程为36m，河道底宽扩宽为43.0m。边坡1：2.5，河两岸地势平坦。闸下游水深为hs=39.9米，容许上游水面壅高▽h≤0.1米。因此上游设计水深为h0=39.9+0.1=40.0m。
上游总水头H0=h0+αv02/2g，
式中V0 ：上游行进流速，对于节制闸，上游水头H0=H下+壅高水位H0、hs为上下游相对于闸底板高程总水头及下有水深。
H0=39.9+0.1-36=4.0m
根据宽顶堰沉没条件hs/H0与否不小于0.8，可判断与否为沉没出流。
由于hs/H0=3.9/4.0=0.975＞0.8，故为沉没出流。
3.2计算闸孔宽度
根据水流成堰流时闸孔总净宽计算公式（教材《水工建筑物》中国水利水电出版社P135式5-1）：
B0=Qσεm2gH03
式中：Q—设计流量，m3/s；
B0—闸孔总净宽，m；
H0—计入行进流速水头在内堰顶水头，m；
б，ε，m—沉没系数、侧收缩系数和流量系数，
g—重力加速度，m/s2。
由于hs/H0=0.975，可以查下表（教材《水力学》P193表8-4）得
hs/H0
0.90
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
б
0.84
0.82
0.78
0.74
0.70
0.65
0.59
0.50
0.40
б=0.50－（0.50－0.40）/2=0.450
⑴.侧收缩系数ε与孔口尺寸等原因有关，计算时先假定ε值。 初步假定
⑵.流量系数m宽顶堰流量系数m决定于堰顶进口形式， 直角进口平底板时，
m=0.32+0.013-p/h0.46+0.75p/H
由于本设计宽顶堰堰高为零，因此它流量系数m值最大可取m=0.385。
式中P，H分别为坝高及上游水头。
B0=Q/［ mεб（2g）1/2H03/2］
=230/［0.385×0.97×0.450×（2×9.8）1/2×4.03/2］
=38.642m
⑶.单孔宽度b 根据水闸使用规定，闸门型式及启闭机容量等原因，并参照闸门尺寸选定，单孔宽度b大中型常为8--12m；
⑷.孔数n：n= 孔数在闸孔数目较少时（为6--8孔如下），宜取奇数孔，以利对称启动，改善闸下游水流条件。
为了便于闸门对称启动，使过闸水流均匀，防止因偏流导致闸下局部冲刷和使闸室构造受力对称，孔数宜采用单数。本设计闸孔数n取5孔。
b =38.642/5=7.728m, 取b为8m.
3.3闸室宽度
B=nb+(n-1)d+2t
式中：d：闸墩厚度
t：边墩厚度
根据闸孔尺寸及上部构造布置，确定闸边墩形状与尺寸，闸墩上游头部宜为曲线形，以改善水流条件；闸墩厚度一般不不不小于1.0m，并应保证门槽处闸墩最小厚度不不不小于50cm。
设定两个中墩为1.2m，两个缝墩为1.5m，两个边墩为1.0m。
则B=5×8.0+1.2+1.2+1.5+1.5+2×1.0=47.4m
4.过流校核
设计洪水位：40-36=4.0m时泄量
Q泄=B［ mεб（2g）1/2H03/2］
=5×8.0×0.385×0.97×0.450×19.61/2×4.03/2
=238.08m3/s
（Q泄—Q设）/Q设=(238.08—230)/230
=3.5%＜5%
校核洪水位： hS=41.8-36=5.8m
H0=41.8+0.2-36=6.0m
hs/H0=5.8/6.0=0.967
则σ=0.525 m=0.385, ε=0.97
Q校=B［ mεб（2g）1/2H03/2］
=5×8.0×0.385×0.97×0.525×（2×9.8）½×6.0 3/2
=510.278 m3/s
(Q泄—Q校) / Q校=（510.278－495）/495=3.1%＜5%
经比较，本设计满足泄流规定。
三 闸底板形式选择及尺寸确定
1.闸底板形式
由于地基是亚黏土地基易产生不均匀沉陷,故采用钢筋砼平板构造,它可以把闸室荷载比较均匀传布于地基。采用等厚度平板。
2.闸底板尺寸确实定
板厚为单孔净跨1/6~1/8，且在1~2米内。本设计单孔净跨为8米，故板厚取1.0米，且两端设有0.5米厚齿墙。
顺水流方向长度：L/H=1.5～2.5=2.2，H为上、下游最大水头差5.8米，故L=2.2×5.8=12.76米，取13.0米。
垂直水流方向边墩厚1.0米，缝墩厚1.5米，中墩厚1.2米。

四 闸墩及闸门尺寸确实定
由于本节制闸可浇灌20万亩农田，根据我国《水利水电枢纽工程等级划分及原则》规定，故本节制闸工程等别为三等，工程规模为中型，重要建筑物为3级，次要建筑物为4级。
1.闸墩厚度选定
在考虑到闸门槽深度需设置30~50cm状况下，设定两个中墩为1.2m，两个缝墩为1.5m，两个边墩为1.0m。
2.闸墩长度确定
为以便计算，本设计选用同底板同长为13.0米。
3.闸门高度确定
闸门高度=闸前正常壅高水位+超高
其中： 超高d= h0+2h1+δ
h0——波浪中心线超过静水位高度（m）
2h1—波浪高度（m）
δ—安全加高（m）
则 2h1=0.0076V-1/12（g×D/V2）1/3.（V2/g）
=0.0076×19-1/12×（9.8×350/192）1/3×（192/9.8）
=0.46m
2Ll=0.331V-1/2.15（g×D/V2）1/3.75.（V2/g）
=0.331×19-1/2.15×（9.8×350/192）1/3.75×（192/9.8）=5.65m
h0=4πhl2/ 2Ll=3.14×0.462/5.65=0.117m
g×D/V2=9.501＜20~250，因此合计频率波高即为波浪高度0.46m
D为吹程350m。
根据《水工建筑物》教材P152表5-11查得
由于设计洪水位3级为0.4m
校核洪水位3级为0.3m
因此设计：d= h0+2hl+δ=0.113+0.46 +0.4=0.973m
校核：d= h0+2hl+δ=0.113+0.46+0.3=0.873m
由于闸顶静水位以上安全超高不小于3级
设计洪水位：0.7m；校核洪水位0.5m。
则安全超高 d选用为0.973米。
闸门高度=6+0.973=6.973m，取7.0m。
由于校核水位7.0m不小于5.0m，故闸门高度选用7.0m，其高程为44.0m。
4.闸墩高度确定
闸墩高度=闸门高度+安全超高
=7.0+0.7
=7.7m 选用闸墩高度为8.0m，高程为45.0m。
5.闸门及启闭设备
5.1 闸门形式
本节制闸采用平面闸门
5.2 闸门尺寸确定
闸门高7.0m 厚0.6m 宽8.6m
5.3启闭机布置
采用一机一门固定卷扬启闭机
6.工作桥
6.1工作桥供安顿启闭机和管理人员操纵之用
工作桥梁底至闸室底板净空高度h按下式计算：
h=h1+h2+e
式中： h1—最高泄洪水位水深（m）；
h2—直开平板门高度（m）；
e—为安全加高，可取0.5～1.0m，本设计取0.5m。
则： h=6.0+6+0.5=12.5m 其高程为49.5m
6.2 工作桥宽度取3.5m
7.检修闸门
检修闸门工作桥采用叠梁门，平时不放在闸门槽内，需要运用时，在临时运到检修闸门孔处，宽度采用1.5m。
8.交通桥
8.1本设计交通桥按四级公路桥设计，桥面净宽为4.5m，两侧人行道各宽0.75m。
8.2交通桥面高程为45.3m，用0.3m厚钢筋混凝土浇筑而成，其中两侧步道比桥面高0.3m，高程为45.6m，两侧设有高1.1m栏杆。
9.连接建筑物
水闸与河岸连接时，需设置岸墙和翼墙其作用：1挡两侧填土，保证岸土稳定及免遭过闸水流冲刷。2当水闸过水时，引导水流平顺入闸，并使出闸水流均匀扩散。3控制闸身两侧渗流，防止土壤产生渗透变形。4在软弱地基上设岸墙以减少两岸地基沉降对闸室构造不利影响。
9.1上下游设反翼墙，顺水流方向翼墙长度，上游与铺盖同长为24m,下游长达消力池末端，长为18m，然后分别垂直插入岸堤内，插入长度取0.5m，两段墙体相连转角处，用半径R为5m圆弧段连接，为改善水流条件，上游翼墙收缩角Ψ取180，下游扩散角β为120。
9.2边墙采用重力式墙，上顶宽0.5m，底宽4.5m，高与闸墩齐平为8.0m
9.3两岸护坡采用0.1m厚现浇混凝土,坡比为1:2.5,堤顶设有挡土墙高0.5m,宽0.3, 浆砌石构造.

闸室尺寸确定

第三章 地下轮廓设计
一 地下轮廓线设计目及其原则
为了有效地防止土壤渗透变形，并减少渗透压力，底下轮廓线设计原则是“高防低排”，即在高水位一侧采用防渗措施，将已渗透闸基水流迅速排走。
二 地下轮廓线布置及其防渗长度确定
1 布置方式确定
土基上水闸采用较多地下轮廓布置方式是，在闸上下游用粘土，混凝土或钢筋混凝土铺盖防渗，闸下游护坦底部设置平铺式排水，这种布置是“高防底排”一种比较经典并且又简朴方式。它具有施工简朴，也比较经济特点，闸底板上游端，一般设置0.5～1.0m深浅齿槽。既有加强地基抗渗作用，又有助于提高闸室抗滑稳定性，一般优先考虑这种布置方式。
本设计处拟地下轮廓布置方式为闸上游用混凝土铺盖防渗，闸下游护坦底部设置平铺式排水。
2 地下轮廓线长度确定
地下轮廓线安全长度用公式（SL265-《水闸设计规范》P293）
L≥CH计算：
式中：L—水平地下轮廓线安全长度；
H—上下游水位差；
C—渗径系数，是根据地基不一样特性确定,经验系数按SL265-《水闸设计规范》P293表4-3-2取用。
本设计选用C=6， 有反滤层，H=52.0－36=6.0m
则： L≥CH≥6×6=36m
3 混凝土铺盖长度确定
铺盖长度为水闸上游水头3～5倍或为水闸上下游水位差3～5倍。
则： 铺盖长度=4H=4×6=24m
本设计取24m。因闸底板长为13m
因此，防渗长度L=24+13=37m＞36m 故满足防渗规定。
4 混凝土铺盖厚度确定
为了保证防渗效果和施工质量，混凝土铺盖厚度选为0.5m，首末端各设0.5m深齿墙。
5 排水设施设计
排水体由透水性较强粗砂砾石构成，采用护坦平铺式排水，一般用反滤层中粒径中最佳一层加厚构成排水体。
6 绘制制地下轮廓线剖面图

地下轮廓线布置图

7 闸基渗流计算
7.1计算措施
采用改善阻力系数法进行渗流计算
7.2计算简化
地下轮廓线简化如下，混凝土铺盖齿墙和闸底板齿墙简化为板桩。

由计算简图知：
水平投影长度：L0=20+17=37m
竖直投影长度：s0=0.5+1.0=1.5m
L0/S0=37/1.5=24.667＞5
因此，有效计算深度Te=0.5L0=0.5×37=18.5m
因该水闸亚黏土头水层深度为15m
故按实际透水层深度T=TP=15.0m，进行渗流计算。
7.3 渗流压力确定
流段
阻力系数为ξ
段号
S
T
ξi
进口段和出口段
ξ=1.5（）+0.441
①
1.0
15.0
0.467
⑦
0.7
14.2
0.457

内部垂直段

ξ=lncot[(1-)]
③
1.0
14.5
0.069
④
0.5
14.0
0.036
⑥
0.5
14.0
0.036
内部水平段

ξ=
②
S1=0.0
S1=0.0
T=14.5
L=24.0
1.655
⑤
S1=0.0
S2=0.0
T=14
L=13.0
0.929
通过地下轮廓线角点、尖点将渗流区域提成7个经典段（如图5），①、⑦段分别为进口段和出口段，③、④、⑥段为内部垂直段，②、⑤为内部水平段。各经典段阻力系数计算如下表：
ζ=Σζi=3.649

各段水头损失按下式计算：
计算得各段水头损失值如下表所示：
渗流阻力系数、水头损失计算表
项目和编号
1
2
3
4
5
6
7
阻力系数ξi
0.467
1.655
0.069
0.036
0.929
0.036
0.457
水头损失hi
0.768
2.721
0.113
0.061
1.527
0.059
0.751

进、出口段水力坡降呈急变形式，由上式算得水头损失值与实际状况相比，误差较大，需要进行必要修正。修正后水头损失值为
β为阻力修正系数，按下式计算
其中S’为底板埋深与底面如下板桩入土深度之和，m；T’为板桩上游侧底板下地基透水层深度，m。
当β>1.0时，取β=1.0。修正后进、出口段水头损失减小△h

进、出口段修正计算如下表：
段号
T'
T
S'
β
h0
h0'
△h
进口段①
15
15
1
0.642
0.090
0.058
0.032
出口段⑦
14.2
15
0.7
0.468
0.090
0.042
0.048

修正减小水头损失分派给相邻各段，因此修正后各段水头
损失值为
分段
1
2
3
4
5
6
7
h0'
0.090
2.753
0.113
0.061
1.567
0.067
0.090

假
设各分段水头损失值按直线变化，依次叠加，叠加后各段水头值为：

1
2
3
4
5
6
7
6
5.100
2.347
2.234
2.173
0.606
0.539
0.049
8.出口段渗流坡降计算
为防止渗流变形保证闸基抗渗稳定性，规定出口逸出坡降必须不不小于规定容许值。出口处逸出坡降J为
根据地基土物理力学指标，防止流土破坏出口段容许坡降[J]=0.8
J<J
因此出口段逸出坡降满足容许值。

第四章 水闸消能防冲设计
一 消能防冲设计任务
水闸兴建，变化了天然水流原有状态，使闸上下游形成一定水位差，过闸水流具有较打动能，从而有也许使下游河床产生严重冲刷，以至危害水闸安全，因此，闸下游必须采用消能防冲措施。
本设计采用底流式消能措施，故效能防冲设计任务是：消力池形式、深度、长度、护坦厚度、海漫长度及防冲槽深度等。
二 消力池型式确定
本节制闸设计采用常用形式——挖深式消力池。
三 消力池深度计算
1 消力池计算控制状况
根据水闸规划设计，设计排洪流量虽然很大，但此时所有闸门均启动，上下游水位差很小，且下游水深较大，因此，将产生沉没式水跃，不是消能计算控制状况，而当上游水位为正常挡水5.0m时，部分闸门局部启动，这时流量虽然很小，但下游水位较低，因此，会出现消能计算控制状况，故先确定闸门启动空数及闸门局部启动时泄量Q，然后由水利计算求得跃后水深hc〃，与下游实际水深ht比较，鉴别水跃形式，选最不利状况作用为消能计算控制状况。
2 闸门局部启动时，启动度e与泄量Q关系

式中：φ—流速系数；
e—闸门启动高度
ε＇—平板闸门垂直收缩系数，e/H为相对启动度；
n—平启闸门空数；
b—单空闸孔宽度；
H0—闸前总水头。
先计算单孔闸门启动度时，启动度e与泄量Q关系，为安全起见，最大启动度计算到1.5m。计算成果见下表。
启动
孔数 n
启动度e（m）
e/H0
ε＇
ε＇e
H0-ε＇e
泄量Q
（m3/s）
消能计算
选用泄量Q
1
0.5
0.1
0.615
0.308
4.69
16.8
17
1
1.0
0.2
0.62
0.620
4.38
32.7
33
1
1.5
0.3
0.625
0.938
4.06
47.6
48
注：H0=41-36=5m。ε＇与e/H0有关，查中国水利水电出版社《水力学》教材P175表8-1。φ取0.95。（《水力学》教材P176）
3 控制消能计算条件确定
根据单孔闸门局部启动，泄量分别为Q1、Q2、Q3时，计算跃后水深，与其对应下游水深进行比较，选用(hc-ht)最大值状况，作为效力吃计算条件。在选用下游水深ht时，为安全起见，ht可选用上一次闸门开度时与下泄流量对应下游水位。
计算成果如图所示
公式
式中： hc″ —跃后水深；
hc—收缩水深，hc=ε＇e；

启动孔数
Q
Q
ε＇
hc
hc″
ht
hc″-ht
水跃形式
1
17
2.833
0.615
0.308
2.16
1.00
1.16
远驱水跃
1
33
5.5
0.620
0.620
2.87
1.33
1.54
远驱水跃
1
48
8.0
0.625
0.938
3.29
1.67
1.62
远驱水跃

表中：ht项由上下游水位流量关系查算而得，计算成果表明：单孔闸门启动时，泄量Q=48m3/s，为控制消能计算条件。
4 计算消力池深
用试算法求消力池深S，即假设池深，求水跃沉没系数б=ht/ hc″，当水跃沉没系数满足б=1.05～1.08时，则假定池深S合适。
公式 S=бhc″-ht-△z
式中： S—消力池深度；
б—沉没系数，取1.05；
z—池后水面跌落。
φ=0.95。
△z=q2/2g[1/（φht）2-1/ （бhc″）2]
=64/19.6[1/（0.95×1.67）2-1/（1.05×3.29）2]
=1.02m
假设 d=1.05×3.29－1.67-1.02
=0.76m
池深S
Q
q
hk
ζ0
ζc"
hc"
ht
q2/(2gψ‘2ht2)
q2/(2.2hc"2)
Δz
hT
σ
1.0
48
8
2.67
3.29
1.67
1.3
0.27
1.03
0.27
1.02
3.70
1.12
0.9
48
8
2.67
3.29
1.67
1.3
0.27
1.03
0.27
1.02
3.60
1.09
池深S=0.9m，б=1.09在1.05～1.10之间，故满足规定。
5 消力池长度计算
闸室与消力池之间用1：5斜坡连接，其长度为5×1=5m，消力池长度Lk=0.8Lj
式中：Lj——自由水跃长度；Lj=6.9（hc”-hc）
Lj=6.9×(3.29-0.938)=16.23m
故： Lk=0.8Lj=0.8×16.23+5=18m
本设计采用Lk=18.0m。
6 消力池底板厚度
公式：t=k(q(△H)1/2)½
式中：t——消力池底板厚度m；
k——消力池底板计算系数0.175～0.2，取0.2；
q——单宽流量q=8m3/(s.m)；
△H——上下游水位差，
△H=5-ht=5-1.67=3.33m
则：t=0.2（8×3.330.5）0.5=0.76m，
本设计取消力池厚度 0.8m

消力池剖面图
7 海漫长度计算
海漫重要作用是消除水跃后段中过大脉动动能，减少消力池效能后剩余多出能量，调整流速分布，保护护坦背面河床。
经验公式：L=k(q(△H)1/2)1/2
式中：k——海漫长度系数，与河床土质有关，因本设计为亚黏土，故选为10；
q——消力池出口单宽流量，m3/(s.m)；
H ——上、下游水位差，m。
则：L=10×（8×3.331/2）1/2=38.2m
本设计海漫长度取39米。
由于水流速度沿海漫全长逐渐减小，故将海漫提成两段。前段为水平段15米，采用浆砌石厚度为0.5米，后段为1：10斜坡24米长，采用干砌石，厚度为0.5米。
8 防冲槽
公式：t=k(q(△H)1/2-ht)1/2
式中：t——防冲槽深度米；
k——冲刷系数k=f（L/ht）,ht:下游水深，L为海漫长度；
q——单宽流量q=8m3/(s.m)；
H—上下游水位差，△H=5-ht=5-1.67=3.33m
k=f（L/ht）关系系数如下表：
L/ht
<5
5
10
20
k
1.4
1.3
1.2
1.0
根据前面计算成果ht=1.67m，L=39m，则L/ht=23.4m，故k取1.0m。代入上式得：
t=1×(8×3.331/2）1/2-1.67=2.2m
防冲槽深取3.0m，底宽6.0m，前后坡比为1：3。

海漫剖视图

参照文献
1.《水闸设计规范》 SL265-
2.《水闸技术管理规程》 SL75-94
3.《水闸施工规范》 SL27-091
4.《水工建筑物》 中国水利水电出版社，汤能见编
5.《水力学》中国水利水电出版社，刘纯义编
6.《小型水利水电工程设计图集》涵闸分册 水利电力出版社