泄洪閘門

用以宣泄洪水並調節控制水庫水位的工作閘門。它具有承受各種靜、動載荷的能力;能在動水中啓閉;並具備良好的結構和水力學特性。泄洪閘門的水流流態直接影響閘門運行的可靠性，在高速水流下，往往會引起閘門及其所在建築物產生振動、空蝕、沖刷或加劇泥沙磨損等不良後果。因而對閘門的結構動力特性和水流流態應予十分重視。

泄洪閘門常用弧形閘門、平面閘門或錐形閥等。弧形閘門和平面閘門可佈置在泄水建築物的進口、中段或出口。弧形閘門在佈置上一般不設門槽，水力學條件好，動水中操作時啓閉力小，適於用作泄洪閘門。平面閘門一般指直升式平面閘門，其水力學特性比弧形閘門差，但在佈置上比設置弧形閘門緊湊，同時閘門可提出門槽便於檢修。在泄水建築物的出口往往選用各類閥門，如錐形閥、針形閥、空注閥及高壓閘閥等等，其中以錐形閥結構簡單，便於製造，自重輕，並具有水力條件好和流量係數大等特點，常用於中、小水利水電工程泄水管道的出口。其他閥門因結構複雜，製造加工困難，造價高，較少採用。

一般弧形閘門在佈置上由於沒有門槽對水流的干擾，閘門水力學條件較好。對帶有突擴門槽的弧形閘門，需考慮弧門啓閉過程中的摻氣、水翅及縫隙射水等水力學問題，對突擴門槽的體形及通氣等設施，應進行水力模型試驗驗證確定。

平面閘門門槽的水力學條件較差，是產生空蝕的主要因素。要合理選擇平面閘門門槽型式以防止門槽空蝕損害。水流空蝕數與反映門槽體形空蝕特性的初生空蝕數進行比較，作為判別所用門槽是否會發生空穴的條件。閘門底緣型式對閘下水流流態有一定影響，一般當底緣上游傾斜角為45°～60°時，在閘下自由出流及底緣水流不出現分離現象的條件下，底緣上游傾斜面上的上託力系數βt較為穩定(βt=0.7～1.0);下游傾角大於或等於30°時，底緣下游通氣充分，流態良好，可不計下吸力。 ^[1] 

在泄洪閘門門後應設置通氣孔，供閘後水流補氣或排氣之用。這是保證閘門正常工作，改善水流流態，防止空蝕、振動，減小閘門啓閉力的重要措施之一。門後水道因不設通氣孔或其面積偏小或位置不當，都會造成閘門操作過程中的故障，影響安全運行，或加劇空蝕、振動等問題的發生。

水工閘門為一彈性系統，在動水及其他動力作用下，會使系統中任一構件的位移或應力產生隨時間的往復變化，即為閘門振動現象。在一般情況下，閘門振動是輕微的，只有在某些特定條件下(如共振)才較嚴重。閘門振動的研究目前側重於原型觀測，探求其振源和振因，並採取相應的減振或防振措施。導致閘門振動的主要因素有：閘門某開度的水流條件不好、閘門結構的剛度不當、製造和安裝精度不良、下游淹沒水躍對閘門的衝擊作用、止水漏水、門底緣型式不妥、通氣孔面積不足、明滿流交替水流及門頂門底同時過水不良作用等。

平面泄洪閘門一般採用上游面止水，但因門葉及其支承結構承載後產生變位，易使上游面止水脱開而產生陣發性漏水，往往引起閘門振動，需採取措施防止。平面泄洪閘門如採用下游面止水，雖可獲得較好的止水效果，但由於其底緣型式引起的水力設計比較複雜，啓閉機的啓門力或下壓力較大，故較少採用。

弧形泄洪閘門的頂止水均位於上游面，因此也會發生平面泄洪閘門上游面止水的類似情況。高水頭深孔弧形閘門承受巨大水壓力後，因門葉及支臂等構件產生較大的徑向壓縮變形，為使頂止水不漏水，就需使止水具有大於閘門徑向變形量的伸縮量。為解決這一問題，通常深孔弧形閘門的頂止水採用兩道止水。近年又出現瞭如轉軸式、壓緊式、充壓式等一些新型止水形式，以適應較大的閘門變形。為適應高水頭弧形閘門局部開啓泄洪的要求，一種壓緊式止水的偏心鉸弧形閘門已在許多國家採用。中國龍羊峽和東江兩水電站上也已投入運用，運行情況良好。 ^[2]