农田水利工程中自动旋转分水闸设计研究

欧阳常辉

[摘 要] 水利建设对于农业生产具有十分重要的现实意义，因此需要充分重视农田水利建设。抗旱渠道是水利建设的重要组成部分，在其与支渠的连接处或跌水位置通常设置有分水闸门，能对灌溉水位进行科学合理的调节。但是，当前在渠道分水闸安装过程中需要配备相应的门槽，这就增加了其安装难度，限制了其在更大范围进行推广应用。本文对当前启闭式分水闸存在的缺陷进行全面的分析，在此基础上进行具有针对性的创新设计，提高分水闸的灵活性，为农田高效灌溉提供可靠保障。

[关键词] 抗早渠;分水闸;自动旋转

[中图分类号] TV66 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）19-121-2

农业对于国民经济的发展具有十分重要的作用，因此需要高度重视农业发展，为社会经济可持续发展奠定坚实的基础。在农作物生长过程中，水分发挥着至关重要的作用，这就需要为农作物的整个生长过程提供充足的水分，因此要充分重视农田水利建设工作。防渗渠道为水分的流动提供了必要的通道，能将水分引流至农作物生长区，确保农作物能汲取充足的水分。在实际的引流过程中，防渗渠道与支渠并不是一体建设的，而是分别建设再连接在一起的。在两者的连接位置或渠道跌水位置通常设置有相应的分水闸门，不仅能起到一定的连接作用，而且能结合农作物的生长发育需求对灌溉水位进行科学合理的调节，提高水分利用率，避免造成水分过度浪费[1]。

在当前渠道上丝杆启闭式分水闸的安装过程中，需要在相应的位置现场浇筑门槽，这就在一定程度上增加了其施工安装难度，尤其是在施工安装环境较差的农田，其整个安装工作费时费力，并且安装质量难以得到可靠保障[2]。因此，其对安装环境要求相对较高，灵活性较差，无法在更大的范围内进行推广应用，在一定程度上阻碍了农田水利建设水平的不断提高。此外，渠道分水闸的运行轨迹多为直提直放，难以对水流大小进行有效的调节，为了尽可能满足农作物的生长需求，往往采用大水量对农田进行淹没式灌溉，这就会造成水源的严重浪费，不利于农业生产可持续进行[3]。

1 自动旋转分水闸设计

本文所设计的自动旋转分水闸如图1和图2所示，其主要由闸门槽、顶梁、闸板3个部分构成[4]，每个部分分别发挥相应的作用，共同对水流实现旋转分水的效果。在设计过程中，为了确保闸板始终位于闸门槽内进行转动，需要对其采取有针对性的限位措施，通过在闸门槽的左、右内边上分别设置用于限位的止檐，进而能对闸板的位移进行有效的限制，将其限制在门槽范围。并且其底部和顶梁的中心偏心位置处分别设置相应的轴孔，在闸板旋转过程中提供必要的支撑，为闸板的灵活转动提供可靠保障。在闸板的顶端和底端设置有延伸进上述轴孔的转轴，能带动闸板进行旋转运动。并且为了对闸板进行良好的固定，在转轴的两端分别设置定位保护胶套，其能对闸板起到良好的定固保护作用，避免其在转动过程中左右偏心摆动。为了对闸板的外周进行有效的定形和保护，避免其受到外力作用而受损，设置相应的镀锌扁铁边框，进而能在一定程度上提高闸板边角的强度，在外力的撞击作用下仍能保持原来的混凝土闸门形状而不至于发生形变，影响闸板的灵活转动。同时，根据水流的运动方向，在闸板上流面偏长端的适宜位置设置用于调控水流速度的链条，在顶梁上流面偏短端的适宜位置设置定控挂钩，在工作过程中能根据实际的操作需求，利用定控挂钩与调控链条的连接，对闸板有效控制开启角度，提高对水流的控制能力;当调控链条处于完全伸开状态时，渠内水流运动产生的水力能使闸门自动关闭[5]。

如图1所示，U型渠自动旋转分水闸包括U形闸门槽1、顶梁A2和U形闸板3，U形闸门槽1左、右内边上分别

设一道闸门槽止檐A7，U形闸门槽1的底部中心与顶梁的中心适当偏心位置各设一个轴孔A4，U形闸板3的顶端和底端中心适当偏心位置分别设有延伸进轴孔A4的转轴，转轴上套有定位胶套;U形闸板3的外周固定设有镀锌扁铁边框，U形闸板3按水流方向的上流面偏长端的适当位置设有调控链条A5，按水流方向的上流面顶梁偏短端适当位置设置定控挂钩A6，调控链条A5的自由端可拆卸地与定控挂钩A6自由连接。

如图2所示，T型渠自动旋转分水闸包括等腰梯形闸门槽8、顶梁B9和等腰梯形闸板10。等腰梯形闸门槽8左、右内边及槽底前、后边分别设一道闸门槽止檐B14，等腰梯形闸门槽8的底部中心与顶梁的中心适当偏心位置各设一个轴孔B11，等腰梯形闸板10的顶端和底端中心适当偏心位置分别设有延伸进轴孔B11的转轴，转轴上、下分别套有定位胶套;等腰梯形闸板10的外周固定设有镀锌扁铁边框，等腰梯形闸板10按水流方向的上流面偏长端的适当位置设有调控链条B12，按水流方向的上流面顶梁上偏短端的适当位置设置定控挂钩B13，调控链条B12的自由端可拆卸地与定控挂钩B13自由连接。

2 自动旋转分水闸工作原理和优势分析

自动旋转分水闸在实际工作过程中，主要是借助渠道内水流运动过程中形成的水力推动闸门转动实现闸门的自动关闭，只有水流所形成的水力满足闸门关闭要求时才能将闸门自动关闭，否则闸门一直处于开启状态[6]。闸门关闭后，通过调控链条实现开启，调控链条配合定控挂钩能自由控制闸门开启角度来控制水流大小，进而能为农作物的生长发育提供充足的水分供应。同时，能对灌溉用水进行充分的利用，提高水资源利用率，避免造成水资源浪费。由于旋转分水闸的工作环境非常恶劣，长期受到环境中各种不利因素的影响，这就会对其整体的工作性能造成不利影响，为了确保其能始终处于良好的工作状态，就要提高其抵抗外界不利因素的能力。在制作时，顶梁和闸槽采用C30钢筋混凝土配定型模制作，闸板采用镀锌扁铁筐边结构筋用电焊定位加固加C30混凝土制作，其尺寸规格可根据渠道规格进行定制。制作组装完成后，需对其整体制作和组装质量进行系统全面的检查和调验，确保其满足正常工作的需求。顶梁可兼作人行桥。自动旋转分水闸与丝杆型启闭分闸相比造价更实惠、整体组装更简便、闸门启闭更灵活轻松，维护简单，而且产品更经久耐用、适用性更强[7]。

3 结语

随着农业生产水平的不断提高，对于农田水利建设质量的要求随之提高。为了进一步满足农业发展要求，要不断提高农田水利的建设质量。防渗渠道作为农田水利建设的重要组成部分，为了进一步提高其建造质量，针对当前防渗渠道分水闸在安装过程中存在的问题，并结合分水闸工作过程中的实际需求，设计了U型和T型2种不同结构的自动旋转分水闸，能在一定程度上减少人员对闸门启闭时的劳动强度，节省启闭时间，提高水资源利用率，为农作物的充分灌溉提供可靠保障，促进农业生产水平不断提高。

参考文献

[1]刘伟峰，张瑞.农田水利工程中水闸设计的探索[J].科技创新导报，2012（2）：91-92.

[2]徐成刚.农田水利工程中水闸设计探析[J].现代农业科技，2015（2）：115-121.

[3]刘卫忠.农田水利工程中水閘设计的策略探讨[J].陕西水利，2016（5）：159-160.

[4]唐宁霞，陶义.市政工程给排水管线施工工艺分析[J].科技资讯，2013（27）：246.

[5]宋建波.农田水利工程水闸设计模块的优化[J].中国科技信息，2013（7）：34-35.

[6]吴春荣.基于农田水利工程的水闸设计研究[J].建材与装饰，2016（5）：67-68.

[7]窦艳飞.探究农田水利工程中水闸设计[J].四川水泥，2017（14）：87-88.