淺析結(jié)合信息化工程的景觀河道水閘設(shè)計

劉素彥+楊佳麗+武志鵬

摘 要：隨著科技的進步、社會的發(fā)展，我國信息化工程和水利工程都得到了長足的發(fā)展，為了更好的借助信息化技術(shù)實現(xiàn)對城市景觀河道水閘的控制與監(jiān)測，充分實現(xiàn)景觀河道水閘各項功能。本文基于此，結(jié)合相關(guān)工程，分析總結(jié)信息化背景下景觀河道水閘設(shè)計相關(guān)問題，以期為其他類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：信息化；景觀河道；水閘設(shè)計

0 前言

作為一種在水利工程中應(yīng)用廣泛的低水頭水工建筑物，水閘有著多種作用，能夠起泄水和擋水的作用。近年來，為了進一步促進我國居民生活環(huán)境的改善，景觀河道工程日益增多。本文基于此，著重分析在信息化的背景之下，如何更好的開展景觀河道水閘的設(shè)計工作，實現(xiàn)景觀河道功能性提升。

1 功能概述

以沈陽市沈北新區(qū)的蒲河水閘設(shè)計工作為例進行論述。為確保實現(xiàn)該河流防洪排澇功能和生態(tài)景觀效益提升，在水閘設(shè)計中加強了信息化技術(shù)的運用，總結(jié)分析如下。

1.1 防洪、排澇

為能更好實現(xiàn)該流域水閘防洪、排澇功能，需根據(jù)設(shè)定的水位借助控制系統(tǒng)實時對河道閘門進行啟閉，實現(xiàn)洪水的排泄和水患的規(guī)避。

1.2 生態(tài)景觀

作為景觀河道，為確保該河道景觀提升，在水閘設(shè)計的過程中，需要確保河道岸坡各類植物的正常生長，不因擋水閘水位雍高造成上游水生境的改變。鑒于此，借助控制系統(tǒng)實現(xiàn)水資源的科學(xué)調(diào)度，根據(jù)水位高低控制閘門開啟，實現(xiàn)滿足景觀植物合理化生長的生境條件。

1.3 旅游通航

由于該河流還具有交通運輸功能，因此設(shè)計工作過程中還需要加強對于河流旅游通航功能的實現(xiàn)，借助水閘的聯(lián)合開啟實現(xiàn)水位高程的合理化控制，滿足兩岸河道生態(tài)景觀的通航要求。

2 景觀河道水閘設(shè)計控制系統(tǒng)

為了更好實現(xiàn)景觀河道各項功能，需加強對于各類信息化技術(shù)的運用，實現(xiàn)高效控制。鑒于此，筆者對信息化背景下景觀河道水閘設(shè)計控制系統(tǒng)的運用進行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

2.1 閘門控制子系統(tǒng)

為確保水閘的正常運行，在設(shè)計過程中，加強對閘門運行數(shù)據(jù)、電氣參數(shù)的全稱監(jiān)控，實現(xiàn)水閘運行安全性的提升。借助分層分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對于8處攔河閘的集中控制。采用可編程控制（PLC）技術(shù)對監(jiān)測站閘門進行控制，借助綜合信息管理系統(tǒng)進行運行指令發(fā)出，實現(xiàn)對于閘門狀態(tài)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對閘門的遠(yuǎn)程控制。

2.2 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

為確保水閘運行監(jiān)控系統(tǒng)高效運行，需要進行視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的構(gòu)建，實現(xiàn)水閘周邊狀況的實時監(jiān)控，提升水閘運行的安全性、可靠性。該系統(tǒng)能夠針對閘站、渠道等工程的水流形態(tài)、閘門運行進行監(jiān)視。

為確保監(jiān)測效果的提升，可采用高清紅外攝像機進行檢測，并借助無線傳輸技術(shù)將監(jiān)控畫面?zhèn)魉偷接脖P錄像機或大屏幕墻，方便水閘管理調(diào)度人員進行工作安排。

2.3 水文遙測子系統(tǒng)

水文遙測系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠更好的實現(xiàn)該流域的防汛抗旱工作，并對水閘的攔水、泄水工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)通過GPS等技術(shù)的運用，實現(xiàn)對流域內(nèi)降雨量、水位等數(shù)據(jù)參數(shù)的收集、分析。

此外，需要加強對標(biāo)準(zhǔn)雨量站、水文站的構(gòu)建，并利用翻斗式雨量傳感器、浮子式水位傳感器進行水文、雨量參數(shù)的收集，建立適應(yīng)流域水文特性的洪水預(yù)報方案及閘壩聯(lián)合調(diào)度方案。

3 景觀河道水閘設(shè)計問題處理

3.1 閘門底緣水力學(xué)

在啟閉過程之中，從閘門底緣來看，因為其處在水流過流斷面之中，故此，其底部的水流速度要更高，就需要對閘門底緣的結(jié)構(gòu)進行認(rèn)真設(shè)計。要確保在各種泄流的條件之下，水流與其底緣的結(jié)構(gòu)接觸面不存在負(fù)壓，也不存在交變力。

3.2 閘門淤積問題

為確保水閘上游景觀水位，保持景觀效果，該河流的水閘常處于關(guān)閉狀況，故而導(dǎo)致水閘前的泥土淤積狀況較為嚴(yán)重。在這樣的背景之下，為了進一步促進這一問題的解決，工作人員需通過控制系統(tǒng)定期進行閘門的小開度開啟，借助水流流速進行沖淤，降低泥沙淤積的狀況。

3.3 結(jié)構(gòu)與景觀的協(xié)調(diào)

蒲河景區(qū)在水閘設(shè)計時，加強了對于河道周邊地形、地貌、植被基礎(chǔ)的尊重，為增強該區(qū)域經(jīng)過效果，在水閘周邊區(qū)域種植草木、花卉，創(chuàng)造優(yōu)雅的自然景象。水閘啟閉排架盡量仿木化處理，使其盡量接近自然景色，閘門型式也可以呈現(xiàn)多樣化，比如傾倒式、側(cè)旋式等結(jié)構(gòu)，工作時可呈現(xiàn)看不見的水利工程，看得見的景觀效果，實現(xiàn)水閘與景觀的有機融合。

4.4 地基的處理

該區(qū)域閘基多為淤泥或地基承載力不滿足要求的軟黏土，但軟弱夾層多不超過3m，鑒于現(xiàn)在地基處理常規(guī)經(jīng)驗，小于3m軟弱夾層時可采用基礎(chǔ)換填或松木樁樁基處理。松木樁長度按照經(jīng)驗可采用5～6m，間距60cm，梅花形布置。換填土可采用埋石混凝土、粘土或碎石土等。

4 結(jié)束語

為實現(xiàn)河道景觀效果，設(shè)計過程中考慮應(yīng)用控制系統(tǒng)對水閘運行的控制運用，發(fā)揮河道水閘功能最大化。本文基于此，分析探討蒲河水閘實現(xiàn)功能（防洪排澇、生態(tài)景觀、旅游通航），并就景觀河道水閘控制系統(tǒng)（閘門控制子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、水文遙測子系統(tǒng)）進行分析，最后論述了景觀河道水閘設(shè)計問題處理措施。筆者認(rèn)為，隨著科技的進步，技術(shù)的提高，我國河道景觀水閘設(shè)計必將獲得長足發(fā)展，利用信息系統(tǒng)在實現(xiàn)水閘功能前提下最大化實現(xiàn)景觀效果，滿足社會需求。

參考文獻

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