摘 要：水利設(shè)施自古以來就是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是解決我國(guó)民生問題的關(guān)鍵。古有大禹治水，精衛(wèi)填海等神話故事來整治長(zhǎng)江黃河等重要水域，治理水災(zāi)，造福百姓的生活并且維護(hù)社會(huì)的長(zhǎng)治久安。改革開封以來，黨中央和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，更是把三農(nóng)問題放到重要地位農(nóng)村、農(nóng)民、農(nóng)業(yè)問題關(guān)乎國(guó)家的長(zhǎng)治久安，關(guān)乎國(guó)家的興旺和發(fā)達(dá)。眾所周知，大壩在治理河流中發(fā)揮重要作用，尤其是后浮箱自動(dòng)控制匣門技術(shù)更是在水利設(shè)施中具有普遍認(rèn)可的調(diào)節(jié)作用，是現(xiàn)代水利工程不可或缺的一部分。本文把實(shí)際工作和知識(shí)理論結(jié)合起來，重點(diǎn)突出了匣門的原理，特點(diǎn)，組成結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的說明和介紹。

關(guān)鍵詞：水利；設(shè)施；匣門技術(shù)

1 基本概念

水資源作為我們生存環(huán)境的一個(gè)重要因素，是人類的共同財(cái)富，需要適用可持續(xù)法則。必須以可持續(xù)發(fā)展理論作為指導(dǎo)，正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，以及當(dāng)代和后代的關(guān)系，使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境能夠共同協(xié)調(diào)地發(fā)展，在滿足當(dāng)代人需要的同時(shí)又不對(duì)后代人滿足需要的能力構(gòu)成危害，實(shí)現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備、系統(tǒng)或生產(chǎn)管理過程在無人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動(dòng)檢測(cè)、信息處理、分析判斷、操縱控制，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的過程。

自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此，自動(dòng)化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。自動(dòng)控制匣門是水利設(shè)施引用現(xiàn)代技術(shù)的一個(gè)重大標(biāo)志，是我國(guó)水利工程邁向現(xiàn)代化、科技化的一大進(jìn)步。后浮箱自動(dòng)糊匣門是水利設(shè)施的一大代表性標(biāo)志，它是一個(gè)自動(dòng)化匣門，通過利用水利和重力的影響來自動(dòng)控制浮箱匣門，在河流的枯水期和豐水期采取不同的措施，避免洪水帶來的經(jīng)濟(jì)損失，保證人們的正常生活和工作。下游的自動(dòng)匣門的特點(diǎn)是：首先設(shè)定一條固定的水位線，把它看作是匣門的標(biāo)準(zhǔn)線；當(dāng)河流下游過的水位量過低時(shí)，匣門會(huì)落下，以期存水；當(dāng)河流的下游水庫(kù)的儲(chǔ)水量充足時(shí)，匣門在水壓的作用下，會(huì)自動(dòng)開閘放水釋放過多的水量；所以，無論河流上游的水量如何變化，河流下游都會(huì)因?yàn)橄掠稳藗兊男枨蠖詣?dòng)的放水，這樣的閘門有利于輸送水量和農(nóng)業(yè)灌溉，可以充分利用河水，合理灌溉，保證農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)。讓莊稼順應(yīng)自然條件，合理生長(zhǎng)，保證人們的生活和整個(gè)社會(huì)的正常運(yùn)作。

建國(guó)以來，我國(guó)堅(jiān)持獨(dú)立自主的方針政策，立足于基本國(guó)情，著力改善民生。提高農(nóng)民生活水平，改善農(nóng)民生活質(zhì)量，讓農(nóng)民手里有更多的財(cái)富。改革開放以來，我國(guó)與許多國(guó)家建立的友好和諧的關(guān)系，獨(dú)立或者共同協(xié)作的設(shè)計(jì)建造了眾多的水渠大壩，解決了技術(shù)問題，使得我國(guó)在水利設(shè)施的技術(shù)問題上邁出了有意義的一步，我國(guó)在突尼斯援助了一個(gè)水渠工程，該項(xiàng)目在水渠的下游領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化并且在該下游使用后浮箱的構(gòu)造設(shè)計(jì)，使得該技術(shù)領(lǐng)先我國(guó)的水渠涉及技術(shù)，成功實(shí)踐了我國(guó)的水利設(shè)施的高新技術(shù)。該水渠的設(shè)計(jì)方案是在沒有國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)參照并且缺乏資料的情況下自主研發(fā)進(jìn)行的，專家和工作人員經(jīng)過多次的模型模擬實(shí)驗(yàn)，掌握基本的設(shè)計(jì)原理和技術(shù)數(shù)據(jù)，又根據(jù)現(xiàn)實(shí)的情況，大量收集數(shù)據(jù)和材料進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)和創(chuàng)造，工程建造竣工后，經(jīng)過多次調(diào)試和改進(jìn)，使得河流下游的水位保持平穩(wěn)，長(zhǎng)年有豐足的水量來灌溉農(nóng)田，并且該工程項(xiàng)目使用常水位水力自動(dòng)控制閘門技術(shù)，設(shè)備靈敏，運(yùn)行方便，便于維修最終達(dá)到了合理利用水資源的結(jié)果，也使得我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域有了更充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，便于以后的水渠閘門自動(dòng)化設(shè)計(jì)的推廣應(yīng)用。

2 自動(dòng)化閘門的工作原理一般來說，自動(dòng)控制閘門是一種大壩水渠常用的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，閘門是由杠桿、面板、壓力水箱、旋轉(zhuǎn)軸和浮箱等其它小部件組成。具體來說，閘門的設(shè)計(jì)充分運(yùn)用了物理課本中常見的壓力和壓強(qiáng)、物體繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)等常見的物理原理來進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)；第一，專業(yè)人員把整個(gè)面板和浮箱的前后面做成圓弧形，使得二者的圓心都和旋轉(zhuǎn)軸的軸心相重合。而且整個(gè)浮箱底部的切線也要求與軸心相一致，與正常的水位線不能發(fā)生沖突，必須保證設(shè)計(jì)符合原理和實(shí)際情況?；镜臄?shù)據(jù)設(shè)計(jì)使得軸心成為整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因此，軸心的位置至關(guān)重要，軸心要位于上流水位和下流水位之間，并且盡量靠近下流水位，這樣一來水庫(kù)的儲(chǔ)水的作用才能發(fā)揮出來。

第二，面板和整個(gè)浮箱的工作原理和設(shè)計(jì)方案（我們之前已經(jīng)知道，軸心是關(guān)鍵，但是其它部件也很重要；閘門的穩(wěn)定和平衡要依靠一種力量和技術(shù)——關(guān)門力矩。關(guān)門力矩是一個(gè)連接工具，這種力矩的實(shí)施要閘門重量、整個(gè)閘門的重心、旋轉(zhuǎn)軸的重心、浮箱和水量這一系列的部件整體的平衡才能發(fā)揮作用。當(dāng)水位比較低時(shí)，可以進(jìn)行調(diào)整，使得閘門重量和重心位置符合實(shí)際，加大壓力，使得水庫(kù)進(jìn)入儲(chǔ)水期；當(dāng)下游水位超過規(guī)定的限度時(shí)，閘門轉(zhuǎn)動(dòng)開度減小，至水位回落到轉(zhuǎn)軸中心相同時(shí)，閘門停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，能經(jīng)常保持下游為常水位。

3 閘門的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 閘門是弧形形狀的建造。它的左右支鉸軸由一個(gè)空心圓筒聯(lián)接起來，兩個(gè)上支臂支撐固定在空心圓筒上，支鉸軸與弧形面板有相同的圓心，浮箱則固定在空心圓筒。

3.2 為防止過水時(shí)水流沖擊浮箱下部，在浮箱的下部裝設(shè)一個(gè)護(hù)套，讓水只從箱套下游下部的孔隙中緩緩進(jìn)入，以保持較平穩(wěn)的運(yùn)行。

3.3 后浮箱水力自動(dòng)閘門可以是露頂式或者是潛沒式，樣式的設(shè)計(jì)和選擇既要根據(jù)下流水量的實(shí)際情況進(jìn)行選擇又要充分考慮上游河道位置帶來的影響。

3.4 為保證啟閉靈活，門葉的兩側(cè)及頂部不與閘室兩側(cè)的閘墩以及胸墻接觸，其間留一些小的縫隙，同時(shí)門葉面板為上部大底部小的梯形弧面，以確保在啟閉過程中不與兩側(cè)閘墩觸碰摩擦。在支鉸軸上裝有滾動(dòng)軸承，使閘門開啟轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸的摩阻力減小到最低限度。

3.5 由于渠道內(nèi)是經(jīng)常有水的，所以閘門一般也均為開啟狀態(tài)，只是開啟程度不同。當(dāng)下游渠道需要檢修而要求無水時(shí)，將后浮箱閘門上游的平板檢修閘門關(guān)閉，使其不漏水，即可完全斷流。

3.6 閘門（包括浮箱）的整體重心應(yīng)使其位于支鉸軸心的上部并且偏下游側(cè)，以使閘門自重為一個(gè)開度力矩，而下游浮箱（后浮箱）的浮力為一個(gè)關(guān)門力矩。調(diào)整閘門重心位置，可采用在浮箱內(nèi)的適當(dāng)位置加設(shè)鑄鐵配重塊來實(shí)現(xiàn)。配重塊是可以移動(dòng)的，因此可以調(diào)整制造中產(chǎn)生的誤差。

4 閘門的選型

下游常水位后浮箱水利自動(dòng)控制閘門（簡(jiǎn)稱后浮箱式閘門）的不同門型由整個(gè)浮箱的半徑和孔口的面積來決定。按照作用水流的大小，閘門分為高水頭和低水頭，雖然有相同的浮箱半徑和孔口高度，但是低水頭型門的孔口寬度比高水頭的空口寬度大。這樣一來，低的減少水的損失，可以提高水資源的利用效率，為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

5 結(jié)尾

通常條件下，河流的下游氣候適宜，自然條件優(yōu)越，比較適合人們生存和居住。所以，下游大壩水渠的設(shè)計(jì)和建造需要不斷地改進(jìn)，后浮箱水力自動(dòng)控制閘門是一種很好的選擇。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于改進(jìn)，設(shè)計(jì)靈活多變，合乎實(shí)際情況，運(yùn)行安全而且建造投入的費(fèi)用較少。它可以自動(dòng)控制水位和輸水的管道，改變輸水的線路。我國(guó)的后浮箱自動(dòng)閘門設(shè)計(jì)原理，已在突尼斯共和國(guó)的水渠工程中成功應(yīng)用和實(shí)踐。因此，應(yīng)該把繼續(xù)把這一原理應(yīng)用于更多的水利工程中去。依靠水力自動(dòng)工作，節(jié)約水資源和實(shí)行工作自動(dòng)化，從而為水利工程做出貢獻(xiàn)。