河道綜合整治工程景觀壅水閘壩應(yīng)用與分析

鄭　紅，韓立陽(yáng)，其其格（．沈陽(yáng)市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 0006；.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 吉林 長(zhǎng)春 300）

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河道綜合整治工程景觀壅水閘壩應(yīng)用與分析

鄭紅1，韓立陽(yáng)2，其其格2
（1．沈陽(yáng)市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 吉林 長(zhǎng)春 130021）

［摘要］近年來(lái)遼寧省對(duì)城市內(nèi)河及城市周邊河道進(jìn)行了綜合治理，修建了多種型式的景觀壅水閘壩工程，應(yīng)用較為廣泛的包括水力自控翻板閘、橡膠壩、鋼壩閘等。文中結(jié)合上述閘壩的應(yīng)用情況，綜合分析各種閘壩型式的工作原理及運(yùn)行情況。

［關(guān)鍵詞］河道綜合治理；壅水建筑物；水力自控翻板閘；橡膠壩；鋼壩閘

遼寧省是多河流的省份，遼河、渾河、太子河及其支流分布于遼沈大地。近幾十年來(lái)，不但完成了遼河、渾河、太子河的綜合治理工作，對(duì)其各級(jí)支流也進(jìn)行了相應(yīng)的整治。通過(guò)幾十年治理工作，河流的防洪問(wèn)題基本上得到了解決。為了貫徹生態(tài)水利、景觀水利、人文水利的治河理念，在河道綜合治理過(guò)程中通過(guò)在河道上修建壅水建筑物，形成景觀水面。水利自控翻板閘、橡膠壩、鋼壩閘作為3種基本的壅水景觀閘壩在河道治理中應(yīng)用較廣。下文對(duì)上述3種閘壩型式在河道綜合整治中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，進(jìn)而綜合分析其做為景觀壅水閘壩的優(yōu)缺點(diǎn)。

1　水力自控翻板閘

水力自控翻板閘在遼寧省河道綜合治理中應(yīng)用較早，在本溪市城市段太子河綜合整治工程、遼陽(yáng)市太子河城市段綜合整治工程、遼陽(yáng)市弓長(zhǎng)嶺區(qū)大湯河綜合整治工程中都有所應(yīng)用，并形成了一定規(guī)模，幾座翻板閘梯級(jí)布置，形成了一定長(zhǎng)度的景觀水面，為市民提供了一片碧水藍(lán)天的娛樂(lè)場(chǎng)所。水力自控翻板閘主要由預(yù)制的鋼筋混凝面板和金屬結(jié)構(gòu)支承部分組成，閘門(mén)自動(dòng)啟閉，無(wú)需機(jī)電設(shè)備及人工操作。

1.1水力自控翻板閘工作原理

水力自控翻板閘門(mén)的工作原理為杠桿平衡與轉(zhuǎn)動(dòng),水力自控翻板閘門(mén)是利用水力和閘門(mén)重量相互制衡,通過(guò)設(shè)阻尼反饋系統(tǒng)來(lái)達(dá)到調(diào)控水位的目的；當(dāng)上游水位升高則閘門(mén)逐漸開(kāi)啟泄流；反之，上游水位下降則閘門(mén)逐漸回關(guān)蓄水，使上游水位始終保持在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。滾輪連桿式翻板閘門(mén)是一種雙支點(diǎn)帶連桿的閘門(mén)，由面板、支腿、支墩、滾輪、連桿等部件組成,根據(jù)閘門(mén)水位的變化,依靠水力作用自動(dòng)控制閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)上游來(lái)流量加大，閘門(mén)上游水位抬高，動(dòng)水壓力對(duì)支點(diǎn)的力矩大于門(mén)重與各種阻尼支點(diǎn)的力矩時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟到一定的傾角，直到該傾角下動(dòng)水壓力對(duì)支點(diǎn)的力矩等于門(mén)重對(duì)支點(diǎn)的力矩,，達(dá)到該流量下新的平衡。流量不變時(shí)開(kāi)啟角度也不變，而當(dāng)上游流量減少到一定程度，使門(mén)重對(duì)支點(diǎn)的力矩大于動(dòng)水壓力與各種阻尼對(duì)支點(diǎn)力矩時(shí)，水力自控翻板閘門(mén)可自行回關(guān)到一定的傾角，從而又達(dá)到該流量下新的平衡。

1.2水力自控翻板閘運(yùn)行情況分析

水力自控翻板閘在實(shí)際運(yùn)行中的效果較好，該閘門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程造價(jià)低、管理運(yùn)行簡(jiǎn)便、后期維護(hù)較為方便；特別是在突發(fā)洪水情況下，不需要人工開(kāi)啟閘門(mén)，閘門(mén)自行開(kāi)啟泄洪，防洪安全得到了保障。

太子河本溪城市段、大湯河遼陽(yáng)市弓長(zhǎng)嶺段水力自控翻板閘運(yùn)行效果好于遼陽(yáng)市太子河段的水力自控翻板閘，其主要原因是水力自控翻板閘運(yùn)行受上游來(lái)水中雜物的影響較大，遼陽(yáng)市太子河段距上游水庫(kù)較遠(yuǎn)，區(qū)間有小支流匯入，洪水期間河道內(nèi)雜物較多，特別是漂浮的樹(shù)木較多，上述雜物對(duì)太子河遼陽(yáng)城市段翻板閘的運(yùn)行造成了很大的影響，造成了2座水力自動(dòng)翻板閘在2013年完全失效。太子河本溪城市段、大湯河弓長(zhǎng)嶺段的水力自控翻板閘距上游水庫(kù)較近，洪水期所含雜物較少，確保了水力自動(dòng)翻板閘的正常運(yùn)行。

2　橡膠壩

橡膠壩在遼寧省河道綜合整治工程中應(yīng)用也比較多，開(kāi)成規(guī)模的主要是在渾河撫順段上建設(shè)的將軍橡膠壩、戈布橡膠壩、城東橡膠壩、高陽(yáng)橡膠壩、月牙島橡膠壩等多座橡膠壩，橡膠壩運(yùn)行狀態(tài)良好，為撫順市人民提供了水環(huán)境和水景觀。遼寧省其它城市橡膠壩建設(shè)也相對(duì)較多。

2.1橡膠壩工作原理

橡膠壩是用高強(qiáng)度合成纖維織物加工成的膠布按設(shè)計(jì)要求的尺寸，錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過(guò)連接壩袋和充脹介質(zhì)的管道及控制設(shè)備，用水（氣）將其充脹形成的袋式擋水壩。橡膠壩這種低水頭的水工建筑物，其主要作用是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)進(jìn)行壩袋的充坍以達(dá)到控制流量和調(diào)節(jié)水位。

2.2橡膠壩運(yùn)行狀況分析

橡膠壩在遼寧省河道整治工程建設(shè)中做為壅水建筑物應(yīng)用很多，最為成功的范例是渾河撫順城區(qū)段的橡膠壩，梯級(jí)銜接形成景觀水面，打造了亮麗的水景觀。橡膠壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省三材、造價(jià)較低、施工工期短、自重輕、抗震性能好、跨度大、止水效果好、新穎美觀、管理方便、運(yùn)行費(fèi)有較低等優(yōu)點(diǎn)在工程運(yùn)行中得以良好的體現(xiàn)。在實(shí)際運(yùn)行中橡膠壩也表現(xiàn)出了缺點(diǎn)和不足，壩袋堅(jiān)固性差、壩袋易老化，使用壽命較短，壩高也受到很大限制。渾河撫順城區(qū)的橡膠壩較遼寧省其它河流上的橡膠壩體現(xiàn)了最大的特點(diǎn)是冬季正常運(yùn)行，其主要原因是橡膠壩所處河段位于大伙房水庫(kù)下游，冬季電站發(fā)電下泄水流溫度較高，在壩袋和冰面之間形成水墊，保護(hù)了壩袋不受冰壓力擠壓而破壞。

3　鋼壩閘

鋼壩閘是近幾年來(lái)興起的新型壅水建筑物，在遼寧省的河道綜合整治工程中應(yīng)用較多，并形成了一定的規(guī)模。在遼寧省沈陽(yáng)市十二運(yùn)會(huì)期間為打造水景觀在白塔河上新建了8座鋼壩閘，在沈撫運(yùn)河上建設(shè)了2座鋼壩閘，上述鋼壩閘的建成為渾南新區(qū)形成了一道美麗的風(fēng)景線。近期在渾南區(qū)沙河河道綜合整治工程中又新建了4座鋼壩閘，為河道周邊的群眾提供了良好的水環(huán)境和休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所。

3.1鋼壩閘工作原理

鋼壩閘是一種新型可調(diào)控溢流壩，主要由土建結(jié)構(gòu)、帶固定底軸的鋼制壩體、驅(qū)動(dòng)裝置組成。鋼壩閘立壩蓄水、臥壩行洪排澇，同時(shí)還可以利用壩頂過(guò)水形成人工瀑布景觀效果，鋼壩具有多角度鎖定裝置，滿足水位調(diào)控要求。

3.2鋼壩閘運(yùn)行狀況分析

鋼壩閘在遼寧省河道整治工程中作為壅水建筑物應(yīng)用較早，2008年新民縣新開(kāi)河上修建了第一座鋼壩閘至今，遼寧省已修建30余座鋼壩閘，壩高多在1.5～4.0 m之間，壩寬多在10.0～60.0 m之間。已修建的鋼壩閘運(yùn)行狀況良好。上述鋼壩閘在工程運(yùn)行初期部分也存在閘門(mén)及穿墻軸漏水、鋼壩本身不美觀等問(wèn)題，鋼壩閘生產(chǎn)廠家針對(duì)上述問(wèn)題對(duì)鋼壩閘進(jìn)行了升級(jí)換代，鋼壩閘目前已經(jīng)發(fā)展到了第四代。對(duì)鋼壩的止水進(jìn)行了全面升級(jí)，做到了幾乎滴水不漏；閘門(mén)結(jié)構(gòu)更加合理，穩(wěn)定性更好，造型更美觀；采用開(kāi)放式鉸座，安裝更為方便。

4　綜合對(duì)比分析

水力自控翻板閘、橡膠壩、鋼壩閘做為遼寧省河道綜合整治工程的主要壅水建筑物型式，各自具有自身的特點(diǎn)，工程管理單位應(yīng)根據(jù)河流的特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，最終選定經(jīng)濟(jì)合理，的技術(shù)可行的景觀壅水建筑物方案。3種閘壩綜合對(duì)比分析情況，見(jiàn)表1。

表1　水力自控翻板閘、橡膠壩、鋼壩閘綜合對(duì)比分析情況表

［中圖分類號(hào)］TV121

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）03－0069－02

[收稿日期]2015-11-30