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水闸设计实例
 
本工程位于河南省（二）闸型确定
本工程主要任务是正常情况下拦河截水，以利灌溉，而当洪水来临时，开闸泄水，以保防洪安全。由于是建于平原河道上的拦河闸，应具有较大的超泄能力，并利于排除漂浮物，因此采用不设胸墙的开敞式水闸。
同时，由于河槽蓄水，闸前淤积对洪水位影响较大，为便于排出淤沙，闸底板高程应尽可能低。因此，采用无底坎平顶板宽顶堰，堰顶高程与河床同高，。
（三）拟定闸孔尺寸及闸墩厚度
由于已知上、下游水位，可推算上游水头及下游水深，如表1所示：
表1 上游水头计算
流量Q（m3/s）
下游水深hs（m）
上游水深H（m）
过水断面积（m2）
行近流速（m3/s）
上游水头H0（m）
设计流量937
9

校核流量1220

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注：考虑壅高15~20cm。
闸门全开泄洪时，为平底板宽顶堰堰流，根据公式1判别是否为淹没出流。
 
表2 淹没出流判别表
计算情况
下游水深 hs（m）
上游水头H0（m）
流态
设计水位
9

淹没出流
校核水位

淹没出流
 
按照闸门总净宽计算公式(2)，根据设计洪水和校核洪水两种情况分别计算如下表。其中为堰流侧收缩系数，；为堰流流量系数，。
 
表3 闸孔总净宽计算表
流量Q（m3/s）
下游水深hs（m）
上游水头
H0（m）
淹没系数
（m）
设计流量937
9

校核流量1220

根据《闸门设计规范》中闸孔尺寸和水头系列标准，选定单孔净宽 m，同时为了保证闸门对称开启，防止不良水流形态，选用7孔，闸孔总宽度为：
L＝nb0+(n－1)d= =64m
由于闸基为软基河床，选用整体式底板，缝设在闸墩上，，，边墩厚1m。如图1所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
图1 闸孔尺寸布置图 (单位：m)
 
 
 
（四）校核泄洪能力
 
根据孔口与闸墩的尺寸可计算侧收缩系数，查《水闸设计规范》（规范表2-2），结果如下：
对于中孔得；
靠缝墩孔得；
对于边孔得；
所以
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与假定接近，根据选定的孔口尺寸与上下游水位，进一步换算流量如下表所示：
表4 过流能力校核计算表
计算情况
堰上水头H0（m）
　
　
　
校核过流能力
设计流量937

%
校核流量1220

%
设计情况超过了规定5%的要求，说明孔口尺寸有些偏大，但根据校核情况满足要求，所以不再进行孔口尺寸的调整。
（一）消能防冲设计的控制情况
由于本闸位于平原地区，河床的抗冲刷能力较低，所以采用底流式消能。
设计水位或校核水位时闸门全开渲泄洪水，为淹没出流无需消能。，部分闸门局部开启，只宣泄较小流量时，下流水位不高，闸下射流速度较大，才会出现严重的冲刷河床现象，需设置相应的消能设施。为了保证无论何种开启高度的情况下均能发生淹没式水跃消能，所以采用闸前水深H=，闸门局部开启情况，作为消能防冲设计的控制情况。
为了降低工程造价，确保水闸安全运行，可以