子任务二 闸底板选择

一、闸底板堰型的选择

闸底板堰型一般有宽顶堰型和低实用堰型两种，如图2-1所示。

图2-1 闸底板堰型

（一）宽顶堰型

当闸底板顺水流方向上长度δ满足2.5H<δ<10H(H为堰上水头)时，为宽顶堰。宽顶堰是水闸中最常用的底板结构形式,其主要优点是结构简单、施工方便，泄流能力比较稳定，有利于泄洪、冲沙、排淤、通航等；其缺点是自由泄流时流量系数较小，容易产生波状水跃。

（二）低实用堰型

低实用堰有梯形的、曲线形的和驼峰形的。实用堰自由泄流时流量系数较大，水流条件较好，选用适宜的堰面曲线可以消除波状水跃；但下游水位对泄流能力有明显影响（淹没度增加时，泄流能力急剧降低），当下游水深hs>0.6H（H为堰上水头）以后，泄流能力将急剧降低，不如宽顶堰泄流时稳。上游水深较大，采用这种孔口形式，可以减小闸门高度。

二、闸底板高程的确定

闸底板高程与水闸承担的任务、泄流量(或引水流量)、上下游水位、河床地质条件及施工基坑开挖条件等因素有关。

闸底板应置于较为坚实的土层上，并应尽量利用天然地基。在地基强度能够满足要求的条件下，底板高程定得高些，闸室宽度大，两岸连接建筑相对较低。对于小型水闸，由于两岸连接建筑物在整个工程中所占比重较大，因而总的工程造价可能是经济的。在大中型水闸中，由于闸室工程量所占比重较大，因而适当降低底板高程，常常是有利的。当然底板高程也不能定得太低，否则，由于单宽流量加大，将会增加下游消能防冲的工程量，闸门增高，启闭设备的容量也随之增大，另外，基坑开挖也较困难。

一般情况下，拦河闸和冲沙闸底板高程可与河床齐平（以利泄洪、排沙）；进水闸及分洪闸在满足引水或泄洪设计流量的条件下，可比河床略高些（以防大量推移质沙进入渠道或分洪区）；排水闸及有排涝任务的挡潮闸，底板高程应尽量放低些，一般略低于或齐平闸前排水沟的沟底，以保证将渍水迅速降至计划高程，但要避免排水出口被泥沙淤塞。

水闸底板高程的确定还需考虑过闸单宽流量。底板高程定得高，堰上水头H0减小，由泄流公式知泄流宽度B加大，单宽流量小；反之底板高程定得低，泄流宽度B小，单宽流量大。最大过闸单宽流量取决于闸下游河(渠)的允许最大单宽流量。允许最大过闸单宽流量可按下游河(渠)的允许最大单宽流量的1.2～1.5倍确定。下游河(渠)的允许最大单宽流量与地质条件有关，根据工程实践经验，可参考表2-1选取。

表2-1 下游河（渠）允许最大单宽流量q

下游水深较深，上、下游水位差较小及出闸后水流扩散条件较好时，宜选用较大的q。下游水深小，过闸落差大，闸宽相对河道束窄比例大的水闸，应选用较小的q。

闸底板顺水流方向的长度可根据地质条件、上部结构布置情况和最大挡水高度等确定，详见任务五“闸室的布置和构造”。