閘壩工程

早在我國戰(zhàn)國時(shí)期就記載西門豹興建漳水十二渠的故事（公元前422年），《水經(jīng)·濁漳水注》記載：“二十里中作十二，相去三百步，令互相灌注。一源分為十二流，皆懸水門” 。即是梯級開發(fā)筑有十二個(gè)堰，分為十二流的渠首都有閘門控制。繼而秦代興建了著名的水利工程都江堰（公元前256年）和鄭國渠（公元前246年），都是修筑堰（低滾水壩）的水利工程樞紐工程?？梢婇l壩工程早在我國發(fā)展起來。不僅如此，泄流時(shí)的水躍現(xiàn)象，我國在《管子·度地》中，也早有記載：“杜曲激則躍，躍則倚，倚則環(huán)，環(huán)則中……”，認(rèn)識到渠底局部突然升降（杜曲激）出現(xiàn)水躍現(xiàn)象；而“倚”和“環(huán)”則是描述水躍主流漩渦和兩旁回溜形態(tài)；“環(huán)則中”是說有了水躍就要發(fā)生沖刷，指出了水力破壞性。

由引水灌溉工程發(fā)展起來的無壩引水到有壩引水，在透水地基河床上修建低滾水壩（堰），迄今，我國很多河流上遺留著古代用竹籠河卵石或塊石堆砌的攔河或分水的低滾水壩。但是，結(jié)構(gòu)混凝土建造的閘壩還是近百年內(nèi)的事。印度在旁遮普河的沖積平原上1892年建的第一個(gè)主攔河堰（Khanki堰），因?yàn)闆]有經(jīng)驗(yàn)，建成后不久（1895年）就失事了。經(jīng)過組織討論研究和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)是在水地下沖刷和水躍消能考慮欠周，從而為土基上滾水壩設(shè)計(jì)指出了方向，隨后就出現(xiàn)了布萊（Bligh,1910）的滲徑長度設(shè)計(jì)方法。1934~1935年印度重建該堰，在地下輪廓設(shè)計(jì)和水躍消能方面取得了成功，并裝置了測壓管等觀測設(shè)備，為后來設(shè)計(jì)提供了寶貴資料，在此期間萊恩（Lanc,1934）提出了滲徑長度加權(quán)計(jì)算法，使土基上閘壩設(shè)計(jì)方法又向前推進(jìn)了一步。

我國開始修建混凝土結(jié)構(gòu)的閘壩工程，可能要算李儀祉先生于本世紀(jì)30年代初在陜西省規(guī)劃建造的“關(guān)中八惠”灌溉樞紐工程了。到了50年代初，我國結(jié)合治淮工程修建了大量的水閘。

即是梯級開發(fā)筑有十二個(gè)堰，分為十二流的渠首都有閘門控制。繼而秦代興建了著名的水利工程都江堰（公元前256年）和鄭國渠（公元前246年），都是修筑堰（低滾水壩）的水利工程樞紐工程?？梢婇l壩工程早在我國發(fā)展起來。不僅如此，泄流時(shí)的水躍現(xiàn)象，我國在《管子·度地》中，也早有記載：“杜曲激則躍，躍則倚，倚則環(huán)，環(huán)則中……”，認(rèn)識到渠底局部突然升降（杜曲激）出現(xiàn)水躍現(xiàn)象；而“倚”和“環(huán)”則是描述水躍主流漩渦和兩旁回溜形態(tài)；“環(huán)則中”是說有了水躍就要發(fā)生沖刷，指出了水力破壞性。

北岸引水閘壩工程，位于瓊海市九曲江下游九曲江鄉(xiāng)青池村，集雨面積235.5平方公里。1953年10月由廣東省水利廳派技術(shù)人員負(fù)責(zé)工程勘測設(shè)計(jì)和技術(shù)施工。當(dāng)年設(shè)計(jì)閘壩閘墩高2米，用分塊木板控制蓄水，允許洪水超閘墩頂排泄。因深淺孔共19孔，木迭板閘門過多，用人工不易操作且不安全，洪水期不能及時(shí)提開木板門泄洪，宣泄洪水能力低；造成淹沒上游新華冬、水井冬600公頃農(nóng)田；閘門過多，管理不便等。

1975年，拆除原閘壩，新建閘壩由8扇4×8米鋼筋混凝土弧形閘門控制，過水凈寬64米，閘墩寬1.5米。建有啟閉機(jī)室及公路橋（4.4米寬）。

該工程以灌溉為主，設(shè)有左右干渠，設(shè)計(jì)流量1立方米/秒，灌溉720公頃。2100433B

目錄

序

自序

第一章 總論

第一節(jié) 閘壩工程發(fā)展的歷史回顧

第二節(jié) 閘壩工程分類及其泄流特點(diǎn)

第三節(jié) 閘壩工程的水力破壞及其實(shí)例

第四節(jié) 閘壩工程水力學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

第二章 閘壩下游消能擴(kuò)散

第一節(jié) 消能擴(kuò)散措施及其類型

第二節(jié) 控制建筑物上下游的水面和水深變化

第三節(jié) 有升降臺階和消力池的二元水躍

第四節(jié) 三元擴(kuò)散水躍

第五節(jié) 消能率與其它消能指標(biāo)

第六節(jié) 消力池布局與輔助消能工

第七節(jié) 消力池底板厚度

第八節(jié) 消力池的翼墻擴(kuò)張型式

第九節(jié) 面流消能及其水力計(jì)算

第十節(jié) 挑流及自由跌流消能

參考文獻(xiàn)

第三章 闡壩泄流局部沖刷

第一節(jié) 沖刷坑的形成及其水流分析

第二節(jié) 基本沖刷公式推導(dǎo)與試驗(yàn)資料驗(yàn)證

第三節(jié) 局部沖刷公式的應(yīng)用與消能擴(kuò)散的關(guān)系

第四節(jié) 局部沖刷公式的推廣應(yīng)用

第五節(jié) 粘性土的局部沖刷

第六節(jié) 挑流與自由跌流的巖基沖刷

第七節(jié) 閘壩下游防沖措施

第八節(jié) 各家局部沖刷公式綜述

參考文獻(xiàn)

第四章 閘壩泄流能力

第一節(jié) 平底閘堰流流量系數(shù)

第二節(jié) 閘孔出流流量系數(shù)

第三節(jié) 實(shí)用堰流量系數(shù)

第四節(jié) 地涵流量系數(shù)

第五節(jié) 流量系數(shù)在工程論證中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第五章 閘壩地基滲流與側(cè)岸繞滲

第一節(jié) 沿簡單地下輪廓線滲流的精確解

第二節(jié) 沿復(fù)雜地下輪廓線滲流的近似計(jì)算

第三節(jié) 閘壩底板有排水的滲流計(jì)算

第四節(jié) 板樁縫漏水和透水帷幕的滲流計(jì)算

第五節(jié) 閘壩基底揚(yáng)壓力和出滲坡降的流網(wǎng)分析與應(yīng)用

第六節(jié) 閘壩地基的防滲和排水措施

第七節(jié) 閘壩地下輪廓線的滲徑長度與合理布局

第八節(jié) 側(cè)岸繞滲與控制

參考文獻(xiàn)

第六章 高速水流的空蝕與摻氣

第一節(jié) 高速水流學(xué)科的形成及發(fā)展

第二節(jié) 高速水流的分類

第三節(jié) 空化與空蝕

第四節(jié) 水流空化的基礎(chǔ)知識

第五節(jié) 材料空蝕的基礎(chǔ)知識

第六節(jié) 水流摻氣及其基礎(chǔ)知識

第七節(jié) 不同摻氣條件對水流摻氣影響的估算

參考文獻(xiàn)

第七章 閘門振動

第一節(jié) 振動成因評述

第二節(jié) 豎向振動的自振頻率

第三節(jié) 共振及其頻率響應(yīng)

第四節(jié) 定常摩擦阻尼振動

第五節(jié) 危險(xiǎn)振動的判別及抑振措施

參考文獻(xiàn)

第八章 閘門運(yùn)行管理

第一節(jié) 正常泄流時(shí)閘門操作管理

第二節(jié) 特殊情況下閘門操作管理

第三節(jié) 始流狀態(tài)下閘門操作管理

第四節(jié) 水力沖淤的閘門控制調(diào)度

第五節(jié) 工程破壞實(shí)例分析

參考文獻(xiàn)

第九章 閘壩泄流原型觀測

第一節(jié) 水位和流量觀測

第二節(jié) 水面線和水面波動觀測

第三節(jié) 水下沖淤地形觀測

第四節(jié) 流速和摻氣觀測

第五節(jié) 壓強(qiáng)和空化觀測

第六節(jié) 紊流脈動觀測

第七節(jié) 閘門振動觀測

第八節(jié) 滲流揚(yáng)壓力觀測

第九節(jié) 量水設(shè)備

參考文獻(xiàn)

第十章 模型試驗(yàn)基礎(chǔ)

第一節(jié) 相似性與模型律

第二節(jié) 模型律的應(yīng)用范圍及其限制

第三節(jié) 水工建筑物模型試驗(yàn)

第四節(jié) 河道模型試驗(yàn)

第五節(jié) 幾種模擬試驗(yàn)

參考文獻(xiàn)

內(nèi) 容 提 要

本書為作者從事閘壩工程水力學(xué)試驗(yàn)研究工作的總結(jié)，并適當(dāng)吸

取了國內(nèi)外有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。全書包括閘壩工程總論、消能擴(kuò)散、

局部沖刷、泄流能力、地基滲流和繞滲、高速水流空蝕與摻氣、閘門振

動、運(yùn)行管理、原型觀測、模型試驗(yàn)等十章。對閘壩工程的設(shè)計(jì)、管理提

供了水力計(jì)算方法和運(yùn)行管理方式，以及防止水力破壞的措施。本書可

供閘壩及其類同建筑物的設(shè)計(jì)、管理、科研工作者應(yīng)用，也可供大專院

校水力學(xué)教學(xué)參考。