水力自动闸门按闸门的形式可分为翻板闸门、弧形闸门、鼓形闸门、扇形闸门及舌瓣闸门等。各闸门利用力矩平衡或以控制浮室水位操作杠杆的方式进行启闭,以实现水流的自动调节和运行。借助水力自动操纵门叶而控制水道孔口启闭,以实现水流的自动调节和运行。
水力自动翻板闸门是一种借助水压力和重力的作用,随着水位的变化,为保持水压力与重力的平衡而自动启闭的闸门,该闸门主要利用力矩平衡原理使闸门绕水平轴转动,随着上游水位的变化自动启闭的一种自动化闸门。该类闸门主要用于拦河闸上,在正常蓄水位时,闸门关闭蓄水,以满足灌溉、发电和航运的需要。它具有运行稳定,管理方便等优点。水力自动翻板闸门在国内外已经有较长的应用历史。在我国,从20世纪50年代以来,交通航运和水利部门对水力自动平面旋转闸门进行了广泛的试验研究和工程实践,使翻板闸门在防洪、发电、航运等工程中得到广泛应用。到20世纪60年代中期,翻板闸门门型的门体结构、材料应用及闸门的工作原理等方面有所突破。20世纪70年代初期,我国陆续涌现了一批在结构型式和调节性能以及运行方式上都有较大发展的新型的水力自动翻板闸门。到了20世纪80年代,连杆滚轮式水力自动翻板闸门的出现使翻板闸门的结构型式和调节性能更加完善。随着许多学者的深入研究,使这类闸门突破了绕固定支点旋转的常规做法,使闸门沿多个支点或曲线形轨道旋转移动,改善了该类闸门的功能。
弧形闸门因其启门力小,没有门槽,过流流态好,操作运行方便等优点,在国内外得到了广泛应用,是水工建筑物中应用最为广泛的门型之一。弧形闸门早起的应用是1860年尼罗河三角洲Rosetla坝和Damietta坝。1894~1895年,德国第一次在柏林附近安装并使用弧形闸门。
国内外水力自动闸门型式众多,但多数均是设计在清水中运行,而多泥沙河流上,从引水枢纽引出的水,通常需要经沉砂池进行沉沙,当沉砂池淤积到一定程度后,开启闸门冲沙。为此,法国兴建了一种水力自动冲沙闸门。该闸门主要由检波系统、放大系统、排沙系统三部分组成。但该类闸门的结构及应用条件比较复杂,且取水流量也只能控制在0.3~6.4立方米每秒,因此,只是在法国修建了十几座,并未得到广泛的应用。
水力自动滚筒闸门是一种放置在溢流坝顶,可调节水流运行的新型的水力自动闸门。该闸门的工作特点是根据上游来水量和水位变化情况,利用水压力产生的推动力矩与闸门自重以及闸门配重产生的回复力矩进行自动启闭,实现水流的自动调节、运行和排沙。该闸门在多泥沙河流中,能保证将高含沙洪水按需分洪,在泥沙淤积情况下,可按设计标准快速启闭。同时,在上游来水量较大时,具有从闸门上、下同时过水的特点,保证有较大的过水能力和较小的上游水深壅高值,使堤防工程量大大减少,可更好地调节水流运行。水力自动滚筒闸门的研究与应用对提高高含沙洪水资源的利用具有重要的意义。
