水力自控翻板閘壩在牡丹江下游的推廣應(yīng)用

郭長(zhǎng)江，王艷芳，郝淑霞

（大慶市東湖水廠，黑龍江大慶 163000）

水力自控翻板閘壩是由門下的壩體與壩體上的水力自控翻板閘門組成。閘門啟閉的基本原理是杠桿平衡與轉(zhuǎn)動(dòng)。這種新型水閘巧妙的利用作用在閘門上的水壓力與門重來作為閘門啟閉的動(dòng)力，因此無須其它啟閉設(shè)備。具有造價(jià)合理、節(jié)省三材、施工期短、啟閉完全由水力自控、準(zhǔn)確及時(shí)、無須人員操作并且具有便于排走漂浮物等優(yōu)點(diǎn)，適用于低水頭中小水利水電樞紐工程。

1 翻板閘門的歷史及應(yīng)用

翻板閘門在國(guó)內(nèi)外已有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史。我國(guó)的水力自控式翻板閘門從20世紀(jì)50年代末開始。20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)了連桿滾輪式水力自控翻板閘門，在解決閘門運(yùn)行穩(wěn)定性這一難題上取得了進(jìn)一步的發(fā)展，而連桿滑塊式水力自控翻板閘門的出現(xiàn)使翻板閘門的結(jié)構(gòu)形式、調(diào)節(jié)性能以及運(yùn)行方式更加完善。

一般翻板閘門主要由閘門板、轉(zhuǎn)動(dòng)鉸、支墩及底板幾部分組成。針對(duì)翻板閘門運(yùn)行中的諸多問題，有的工程增設(shè)了減震裝置、人工或機(jī)械起閉設(shè)施。應(yīng)用比較普遍的連桿滾輪式翻板閘門是一種雙支點(diǎn)帶連桿的閘門，此種閘門由門葉、支腿、支墩、滾輪，連桿等部件組成。

具有自動(dòng)啟閉功能的水力自控翻板閘門與一般鋼平板閘門相比，無須機(jī)電設(shè)備及專人操縱泄流，且泄洪準(zhǔn)確及時(shí)，自動(dòng)沖走庫內(nèi)積沙，能自動(dòng)調(diào)節(jié)水位，節(jié)省人力、物力。它完全借助水位的升高，水壓力的增大，逐漸自行開啟閘門過流，且保持蓄水位不變。當(dāng)閘門全部打開時(shí)，河床泄流狀況與天然河床相差無幾，當(dāng)水位降低時(shí)，閘門逐漸關(guān)閉蓄水。特別是水力自控翻板閘門的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。翻板閘門的現(xiàn)場(chǎng)施工也比較簡(jiǎn)便，大部分為裝配施工，工期短、造價(jià)低、維護(hù)簡(jiǎn)單。翻板門投資大幅度低于常規(guī)動(dòng)力提升式閘門，與機(jī)械啟閉閘門相比可節(jié)省投資50%～70%。水力自控翻板閘門門體為預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，僅支承部分為金屬結(jié)構(gòu)，平常幾乎不需要零配件維護(hù)開支。

翻板門因其能隨水位漲落而自動(dòng)啟閉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、便于管理和造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)南部地區(qū)中小型閘壩、山塘水庫的溢洪道、山區(qū)渠道排洪建筑物、航運(yùn)、農(nóng)田灌溉、城市環(huán)保以及人工湖中已得到廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮了很好的效益。

2 翻板閘門在東北的應(yīng)用

遼寧省本溪市太子河流域是在東北三省范圍內(nèi)應(yīng)用水力自控翻板閘門較早，已建工程較多的地區(qū)。在觀音閣水庫下游的8級(jí)水電站和2級(jí)市政工程中普遍采用了翻板壩技術(shù)。從2004年開始陸續(xù)建設(shè)投產(chǎn)運(yùn)行，而且原有的兩座橡膠壩也改造為翻板壩。已投入運(yùn)行的翻板壩運(yùn)行狀態(tài)良好，未出現(xiàn)運(yùn)行穩(wěn)定的問題，并且翻板閘的行洪效果比普通的提升式閘門也要好一些。由于翻板壩的造價(jià)低，大幅降低了電站的投資成本，對(duì)于水電站項(xiàng)目的投資開發(fā)建設(shè)起到了一定的推動(dòng)作用。

翻板閘壩的冬季運(yùn)行問題是影響翻板閘門在北方應(yīng)用的最大障礙，太子河流域的成功經(jīng)驗(yàn)，為翻板閘門在東北的應(yīng)用打開了大門，冬季閘門前部破冰有效的解決了凍脹對(duì)翻板閘門的影響，做好破冰工作，翻板壩的冬季運(yùn)行安全是能夠保證的。針對(duì)翻板壩冬季防凍脹問題已經(jīng)有了新的經(jīng)濟(jì)安全的破冰防凍措施。

3 水力自控翻板閘壩在牡丹江下游的應(yīng)用規(guī)劃

牡丹江流域?qū)僦袦貛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候，冬季受西伯利亞高壓影響，嚴(yán)寒干燥而漫長(zhǎng)，結(jié)冰期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月之久，夏季受太平洋季風(fēng)影響濕熱多雨。根據(jù)牡丹江氣象站歷年資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫3.2°C，是我省氣溫較高地區(qū)。

牡丹江干流蓮花以下江段水電梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃已批復(fù)，規(guī)劃了六級(jí)水電站，均屬于低水頭、徑流式水電站，與遼寧本溪太子河流域觀音閣水庫下游水電開發(fā)相似，上游大型水庫進(jìn)行流域控制、下游低水頭、徑流式水電站梯級(jí)開發(fā)。由于上游蓮花水電站冬季調(diào)峰運(yùn)行，下游各梯級(jí)水電站相距較近，而且隨動(dòng)與蓮花水電站運(yùn)行，下游各級(jí)翻板閘壩前結(jié)冰將很少，采取切實(shí)可行的防凍措施，冬季安全穩(wěn)定運(yùn)行能夠保障。規(guī)劃各梯級(jí)電站均采用水力自控翻板閘壩，最大限度的節(jié)省工程投資和縮短工期，這對(duì)規(guī)劃項(xiàng)目的推進(jìn)、加快流域整體開發(fā)起到了積極的作用。

4 水力自控翻板閘門的應(yīng)用條件

水力自控翻板閘門在我省應(yīng)用需3個(gè)條件：

1）年平均氣溫較高地域。

2）平原河流的流域開發(fā)，上游有大型水利樞紐的控制性工程。

3）低水頭、翻板閘門＜6 m。