水工建筑物之水闸基础知识讲解

第五五章章水水闸闸主要要内内容容：：5.1概述述5.2水闸闸的的孔孔口口尺尺寸寸确确定定5.3水闸闸的的消消能能防防冲冲设设计计5.4水闸闸的的防防渗渗排排水水设设计计5.5闸室室的的布布置置与与构构造造5.6稳定定计计算算与与地地基基处处理理5.7闸室室结结构构计计算算5.8两岸岸连连接接建建筑筑物物5.9闸门门与与启启闭闭机机5.1概述述水闸闸是是一一种种低水水头头的的水水工工建建筑筑物物，它它具有有挡挡水水和和泄泄水水双双重重作用用。。与设有有表表孔孔闸闸门门的的溢流流重重力力坝坝的的区区别别是:1）水水闸闸水水头头较较低低，，抬抬高高水水位位较较少少，，它它主要要是是靠靠闸闸门门挡挡水水；而而溢流流坝坝主要要靠闸门门下下坝体体来来挡挡水水。2）水水闸闸可可建建于于各各种种地地基基上上。。一、、按担担负负的的任任务务分分：5.1.1水闸闸的的类类型型水闸闸的的类类型型—按所所承承担担的的任任务务分分（1）进水水闸闸（取取水水闸闸））①位置置：建建在在河河流流、、湖湖泊泊、、水水库库或或引引水水干干渠渠等等的的岸岸边边一一侧侧②作用用：为为灌灌溉溉、、发发电电、、供供水水或或其其它它用用水水工工程程引引取取足足够够的的水水量量。。由于于它它通通常常建建在在渠渠道道的的首首部部，，又称称渠渠首首闸闸。。建于于河河道道岸岸边边一一侧侧的的进进水水闸闸（（取取水水闸闸））石龙龙水水闸闸（（进进水水闸闸））（2）节制制闸闸（拦拦河河闸闸））位置置：拦拦河河闸闸的的闸闸轴轴线线垂垂直直于于或或接接近近于于垂垂直直河河流流、、渠渠道道布布置置。。作用用：·截断断河河渠渠，，抬抬高高河河渠渠水水位位，，控控制制下下泄泄流流量量。。·在航航运运工工程程中中，，拦拦河河闸闸不不仅仅能能为为上上游游航航运运提提供供稳稳定定的的航航道道水水深深，，也也能能通通过过保保持持一一定定泄泄流流量量为为下下游游提提供供稳稳定定的的航航道道水水深深。。·在取取水水工工程程中中，，为为进进水水闸闸（（或或分分水水闸闸））提提供供高高保保证证率率的的取取水水流流量量。。拦河河闸闸在在枯枯水水期期尽尽量量维维持持上上游游水水位位，，以以满满足足取取水水或或航航运运等等需需要要；；在在洪洪水水期期需需要要随随时时泄泄放放上上游游库库区区无无法法容容纳纳的的多多余余流流量量，，避避免免上上游游水水位位过过度度上上涨涨导导致致淹淹没没或或水水灾灾。。在在洪洪水水期期，，拦拦河河闸闸还还必必须须有有足足够够的的泄泄流流能能力力，，以以排排泄泄洪洪水水。。某拦拦河河闸闸（（一一））某拦拦河河闸闸（（二二））（3）冲砂砂闸闸：作用用：：排排沙沙。。·防止止泥泥沙沙进进入入取取水水口口造造成成渠渠道道淤淤积积。。·将进进入入到到渠渠道道内内的的泥泥沙沙排排向向下下游游。。·将水水库库的的淤淤沙沙、、淤淤泥泥排排向向下下游游。。在取取水水枢枢纽纽中中，，冲冲沙沙闸闸的的位位置置一一般般布布置置在在靠靠近近进进水水闸闸处处；；在水水闸闸枢枢纽纽中中，，冲冲沙沙闸闸往往往往兼兼作作节节制制闸闸。。（4）分洪闸：位置：常常建于河河道的一一侧。作用：分分洪。·在洪峰到到来时，，分洪闸闸用于分分泄河道道暂时不不能容纳纳的多余余洪水，，使之进进入预定定的蓄洪洪洼地或或湖泊等等分洪区区，及时时削减洪洪峰，确确保下游游河道安安全。·待河道洪洪水过后后，分洪洪区积水水又要经经过排水水闸排入入原河道道。分洪闸（（一）分洪闸（（二）（5）排水闸：位置：常建于于江河沿沿岸。作用：·排除内内涝。当当江河水水位较低低时，开开闸排除除河岸一一侧降雨雨形成的的渍水或或生活废废水。·挡住外外河高水水位。当当江河水水位较高高时，关关闭排水水闸，防防止江水水向河岸岸倒灌。。特点：由于既既要排涝涝，又要要挡水，，因此排排水闸具具有闸底底板高程程较低、、闸身较较高以及及承受双双向水头头作用的的特点。。某小型排排水闸（6）挡潮闸位置：一一般建于于江河入入海口。。作用：·挡潮：在在汛期防防止潮水水顶托，，以免造造成内涝涝；·御咸：防防止潮水水沿江河河上溯，，以免造造成沿河河岸地区区土地的的盐碱化化；·排水：排排除内河河高水位位；·蓄淡：在在低潮时时期，关关闸防止止内河淡淡水流失失，以便便充分利利用内河河淡水。。挡潮闸与与排水闸闸类似，，也承受受双向水水头的作作用。但但操作更更为频繁繁。某挡潮闸闸（一））某挡潮闸闸（二））中顺大围围小榄石石龙水闸闸水闸的类类型—按闸室结构构的型式式分类1．开敞式式水闸特点闸室上部部没有阻阻挡水流流的胸墙墙或顶板板，过闸闸水流能能够自由由地通过过闸室。。开敞式水水闸的泄泄流能力力大，一一般用于于具有排排冰、过过木等要要求的泄泄洪闸，，如拦河河闸、排排冰闸等等。开敞式水水闸2．胸墙式式水闸当上游水水位变幅幅大，而而下泄流流量又有有限制时时，为避避免闸门门过高，，常设置胸墙墙。·胸墙式水水闸在低低水位过过流时，，属于开开敞式水水闸自由由出流；；·在高水位位过流时时，属于于孔口出出流。胸墙式水水闸多用于进进水闸、、排水闸闸和挡潮潮闸等。。绝大多数数大中型型水闸为为开敞式式水闸。。胸墙式水水闸3．封闭式式或涵洞洞式水闸闸闸（洞））身上面面填土封闭闭的水闸，，又称涵涵洞式水水闸。填土可增增加闸室室的稳定定，代替替交通桥桥，当水水头较高高时往往往是经济济的，但但地基压压力较大大，常用用于穿过过堤防的的水闸。。涵洞可做做成有压压的或无无压的。。前者（（有压涵涵洞）多多用于排排砂闸和和排水闸闸，后者者（无压压涵洞））则多用用于小型型分水闸闸。封闭式水闸闸某涵洞式水水闸水闸的类型型—按规模分类类根据国内已已建水闸工工程的设计计经验，一一般以设计计或校核过过闸流量的的大小作为为划分水闸闸规模的依依据，例如如：·过闸流量等等于或大于于1000m3/s者为大型水闸；·过闸流量在在100～1000m3/s间者为中型水闸。·过闸流量小小于100m3/s者为小型水闸。我国葛洲坝坝水利枢纽纽的二江泄泄水闸，过过闸流量达达83900m3/s，属特大型水闸闸，或称巨型型水闸。也有的以设设计水头高高低（反映映为闸高））作为划分分水闸规模模的依据，，例如：闸高在8～10m以上者为大大型水闸，，闸高在8～10m以下者为中中、小型水水闸等。5.1.2水闸的工作作特点和设设计要求水闸可建在在岩基上，，也可建在在土基上。。对于建在岩岩基上的水水闸，其工工作特点与与岩基上的的混凝土重重力坝相似似。本章主要介介绍建在土土基上的水水闸的工作作特点。作为土基上上低水头的的挡水、泄泄水建筑物物，水闸有有如下工作作特点。水闸的工作作特点（一）水的的方面水闸在水的的作用下，，需要解决决以下几个个方面问题题。1．稳定问题题水闸在关闭闭闸门挡水水的时候，，闸室上、、下游形成成一定的水水位差。在水的推力力作用下，，闸室在自自重和水重重的作用下下必须维持持自身的稳稳定。包括括整体抗滑稳稳定和结构构件稳稳定（如底板、、闸墩、胸胸墙等构件件的稳定））。水闸荷载图图2．渗流问题题上、下游水水位差在水水闸的闸基基下部和闸闸室两岸均均会产生渗渗流。闸基渗流和和岸坡绕渗渗不仅导致致水库漏水，更重要的的是可能导导致在闸基基、岸坡以以及渗流出出逸处发生生渗透变形；此外，渗渗压还对闸闸室和两岸岸联接建筑筑物的稳定产生不不利影响。水闸渗流流流网图3．高速水流流问题水闸下泄的的高速水流流问题，主主要表现在在3个方面：（1）消能问题水闸在开闸闸泄水时，，下泄的高速速水流具有有较大的能能量，可能对河河床和河岸岸产生不利利冲刷。因因此必须采采用合适的的消能措施施进行消能能。水闸最常用用的消能方方式为底流消能，即利用水水跃将水能能消耗在消消力池中。。水闸消能（2）远驱水跃和和波状水跃跃当闸室下游游无水或水水深很浅时时，可能在在闸下产生生远驱水跃跃。远驱水跃跃不在消力力池范围，，将直接冲冲刷河床，，严重威胁胁闸室的安安全和两岸岸岸坡稳定定。当闸室上、、下游水位位差较小，，且水流佛佛氏数较小小时，可能能在闸下产产生波状水水跃。波状水跃跃是一系列列起伏不大大的不完全全水跃，消消能效果极极差。（3）折冲水流当闸孔孔数数不多或开开启不均匀匀时，过闸闸水流宽度度远小于下下游河床宽宽度，此时时过闸水流流先收缩后后扩散，水流可能使使主流偏向向河床的一一边。当水流条条件变化时时，主流可可能左右急急摆，形成成左冲右突突的折冲水水流。波状水跃折冲水流（二）地基基方面平原地区的的水闸常建建于土基上上。平原地区土土基的特点点：·土层分布复复杂，可能能夹有压缩缩性大、承承载能力低低、抗震强强度差的软土；·可能含有结结构松散、、易于液化化、抗冲能能力低的粉砂或细砂砂层；·抗冲刷能力力差，允许许渗透坡降降低，对防渗、消消能不利。软土地基对对闸室本身身的稳定和和沉降将带带来严重的的影响，因因此，在水水闸设计时时，应：·采用适当措措施，进行行地基处理理；·适当控制渗渗流；·加强消能防防冲措施。。（三）结构构方面水闸的闸室室结构与大大体积的重重力坝或散散粒体的土土坝有较大大差别。1．构件方面面它是由闸墩墩、底板、、胸墙等薄壁构件组成的空间结构体体系，因此对闸闸室构件在在强度和刚刚度方面均均有一定要要求。2．受力方面面闸室整体结结构和某些些构件受力力条件复杂杂，承受水水压力、自自重、地基基反力等不不同性质的的荷载。3．结构分析析方面在进行闸室室结构设计计计算时，，一般并不不采用相对对复杂的有有限元法，，而是将整整个结构视视为板、梁梁、柱等独独立构件构构成，分别别对这些构构件用结构构力学、材材料力学方方法进行设设计计算。。5.1.3水闸的组成成水闸由闸室段和上游联接段段、下游联接段段3大部分组成成。1—闸门；2—底板；3—闸墩；4—胸墙；5—工作桥；6—交通桥；7—上游防冲槽槽；8—上游防冲段段、铺盖；；9—上游翼墙；；10—上游护岸；；11—护坦；12—海漫；13—下游防冲槽槽；14—下游翼墙；；15—下游护岸土基上水闸闸的组成示示意图水闸的组成成（1）闸室段闸室段是水水闸的主体体。A）闸室段的作作用·控制水流；；·联接两岸和和上、下游游段。B）闸室段的组组成闸门、闸墩墩、底板、、胸墙、工工作桥、交交通桥、启启闭机等。。1．闸门用于控制上上游水位和和调节下泄泄流量。闸闸门安放在在闸底板上上，横跨孔孔口，由闸闸墩支撑。。闸门分为为检修闸门和工作闸门。工作闸门门用于正常常运用时挡挡水、控制制下泄流量量。常用的的型式有平平面闸门和和工作闸门门。检修闸闸门多用平平面叠梁门门。2．闸墩闸墩用于分分隔闸孔、、支撑闸门门，同时用用作桥墩支支撑上部桥桥梁、安装装闸门启闭闭机等设备备。闸墩将将闸门、胸胸墙以及闸闸墩本身挡挡水所承受受的水压力力传递给底底板。3．底板底板是闸室室段的基础础，它将闸闸墩、上部部结构的重重量、以及及底板自重重和所承受受的水重一一起传给地地基。建在软基上上闸室主要要由底板与与地基间的的摩擦力来来维持稳定定。底板它还具具有防冲、、防渗的作作用。4．胸墙胸墙设于工工作闸门上上部，帮助助闸门挡水水。在上游游水位变幅幅较大的情情况下，完完全用闸门门挡水将导导致闸门尺尺寸和启闭闭机等设备备过大。设设置胸墙后后，可以大大大减小闸闸门尺寸。。胸墙也可可以做成活活动型，当当遭遇特大大洪水时开开启胸墙加加大泄流量量。底板、闸墩墩和胸墙通通常为混凝凝土或钢筋筋混凝土结结构，小型型水闸也可可采用浆砌砌石结构。。5．工作桥工作桥用于于安装卷扬扬式启闭机机，便于工工作人员操操作。6．交通桥交通桥连接接两岸交通通，供汽车车、拖拉机机、行人通通过。（二）上游游联接段1.上游联接段段的作用·主要作用是是引导水流流从河道平平稳地进入入闸室，兼兼有防冲、、防渗作用用。2.上游联接段段的组成一般包括上游翼墙、铺盖、护底、上游防冲槽槽和上游两岸护护坡等。1）．上游翼墙墙①引导水流，，使之平顺顺地流入闸闸孔；②抵御两岸填填土压力，，保护闸前前河岸不受受冲刷；③·并有侧向防防渗的作用用。2．铺盖主要起防渗渗作用，其其表面还应应进行保护护，以满足足防冲要求求。3．护底设在铺盖上上游，起保保护河床作作用。4．上游防冲冲槽铺盖或其防防护的上游游端有时设设置上游防防冲槽，以以保护铺盖盖不致损坏坏。5．上游两岸岸护坡上游两岸要要适当进行行护坡，其其目的是保保护河床两两岸不受冲冲刷。（三）下游游联接段A）下游连接段段的作用从闸室出来来的水流具具有相当的的能量，因因此下游联联接段的主主要作用是是：·消除下泄水水流的动能能，·顺利与下游游河床水流流连接，避避免发生不不利冲刷现现象。B）下游联接段段组成一般包括护护坦（包括括消力池））、海漫、、下游防冲冲槽（防淘淘墙）、下下游翼墙、、护底和两两岸护坡等等。·消力池：消力池是是消刹水能能的主要区区域，·护坦：护坦是消消力池底板板，保护河河床底部，，从而保护护闸室的安安全。·辅助消能工工：有时，要要在消力池池内设置辅辅助消能工工，增强消消能效果。。·海漫：海漫则用用于进一步步消除水流流余能，保保护河床免免受冲刷。。·下游翼墙：下游翼墙墙导引水流流均匀扩散散，并有挡挡土、防冲冲作用。·下游防冲槽槽：下游防冲冲槽的作用用是防止海海漫末端冲冲刷，避免免河床局部部冲刷向上上游发展。。·下游护坡和和护底：下游护坡坡和护底的的作用与上上游相同。。5.1.4水闸的等级级划分和和洪水标标准见课本P132～P133，表5-1、表5-2、表5-3、表5-45.2水闸的孔口口尺寸确定定5.2.1闸孔和底板板型式选择择土基上的拦拦河闸，闸孔型式式多采用开敞式宽顶顶堰。·在地基条件件较好的拦拦河闸可以以采用驼峰堰。·岩基上的水水闸常采用实用堰。开敞式宽顶顶堰：结构简单单、施工方方便、地基基应力均匀匀，泄流能能力大、上上游水位壅壅高较小，，有利于完完成冲砂、、排污等其其他任务。。宽顶堰的的流量系数数为0.36～0.385。驼峰堰和实实用堰：流量系数数较宽顶堰堰大，可以以使枢纽布布置更紧凑凑。水闸上上的实用堰堰多为低堰堰，其流量量系数参考考有关文献献。实用堰：在淹没出流流的情况下，，流量系数急急剧减少。因因此，经常或主要工工况为淹没出出流的泄水闸闸不宜于选用用实用堰。上游水位变幅幅较大的水闸闸，可以考虑虑设置胸墙，，以减少闸门门挡水高度和和闸门受力。。5.2.2设计流量和上上、下游水位位的确定1）拦河闸设计流量:根据工程等别别确定相应的的设计洪水流流量Q设和校核洪水流流量Q校。上、下游水位位下游水位：由由下泄流量查查下游河道天天然水位～流量关系曲线线确定。上游水位：（1）正常蓄水位位拦河闸的上游游正常蓄水位位，要根据泄泄水闸承担的的任务，建成成后上游淹没没损失等因素素确定。在正正常运用情况况下，拦河闸闸的任务是控控制上游水位位为正常蓄水水位，以满足足取水、航运运等的要求。。（2）最高水位泄水闸的上游游最高水位由由水闸的泄水水能力特性决决定。泄水闸泄放校校核洪水时，，其上游水位位为最高水位位。此时，闸闸门全开下泄泄洪水流量，，上游水位等等于校核洪水水流量下天然然河道水位加加上上游水位位壅高。在平原地区建建水闸，往往往对上游水位位壅高值的限限制较严。一一般在洪水期期泄洪时，上上游水位壅高高值只允许控控制在0.1～0.3m，否则将造成成较大的上游游淹没。修建在山区和和丘陵地区的的水闸，其上上游水位壅高高往往没有严严格限制。可可以根据水闸闸的任务、上上游淹没损失失、工程造价价、两岸堤防防、地下水位位等因素，经经多方案综合合比较后确定定。2）进水闸设计流量：等等于渠道的设设计取用流量量。上、下游水位位：进水闸的上游游水位：为水水库正常蓄水水位或河道最最低水位。从从河道取水流流量较大时，，要考虑取水水口处河道水水位局部降落落，进水闸的下游游水位：由渠渠系规划和水水闸额定取水水流量来确定定确定。3）排水闸：设计流量：由由设计暴雨、、汇水面积及及排水时间确确定。上、下游水位位：上游水位：为为渍水区内或或排水渠末端端相应于排水水设计流量时时的水位；下游水位：低低于上游水位位0.05～0.1m。5.2.3闸底板高程的的选定1）拦河闸：拦拦河闸的底板板为平底板时时，闸底板的的面高程等于于或略高于河河底高程，有有利于减轻闸闸前泥沙淤积积。2）进水闸：进进水闸的底板板高程应该高高于冲砂闸或或泄水闸的底底板高程。在地基条件好好和上游水位位较高的情况况下，可以尽尽量提高底板板高程，或采采用泄流能力力高的实用堰堰。5.2.4过闸单宽流量量的确定决定单宽流量量大小的主要要因素是河床床抗冲能力。。·当选择较大的的单宽流量时时，可以减少少拦河闸的闸闸室数量和缩缩短泄水前缘缘总宽度，降降低闸室总造造价。·但是，较大的的单宽流量对对河床冲刷破破坏的能量增增大，容易发发生冲刷破坏坏，需要加强强消能防冲设设施和护底措措施，增大相相应造价。·河床抗冲能力力还与水流条条件有关。在在水深较大，，上下游水位位差较小，出出闸水流扩散散较平顺的情情况下，同样样的土基条件件可以承受较较大的单宽流流量冲刷。在我国一般采采用的单宽流流量为5～30m3/s，下表为江苏苏省对不同闸闸基土壤选用用单宽流量的的经验值。在在砂砾石地基基上可以取更更大的单宽流流量。不同土壤不冲冲单宽流量表表闸址土壤粉土、粉砂淤土细砂土粉质壤土粘土单宽流量(m3/s)5~1694~99~1212~245.2.5闸孔宽度的确确定一、闸孔总净净宽B0的确定（1）堰流时：当堰顶处于高高淹没度（hs/H0≥0.9)时，(2)孔流时：（5-1）（5-7）（5-9）二、闸室单孔宽度度b的确定我国大中型水水闸的单孔宽宽度一般采用用8～12m。三、闸室总长度度L的确定闸室总宽度L=nb+(n-1)d，其中，d为闸墩厚度闸室总宽度拟拟定后，尚需需要考虑闸墩墩等的影响，，进一步验算算水闸的过水水能力。从过水能力和和消能防冲两两方面考虑，，闸室总宽度度应与河道宽宽度相适应。。5.3水闸的消能防防冲设计一、水闸消能能防冲的特点点与高水头泄水水建筑物相比比较，水闸的的消能防冲具具有以下显著著的特点。（1）上游水头小由于水闸大部部分建在平原原，水闸的上上游水头较小小，下游水深深变化大，加加上河床土壤壤抗冲能力较较小，一般无无法采用挑流流式消能工。。只有下游河道道有足够的稳稳定水深，并并且河床条件件较好的个别别情况下，才才考虑采用面面流式消能方方式。因此，在水闸闸工程中，广广泛地采取底流式消消能方式。（2）上下游水位落落差小，水流流佛氏数低这种情况多发发生在大流量量泄流情况。。此时往往是是形成不完全全水跃，甚至至是波状水跃跃，消能极不不充分，加大大了下游防冲冲的护岸护底底工程。（3）大流量泄流不不一定是最危危险工况大流量泄流时时，上、下游游水位差很小小，消能防冲冲的任务更多多地在于防冲冲，顺利地完完成上、下游游水面线的衔衔接。小流量泄流时时，上下游水水位差相对较较大。不论是是部分开启闸闸孔还是闸门门控制开启泄泄流，由于总总下泄流量较较小，下游水水位较低。此此时，如果设设计不当，容容易因水深不不足而形成远驱水跃冲刷河床。因因此，泄水闸闸最危险工况况常发生在下下游无水的初初始开启。如如宽敞河道上上的多孔水闸闸中，如果全全开其中一孔孔，往往因下下游水深较浅浅，局部单宽宽流量大，水水流流速高，，能量集中，，从而产生不不利冲刷。（4）地基条件较差差土基抗冲能力力低，经过消消能工的余能能如处理不当当，仍然可能能冲刷河床。。根据上述分析析可知，水闸消能设计计的基本原则则是：促使水跃发发生在闸下一一定范围内，，最大限度地地通过表面水水滚消能，避避免造成下游游河床冲刷。。二、水闸消能防防冲布置水闸闸下消能能防冲典型布布置图多数水闸采用用底流消能方式。在底流流消能中，水水跃发生区域域的水流非常常紊乱，只有有将水跃限定定在指定位置置，对其底部部采取专门的的保护措施，，才能保护河河床不被冲刷刷。为达到上述目目的，主要采采用如下几种种措施：·护坦。保护水水跃范围内的的河床不受水水流冲刷。护护坦一般是钢钢筋混凝土结结构，要求具具有足够的抗抗冲、抗浮能能力。·消力池。创造造形成淹没水水跃的条件。。为了将水跃跃控制在一定定范围内，并并保证形成淹淹没水跃，需需要在下游形形成一定水深深，因此将护护坦高程下降降并低于下游游河床或用高高于下游河床床的尾坎使之之形成消力池池。消力池实实质上就是形形成水跃、消消刹能量的地地方。·护岸。在消力力池的两侧，，设置边墙，，以保护两岸岸。·海漫。消除消消力池水流的的余能。·防冲槽。进一一步消除水流流的余能，防防止河床被淘淘刷，进一步步保护水闸闸闸室的安全。。（一）消力池池消力池的结构构型式和尺寸寸应充分满足足底流水跃消消能的要求。。个别建在多泥泥沙河流上的的拦河闸，不不设消力池。。1．水跃共轭条件件（1）跃后共轭水深深h”与跃前收缩断断面水深hc之间的关系（2）收缩断面水深深hc的确定消力池内形成成水跃时，闸闸孔为自由出出流。闸孔自自由出流情况况下，跃前收收缩断面水深深hc决定于上游水水位Zu与消力池底板板之间的高程程差E0，可按下式计算算。（3）跃后共轭水深深h与下游水深的的关系当下游水深不不能满足共轭轭水深条件时时，将形成远远驱水跃或淹淹没水跃。此此时，应采用用合适的消力力池结构促使使水跃发生在在消力池内。。（5-15））2．消力池的结结构形式当下游水深在在任何一级流流量下都能等等于或大于产产生水跃的共共轭水深时，，不需要设置置专门的消力力池，消力池池的底板可以以做成与河底底平齐的平底底。但是，这这种情况在工工程中很少见见。多数情况下表表现为下游水水深小于共轭轭水深，或表表现为部分流流量条件下大大于共轭水深深、部分流量量条件下小于于共轭水深。。为了在各级级流量下均满满足水跃共轭轭条件，常采采用消力池来来适应这种水水位变化。·消力池的形成成大致有以下下几种：（1）挖深式，如如图(a)；（2）消力坎式，如如图(b)；（3）综合式，如图图(c)。消力池结构形形式消力池的底板板一般低于闸闸室底板，形形成下降式消消力池。在水闸底板与与消力池之间间，采用直线线型斜坡连接接段连接。斜斜坡坡度为一一般1:3～1:6。在一般的情况况下，闸下流流速较高者宜宜采用较平缓缓的连接坡度度。对于落差较大大、流速较高高的情况，连连接段可以考考虑采用曲线线，曲线形状状多为抛物线线。消力池最好是是采用矩形等等宽断面，其其宽度一般与与闸室总宽一一致。这种型型式的池内单单宽流量分布布均匀，水流流流态好，消消能效果好。。为了适应下下游河道地形形，也可以做做成扩散式，，减少单宽流流量。扩散段段一般与急流流斜坡段布置置在一起，扩扩散角不超过过7。此外，还有渐渐扩式消力池池，突扩式消消力池等形式式。3．消力池的深深度消力池的深度度应该使池内水深对对水跃产生一一定的淹没度度，以保证在下下游水位波动动或下泄流量量突变等情况况下，不致于于使水跃转变变为远驱冲刷刷下游河床。。淹没度为5～10%。消力池深度按按下式计算：：d=0h-t-Z式中：0——淹没系数，取取=1.05~1.10；t——下游水深；h——形成水跃的共共轭水深；Z——涌浪高度，消力池计算深深度d等于或小于零零时，表示无无需设置消力力池也能满足足共轭水深要要求。（5-16））（5-13））4．消力池的长长度消力池总长度度包括斜坡段段和护坦水平平段。Lsj=Ls+Lj式中Ls—斜坡段水平投投影长度；Lj——自由水跃长度度；—水跃长度校正正系数，=0.7～0.8。水平段是发生生水跃的地方方，由于池末末尾坎的壅水水作用，水跃跃长度一般可可以缩短到自自由水跃长度度Lj的0.7～0.8倍。也有一些文献献规定，护坦坦水平段的长长度等于一个个自由水跃的的长度。自由水跃长度度Lj=6.9(h-h)。（二）护坦-消力池底板1．护坦的作用用护坦位于消力力池底部，是是消力池的底底板，保护消力池部部位河床不受受冲刷。在消力池范围围内，水流流流态非常紊乱乱，底部流速速大，压力脉脉动和流速脉脉动大，需要要有相当坚固固的结构保护护河底。护坦坦就是保护河河床不受水流流冲刷，进而而保证闸室安安全的重要设设施，即使是是平底板消力力池也需要用用护坦护底。。2．护坦的材料料护坦一般为100#～150#混凝土。3．护坦的厚度度护坦板的厚度度，主要应考考虑两方面的的因素：抗冲和抗浮。抗冲：护坦在工作作时需要满足足在水流冲击击作用下不会会掀起和下移移。根据动量方程程，护坦板在在下泄水流的的冲击下，提提供的反力应应足以抵抗水水流的动量。。据此，护坦坦的抗冲厚度度为：抗浮：护坦在扬压压力和脉动压压力的合成作作用下不至于于浮起。作用用在护坦板上上的主要荷载载有：自重、、扬压力、水水重、脉动压压力等。因此此，护坦的抗抗浮厚度为：：式中：t——消力池底板始始端的厚度；；H——闸孔泄水时的的上下游水位位差；k1——消力池底板的的计算系数，，k1=0.15～0.20；k2——消力池底板的的安全系数，，k2=1.1～1.3。U——作用在消力池池底板底面的的扬压力（kPa）；W——作用在消力池池底板顶面的的水重（kPa）；Pm——作用在消力池池底板上的脉脉动压力（kPa）；b——消力池底板的的饱和容重（（kN/m3）。设计时，应取取上述两式中中较大值作为为护坦板厚度度。护坦的厚度一一般采取变厚厚度，即：上上游端的厚度度大于下游端端的厚度。（三）海漫1．海漫的作用用水流在护坦内内消刹了大部部分能量后进进入海漫。这这时水流仍然然保持着一定定的剩余能量量，特别是水水流的垂直流流速分布不均均，底部流速速仍然较大，，水流脉动也也很剧烈。海海漫的作用就就是要消除水水流的余能，，调整流速分分布，均匀地地扩散出池水水流，使之与与天然河道的的水流状态接接近，以保护护河床免受冲冲刷。2．海漫的结构构海漫的结构应应该具有一定定的柔性的，，能够适应地地基的不均匀匀沉陷；·海漫应该是透透水的，能够够顺利地排出出渗水，降低低扬压力；·海漫表面应做做成粗糙的，，以加大与水水流的摩擦，，有利于消除除余能和调整整流速分布；；·海漫漫一一般般做做成成等等于于或或缓缓于于1:10的斜斜坡坡；；·海漫漫下下面面应应设设垫垫层层。。3．海海漫漫的的长长度度式中中Lp———海漫漫长长度度（（m）；；qs———消力力池池末末端端单单宽宽流流量量（（m3/s）；；Ks———海漫漫长长度度计计算算系系数数，，可可参参考考下下表表。。Ks值表表河床土质粉砂、细砂中砂、粗砂、粉质壤土粉质粘土坚硬粘土Ks14~1312~1110~98~7Ks值表表4．海海漫漫的的构构造造海漫漫的的构构造造和和抗抗冲冲（（抗抗磨磨））能能力力应应与与其其上上通通过过的的水水流流流流速速相相适适应应。。常常用用的的构构造造形形式式有有：：（1）干干砌砌石石海海漫漫用直直径径大大于于30cm的块块石石砌砌筑筑，，厚厚度度为为0.3～0.7m。干砌砌石石的的块块体体直直径径越越大大，，砌砌筑筑得得越越紧紧密密，，干干砌砌石石海海漫漫的的抗抗冲冲流流速速越越高高。。砌砌石石下下通通常常铺铺设设碎碎石石垫垫层层。。为为了了增增加加抗抗冲冲能能力力，，每每隔隔6～10m修建建一一道道浆浆砌砌石石埂埂。。（2）浆浆砌砌石石海海漫漫用水水泥泥砂砂浆浆将将块块石石砌砌筑筑而而成成。。浆浆砌砌石石的的抗抗冲冲能能力力大大于于同同样样粒粒径径大大小小的的干干砌砌石石海海漫漫，，但但柔柔性性和和透透水水性性较较差差，，常常布布置置在在海海漫漫紧紧接接消消力力池池的的前前1/3处。。浆浆砌砌石石海海漫漫中中应应设设排排水水孔孔，，下下设设反反滤滤层层。。（3）抛抛石石海海漫漫用块块石石堆堆筑筑抛抛填填而而成成。。抛抛石石海海漫漫的的结结构构简简单单，，施施工工速速度度快快，，整整体体柔柔性性好好。。石石块块越越大大，，其其抗抗冲冲流流速速越越大大。。可可按按下下式式选选取取石石块块粒粒径径。。式中中：：d———抛石石粒粒径径，，m；v———水流流流流速速，，m/s。（4）混混凝凝土土海海漫漫在缺缺乏乏石石料料的的地地方方，，可可用用混混凝凝土土板板铺铺筑筑形形成成海海漫漫。。混混凝凝土土板板一一般般为为正正方方形形，，边边长长2-5m，厚0.1-0.2m。混凝凝土土板板下下设设反反滤滤层层或或碎碎石石粗粗砂砂垫垫层层。。混混凝凝土土海海漫漫的的抗抗冲冲流流速速可可达达6-8m/s。（5）其其他他构构造造此外外，，海海漫漫还还有有铁铁丝丝石石笼笼、、梢梢捆捆、、钢钢筋筋混混凝凝土土等等结结构构型型式式。。（6）组组合合式式海海漫漫在工工程程中中，，常常采采用用不不同同材材料料、、不不同同型型式式的的海海漫漫组组合合在在一一起起的的形形式式，，往往往往能能取取得得较较好好的的效效果果。。组组合合海海漫漫的的布布置置原原则则是是先先硬硬后后软软。。上上游游段段采采用用抗抗冲冲流流速速较较高高的的材材料料，，下下游游段段采采用用柔柔性性好好的的材材料料。。（四四））防防冲冲槽槽和和防防淘淘墙墙经过过海海漫漫的的水水流流基基本本上上已已接接近近于于河河道道流流速速正正常常分分布布，，但但是是仍仍然然有有可可能能冲冲刷刷河河床床。。要要想想完完全全消消除除河河床床冲冲刷刷，，必必须须设设置置相相当当长长的的海海漫漫长长度度，，这这样样非非常常不不经经济济。。为为了了保保护护河河床床可可能能发发生生的的不不利利冲冲刷刷，，常常常常在海海漫漫末末端端设设置置防防冲冲槽槽。防冲冲槽槽内内由由一一定定粒粒径径的的块块石石填填充充而而成成，，当当海海漫漫末末端端发发生生河河床床底底部部冲冲刷刷时时，，防防冲冲槽槽内内的的块块石石会会向向下下滚滚落落，，自自动动补补充充到到被被冲冲刷刷的的河河床床上上，，防防止止冲冲刷刷进进一一步步向向上上游游发发展展，，影影响响海海漫漫的的安安全全。。防冲冲槽槽的的尺尺寸寸应应根根据据可可能能冲冲刷刷深深度度确确定定，，槽槽内内石石块块体体积积应应略略多多于于继继续续冲冲刷刷后后形形成成护护坡坡的的石石头头方方量量。。在在我我国国，，防防冲冲槽槽多多采采用用宽宽浅浅式式，，顶顶宽宽10~17m，槽深深1.5~2.0m。在海海漫漫末末端端设设置置垂垂直直向向下下的的防防淘淘墙墙，，也也可可以以防防止止海海漫漫下下游游可可能能发发生生的的冲冲刷刷。。防防淘淘墙墙垂垂直直插插入入基基础础土土壤壤中中，，其其底底部部高高程程要要低低于于可可能能冲冲刷刷深深度度。。海漫漫末末端端的的河河床床冲冲刷刷深深度度可可按按下下式式计计算算。。式中中：：qm———海漫漫末末端端的的单单宽宽流流量量；；[v0]———河床床土土质质允允许许不不冲冲流流速速(m/s)；hm———海漫漫末末端端河河床床水水水水深深。。（五五））辅辅助助消消能能工工在消消力力池池中中，，可可以以加加设设辅辅助助消消能能工工，，其其作作用用是是促促成成水水跃跃，，提提高高消消能能效效果果，，减减小小消消力力池池的的长长度度和和深深度度，，降降低低尾尾坎坎高高度度。。最用用的的辅辅助助消消能能工工有有：：尾尾坎坎、、趾趾墩墩、、消消力力墩墩、、消消力力梁梁等等。。辅助助消消能能工工的的体体型型、、布布置置、、所所起起的的作作用用、、消消能能率率等等，，往往往往需需要要通通过过水水工工模模型型试试验验获获得得较较理理想想的的效效果果。。在实实际际工工程程中中，，需需要要何何种种辅辅助助消消能能工工，，应应针针对对工工程程存存在在的的问问题题设设置置。。1—趾墩墩；；2—消力墩；；3—尾坎（六）翼翼墙和护护坡下游翼墙墙的作用是是保护闸闸下两岸岸不受冲冲刷，并并帮助水水流均匀匀扩散。。翼墙的长长度一般般不小于于海漫的的长度。。在消力力池范围围内，翼翼墙（或或导墙））最好做做成铅直直的，在在池后缓缓流区再再用扭曲曲面或其其他方式式与下游游坡连接接。在闸室下下游一定定长度的的河岸边边坡要进进行保护护。护坡形式有：：浆砌石石、干砌砌石、混混凝土板板。护坡坡脚脚与海漫漫、防冲冲槽的连连接处要要有可靠靠连接，，如设置置防淘墙墙等。水闸上游游的水流流流速往往往较大大，也应应该进行行护底和和护坡。。5.4水闸的防防渗排水水设计一、水闸闸的地下下轮廓布布置（一）水水闸地下下轮廓线线的几种种情况水闸地下下轮廊线线，是指指闸基渗渗流场的的第一根根流线。。水闸闸下下防渗一一般包括括上游铺铺盖、板板桩、闸闸底板和和不透水水护坦板板等设施施。因此此，水闸闸地下轮轮廓线一一般为：：从防渗渗铺盖前前端开始始，沿铺铺盖、板板桩、底底板及护护坦，到到下游排排水的前前端为止止。地下轮廓廓线的布布置原则则是“上上堵下排排”。“上堵”主要指指：在闸闸基靠近近上游侧侧以防渗渗为主，，采取水水平或垂垂直降渗渗措施，，阻截渗渗水，消消耗水头头。“下排”主要指指：在防防渗体的的下游侧侧以排水水为主，，尽快排排除渗水水，降低低渗压。。不同防渗渗排水布布置对闸闸底渗压压的影响响。（1）上游采采用防渗渗铺盖和和板桩、、闸底板板及护坦坦底部无无排水、、海漫底底部设排排水的情情况（图图a）1—铺盖；2—板桩；3—护坦；4—海漫；5—排水及反反滤层如图（a），由于底板板及护坦坦底部均均未设排排水，虽虽然采取取了铺盖盖、板桩桩等防渗渗措施，，但作用用在底板板及护坦坦上的渗渗透压力力仍然较较大。（2）上游采采用防渗渗铺盖和和板桩，，闸下排排水向上上游延伸伸至护坦坦底部的的情况（（图b）1—铺盖；2—板桩；3—护坦；4—海漫；5—排水及反反滤层如图（b），上游采用用防渗铺铺盖和板板桩，闸闸下排水水向上游游延伸到到护坦板板的底下下。与图图（a）相比，护护坦底部部没有渗渗透压力力，因此此闸底渗渗压也明明显减小小。（3）上游采采用防渗渗铺盖和和板桩，，闸下排排水向上上游延伸伸至闸底底后半部部的情况况（图c）如图（c），上游采用用防渗铺铺盖和板板桩，闸闸下排水水进一步步前伸到到闸底的的后半部部。与图图（b）相比，闸闸底板承承受的渗渗压更小小。1—铺盖；2—板桩；3—护坦；4—海漫；5—排水及反反滤层（4）上游采采用防渗渗铺盖，，在铺盖盖上游端端设板桩桩，闸下下排水向向上游延延伸至铺铺盖下游游端的情情况（图图d）1—铺盖；2—板桩；3—护坦；4—海漫；5—排水及反反滤层如图（d），闸底板完完全没有有渗压。。（二）不不同地基基条件下下，水闸闸地下轮轮廓线的布布置1．粘性土地地基特点：粘粘性土地地基自身身的渗透透系数小小，而其其摩擦系系数则较较小。在在进行地地下轮廓廓布置时时，应该该以降低低闸底渗渗压、提提高闸室室稳定性性为主。。措施：（a）尽可能将排排水向上游游延伸，减减小闸底板板渗透压力力。如：将将闸下排水水的上游端端延伸到闸闸底板，甚甚至延伸到到整个底板板（如图d）。（b）闸室上游以以防冲为主主，如：采采用混凝土土铺盖。（c）尽量不设置置板桩。粘粘性地基在在固结后，，土体结构构致密。如如果设置板板桩，则可可能破坏粘粘性土的天天然结构，，在板桩与与地基间形形成集中渗渗流通道，，反而不利利于防渗。。2．砂性土地基基特点：砂性土闸闸基的特点点是摩擦系系数较大，，有利于闸闸室抗滑稳稳定。但是是，砂性土土抵抗渗透透变形的能能力较差，，渗透系数数也较大，，故防渗设设计时应以以防止渗透透变形和减减少渗漏为为主。措施：（a）当砂土层很很厚，且为为粗砂或砾砾石时一般采用铺铺盖与闸底底板上游端端板桩或垂垂直防渗墙墙相结合的方方式来增加加渗径、减减小渗透坡坡降。板桩桩达不到不透水层层时，称为为悬挂式板板桩。排水一般设设在护坦底底部即可（（如图b），不必再向上游延伸。。（b）当砂土层很很厚，且为为细砂时除采用上述述措施外，，还可以在在铺盖的上上游端加设设短板桩，以以增加渗径径，减小渗渗透坡降。。（c）当砂土层较较薄，且不不透水层埋埋深不大时时当砂层较薄薄、不透水水层埋深不不大于水头头的（1~1.5）倍时，最最好是采用用齿墙或板板桩切断砂砂层（图c），彻底切断闸闸下渗流通通道。这时时，在护坦坦底部仍需需设置排水水。这样，，渗压、渗渗透变形、、漏水等问问题都可以以得到较好好解决。（d）当地基为粉粉细砂时粉砂地基容容易在动荷荷载作用下下发生液化化，应尽量量将闸基四四周用板桩桩封闭起来来。这时，由于于下游侧增增设了板桩桩，底板下下渗透压力力有所增加加，应在上上游侧适当当加强防渗渗，以提高高闸室的稳稳定性（e）当地基为双双层或多层层地基时对于上层为为弱透水而而下层为强强透水的双双层或多层层地基，除除根据上层层地基情况况采取防渗渗措施外，，还是考虑虑承压水作作用，验算算上部覆盖盖层的抗渗渗、抗浮稳稳定性。必要时可在在消力池设设深入强透透水层的排排水减压井井。（三）闸基防防渗长度的的确定铺盖、板桩桩和闸底板板等不透水水部分与地地基的接触触线是闸基基渗流的第第一条流线线，称为地地下轮廓线线。其长度度即为闸基基的防渗长长度。应满满足：L=CH，式中：C-渗径系数，，见表5-3；H-上下游水位位差。二、防渗排排水设施（一）水平平防渗-铺盖。铺盖材料有有粘土、混混凝土板、、钢筋混凝凝土板、土土工膜等。。1．粘土铺盖盖粘土铺盖应应不透水，，一般要求求粘土的渗渗透系数比比地基土壤壤的渗透系系数小100倍以上，常常为k=10-5~10-7cm/s。粘土铺盖在在与水闸底底板上游面面接触处紧紧密贴紧，，不透水。。粘土铺盖厚度应应满足铺盖土体本本身的允许许坡降。一一般自上游游向闸底板板逐渐加厚厚。上游端端的最小厚厚度由施工工条件决定定，一般为为0.5~0.75m。底板处的厚厚度由粘土土的渗透坡坡降决定，，一般为上上下游最大大水头的1/4。·粘土或壤土土铺盖的表表面应该设设保护层，，防止水流流冲刷或其其它破坏。。2．混凝土板铺铺盖混凝土或钢钢筋混凝土土铺盖的最最小厚度不不小于0.4m；顺水流方向向每隔8~20m设一道永久久缝，以适适应温变化化度和不均均匀沉陷。。缝宽一般般2~3cm。在混凝土板板铺盖与闸闸室底板连连接处应设设置止水。。止水片的的材料为紫紫铜片、塑塑料片。3．防渗土工膜膜铺盖防渗土工膜膜的厚度根根据作用水水头、膜下下土体可能能产生裂隙隙宽度、膜膜的应变和和强度等因因素确定，，一般不小小于0.5mm。土工膜上部部铺设保护护层，下部部设垫层，，防止树枝枝、石子等等硬物刺破破。4．铺盖的长长度·铺盖的长度度根据闸基基防渗需要要确定，一一般采用上上下游最大大水位差的的3~5倍。·过度向上游游延伸铺盖盖长度对降降低闸基渗渗透坡降、、减少扬压压力作用不不大，工程程量却增加加不小。因因此，当铺铺度长度不不能满足防防渗要求时时，可采用用垂直铺盖盖、改变排排水布置等等措施解决决问题。（二）垂直直防渗垂直防渗设设施有钢板板桩、钢筋筋混凝土板板桩、木板板桩、混凝凝土防渗墙墙、高压旋旋喷灌浆帷帷幕等。木材来源困困难，木板板桩易劈裂裂，施工质质量难以保保证。目前前，除少数数小型临时时性工程外外，木板桩桩已很少使使用。钢板桩强度度大，容易易打入地基基，用锁扣扣连接后漏漏水少。钢钢板桩成本本较高，在在中小型工工程中目前前很少用，，但在一些些大型工程程中使用时时，能够加加快施工速速度。钢筋混凝土土板桩下端端为楔形，，以便于打打入地下。。板桩两侧侧采用梯形形榫槽，用用锁扣装置置连接，可可减少板桩桩成形后的的桩间漏水水。板桩用用强夯逐渐渐打击进入入预定位置置。钢筋混混凝土板桩桩的最小厚厚度不小于于0.2m，宽度不小于于0.4m。（三）排水水措施1．排水层闸下排水层层一般采用用透水性很很好的卵石石、砾石、、碎石等材材料平铺在在设计位置置，以便顺顺利地排除除渗水。排水石料的的粒径一般般为1~2cm，在下部与地地基面之间间应设置反反滤层。闸下排水向向上游延伸伸的位置由由地下轮廓廓布置确定定，在粘性性土地基上上可以一直直延伸到闸闸底板下面面。2．排水孔在护坦底部部设有排水水层时，常常在护坦的的后半部设设排水孔。。排水孔呈呈矩形或梅梅花形，孔孔径5~8cm，孔距1.0~1.5m。三、闸基渗渗流计算水闸渗流计算的的目的：计算闸下下渗透场的的各渗透要要素，如渗渗透压力分分布、渗流流出逸处的的渗透坡降降等。闸基渗流计计算的方法法主要有：流体力学学的理论解解法、水力力学法和试试验法。（1）流体力学学的理论解解法由流体力学学知，在各各向同性地地基中，闸闸基渗流满满足下式的的拉普拉斯斯方程：式中H——渗流场内的的水头函数数。解析解：拉普拉斯斯方程在理理论上存在在解析解。。但是，只只有在边界界条件十分分简单的情情况下才能能求得其解解析解。对对于实际工工程中的复复杂边界是是很难得到到直接求解解公式的。。尽管如此此，流体力力学的理论论解是其它它各种解法法的基础。。有限元法：近年来得得到广泛应应用的有限限元法，是是流体力学学的数值解解法之一。。流网法：流网法是是流体力学学法的一种种图解法。。流网由流流线和等势势线组成，，相互正交交。用流网网法可以适适用于各种种情况，是是工程中解解决渗透问问题的简单单而有效的的方法。（2）试验法试验法是一一种比较精精确的解法法，能够解解决较复杂杂的边界条条件和三维维渗流问题题。试验法法需要一定定的设备条条件，且试试验周期较较长，一般般用于解决决重大工程程或复杂工工程。（3）水力学法法水力学法方方法是一种种简单而有有效的渗流流计算方法法，目前得得到广泛应应用。水力学法主主要有：阻力系数法法和直线比例法法，是本章重重点介绍的的内容。闸基渗流计计算方法之之一—直线比例法法1．勃莱法直线比例法法由勃莱在在1910年提出，该该方法基于于以下假定定：假定渗渗透水压力力沿地下轮廊廊线的水头头损失是均均匀的。勃莱法计算算示意图如图所示：：渗径长度度L为地下轮廊廊线的长度度，上下游游水头差为为△H，根据直线比比例法，地地下轮廓线线上的平均均渗透坡降降为：在直线段上上，距下游游逸出点的的渗径距离离为x处的渗压水水头为：2．莱因法（（改进的直直线比例法法）直线比例法法没有考虑虑不同渗流流段的渗透透特性。莱莱因在1934年根据实际际资料分析析认为：单位长度渗渗径上，水水平渗径上上消耗的水水头是垂直直渗径的1/3。基于此，，提出了改改进的直线线比例法。。莱因法计算算示意图如图：将渗渗径全部折折算成垂直直渗径，则则：折算后的渗渗径长度L为：L=L1+L2/3，其中L1为垂直渗径径长度，L2为水平渗径径长度。当渗流段为为倾斜段时时，大于45的按垂直渗渗径考虑，，否则按水水平渗径考考虑。3．安全渗径径系数勃莱和莱因因先后担出出安全渗径径系数C和加权安全全渗径系数数C的概念。要保证闸基基不发生渗渗透变形，，必须使地地下轮廓线线的渗径长长度L>CH或L>CH。不同的地基基土质条件件，其C和C不一样。直线法计算算方便，可可应用于工工程规划和和可行性研研究阶段初初拟闸基防防渗长度。。闸基渗流计计算方法之之二—改进的阻力力系数法改进的阻力力系数法计计算简图改进阻力系系数法计算算精度较高高，是《水闸设计规规范》推荐采用的的计算方法法。1．基本原理理将地下渗流流通道沿程程分作若干典典型渗流段段，根据渗流流的连续性性条件，首首先计算出出总的水头头损失，然然后计算各各段的渗透透水头损失失和其它渗渗透要素。。根据达西定定律，某一一渗流段的的单宽流量量式中k——渗流场土料料的渗透系系数；Ji——该渗流段的的渗透坡降降；T——地基透水层层的厚度；；hi——渗流段的水水头差；li——渗流段长度度。从上式可以以看到，i=是一个只与与渗流段的的几何形状状有关的函函数，称为为计算渗流流段的阻力力系数。在在该渗流段段上，渗透透水头损失失hi=i。闸基渗透水水头损失之之和等于上上下游水位位差，即根据上式，，只要知道道了各渗流流段的阻力力系数i和上、下游游水头差H，则很容易计计算各段的的水头损失失。2．计算步骤骤阻力系数法法计算闸下下渗流的具具体计算步步骤如下：：①计计算闸基的的有效深度度Te和计算深度度T；②将地下渗流流场分成n个渗流段。。③计计算各渗流流段的阻力力系数i。④计算闸下渗渗流的总阻阻力系数。。⑤计计算各分段段水头损失失