关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水，抬高上游水位，以满足上游取水、通航和环保等需要；开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙或取水，也可根据需要调节流量。水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。

中国修建水闸的历史悠久，公元前598～前591年，楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时，就已设5个闸门引水。此后随着建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现，水闸建设也日益增多。1949年后大规模现代化水闸的建设在中国普遍兴起，并积累了丰富的经验。1988年建成的长江葛洲坝水利枢纽的二江泄洪闸，共27孔，闸高33米，最大泄量84 000米³／秒，位居中国首位。国际上，荷兰的东斯海尔德挡潮闸是最著名的水闸工程之一，共63孔，闸高53米，闸身净长3000米，被誉为海上长城（图1）。伦敦泰晤士河挡潮闸的规划设计充分考虑了外形美观、不阻断河道、不妨碍通航等功能要求，工程建设颇具特色，有9道拱形闸门，单个外形像悉尼歌剧院。威尼斯潟湖挡潮闸则设计为一种隐形水闸。挡潮闸由一系列空腹的、可沉浮旋转的闸门组成，每扇闸门以铰链固定在海底闸底板上。平时闸门充水，平卧海底，水面上完全看不到闸门。当需要挡潮时，向闸门厢里压气排水，闸门就以铰链为轴旋转，浮起挡潮；待潮位下降时，注水排气，闸门又沉回海底。水闸的建设和运行，正向信息化、美观化和自动化方向发展。

图1 荷兰东斯海尔德挡潮闸

按所承担的主要任务，可分为拦河闸、排水闸、分洪闸、挡潮闸等。按闸室的结构形式，可分为开敞式、胸墙式和涵洞式水闸（图2）。开敞式水闸适用于泄洪、排冰、过木或排漂浮物等需要，当闸门全开时过闸水流通畅，拦河闸、分洪闸常用这种形式。胸墙式和涵洞式水闸适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式，如葛洲坝水利枢纽（图3）泄水闸采用12米×12米活动平板门胸墙，其下为12米×12米弧形工作门，以适应必要时宣泄大流量的需要。涵洞式水闸多用于穿堤引（排）水，闸室结构为封闭的涵洞，在进口或出口设闸门，洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥，排水闸多用这种形式。

图2 闸室结构类型

图3 葛洲坝水利枢纽

水闸一般由闸室、上游连接段和下游连接段组成（图4）。闸室是水闸的主体，设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、边墩（岸墙）、工作桥、交通桥等。

图4 水闸的组成部分

闸门用来挡水和控制过闸流量，闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础，作用是将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递，兼有防渗和防冲的作用。工作桥和交通桥用来安装启闭设备、操作闸门和联系两岸交通。闸室分别与上下游连接段和两岸或其他建筑物连接。上游连接段包括：在两岸设置的翼墙和护坡，在河床设置的防冲槽、护底及铺盖，用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭水流冲刷，并与闸室共同形成足够长度的渗径，确保两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段，由护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成，用以引导出闸水流向下游均匀扩散，减缓流速和调整流速分布，消除过闸水流剩余能量，防止水流出闸后对河床及两岸的冲刷。

水闸设计的主要内容如下：

①闸址和闸槛高程的选择。根据水闸所担负的任务和运用要求，综合考虑地形、地质、水流、泥沙、施工、管理和其他方面的因素，经过技术经济比较选定最佳方案。

②水力设计。根据水闸运用方式和过闸水流形态，按水力学公式计算过流能力，确定闸孔总净宽度。结合闸下水位及河床地质条件，选定消能方式。水闸多用水跃消能，通过水力计算，确定消能防冲设施的尺度和布置。估算判断水闸投入运用后，由于水闸上下游河床可能发生冲淤变化，引起上下游水位变动，从而对过水能力和消能防冲设施产生的不利影响。故大型水闸的水力设计应做水力模型试验验证。

③防渗排水设计。根据闸上下游最大水位差和地基条件，并参考工程实践经验，确定地下轮廓线（即由防渗设施与不透水底板共同组成渗流区域的上部不透水边界）布置，须满足沿地下轮廓线的渗流平均坡降和出逸坡降在允许范围以内，并进行渗透水压力和抗渗稳定性计算。在渗流出逸面上应铺设反滤层和设置排水沟槽（或减压井），尽快地、安全地将渗水排至下游。两岸的防渗排水设计与闸基的基本相同。

④结构设计。根据运用要求和地质条件，选定闸室结构和闸门形式，妥善布置闸室上部结构。分析作用于水闸上的荷载及其组合，进行闸室和翼墙等的抗滑稳定计算、地基应力和沉陷计算。必要时，应结合地质条件和结构特点研究确定地基处理方案。对组成水闸的各建筑物（包括闸门），根据其工作特点，进行结构计算。