鄭　紅，韓立陽，其其格（．沈陽市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽 0006；.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 吉林 長春 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2，其其格2
（1．沈陽市水利規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110006；2.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 吉林 長春 130021）

［摘要］近年來遼寧省對城市內(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，不但完成了遼河、渾河、太子河的綜合治理工作，對其各級支流也進(jìn)行了相應(yīng)的整治。通過幾十年治理工作，河流的防洪問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，在河道綜合治理過程中通過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。下文對上述3種閘壩型式在河道綜合整治中的應(yīng)用進(jìn)行簡單分析，進(jìn)而綜合分析其做為景觀壅水閘壩的優(yōu)缺點。

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、遼陽市太子河城市段綜合整治工程、遼陽市弓長嶺區(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，幾座翻板閘梯級布置，形成了一定長度的景觀水面，為市民提供了一片碧水藍(lán)天的娛樂場所。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，閘門自動啟閉，無需機(jī)電設(shè)備及人工操作。

1.1水力自控翻板閘工作原理

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

1.2水力自控翻板閘運行情況分析

水力自控翻板閘在實際運行中的效果較好，該閘門結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低、管理運行簡便、后期維護(hù)較為方便；特別是在突發(fā)洪水情況下，不需要人工開啟閘門，閘門自行開啟泄洪，防洪安全得到了保障。

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

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、高陽橡膠壩、月牙島橡膠壩等多座橡膠壩，橡膠壩運行狀態(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)計要求的尺寸，錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過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，其主要作用是通過調(diào)節(jié)閥門來進(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)簡單，節(jié)省三材、造價較低、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、運行費有較低等優(yōu)點在工程運行中得以良好的體現(xiàn)。在實際運行中橡膠壩也表現(xiàn)出了缺點和不足，壩袋堅固性差、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)了最大的特點是冬季正常運行，其主要原因是橡膠壩所處河段位于大伙房水庫下游，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。在遼寧省沈陽市十二運會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)境和休閑娛樂的場所。

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)動裝置組成。鋼壩閘立壩蓄水、臥壩行洪排澇，同時還可以利用壩頂過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。已修建的鋼壩閘運行狀況良好。上述鋼壩閘在工程運行初期部分也存在閘門及穿墻軸漏水、鋼壩本身不美觀等問題，鋼壩閘生產(chǎn)廠家針對上述問題對鋼壩閘進(jìn)行了升級換代，鋼壩閘目前已經(jīng)發(fā)展到了第四代。對鋼壩的止水進(jìn)行了全面升級，做到了幾乎滴水不漏；閘門結(jié)構(gòu)更加合理，穩(wěn)定性更好，造型更美觀；采用開放式鉸座，安裝更為方便。

4　綜合對比分析

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，工程管理單位應(yīng)根據(jù)河流的特點進(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種閘壩綜合對比分析情況，見表1。

表1　水力自控翻板閘、橡膠壩、鋼壩閘綜合對比分析情況表

［中圖分類號］TV121

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］B

［文章編號］1002－0624（2016）03－0069－02

[收稿日期]2015-11-30