賈皓翔

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，沈陽 110003)

1 工程概況

四家子河道位于蒲河上游段的遼寧鐵嶺縣橫河子鄉(xiāng)，工程區(qū)附近公路交通網(wǎng)較密集，其間有多條縣級(jí)公路相接，工程交通運(yùn)輸便利，不必新建對(duì)外永久交通公路。本次蒲河生態(tài)廊道建設(shè)由四家子跌水和上下游的河道整治及主槽上下游兩岸岸坡防護(hù)等組成。

2 河道存在問題

2.1 河道現(xiàn)狀

四家子村社區(qū)上游，目前沒有修建水工建筑物。蒲河棋盤山水庫(kù)上游段河床寬窄不均，河床寬20-50m不等，順山就勢(shì)，蜿蜒曲折，主河道兩岸岸坡陡峭，土石裸露，雜草叢生，影響河水下泄，特別是汛期由于山區(qū)坡面陡峻，降雨匯流時(shí)間短，河水來勢(shì)猛并很快沖出河床，使兩岸水土流失較重。

2.2 基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀

項(xiàng)目區(qū)有蒲河通過，為兩岸灌排提供保障，河道多年未整治，河道淤積、水土流失嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)配套設(shè)施較差，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，配套率低。望濱街道內(nèi)交通條件優(yōu)越，形成交通網(wǎng)絡(luò)。項(xiàng)目區(qū)有10kV的高壓供電線路和380V的低壓供電線路。農(nóng)村電網(wǎng)改造基本完成，可以滿足項(xiàng)目區(qū)用電需求，當(dāng)?shù)毓╇姴块T也愿意并積極配合高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工程工作。為以后新建排水站提供了可靠的電力保證。

2.3 項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素

項(xiàng)目區(qū)域的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，在最近幾年，但仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)，影響了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：①四家子社區(qū)蒲河河道未進(jìn)行河道整治，抵御自然風(fēng)險(xiǎn)能力脆弱，降低了農(nóng)業(yè)抗旱防澇的能力，此外，頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害已嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展；②此段河道與棋盤山花果山神秘谷成一線，但由于河流治理和生態(tài)保護(hù)不足，嚴(yán)重限制了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 項(xiàng)目建設(shè)的必要性和可行性

3.1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

3.1.1 打造蒲河生態(tài)廊道建設(shè)

棋盤山的四家子是蒲河生態(tài)廊道的一部分，對(duì)全線的環(huán)境和促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加農(nóng)民收入具有重要作用。通過該項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)整個(gè)蒲河生態(tài)廊道建設(shè)具有十分重要的作用。

3.1.2 建設(shè)抵御自然災(zāi)害能力

項(xiàng)目建成后使河道治理更加完善，提高農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，確保區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要保證。

3.2 項(xiàng)目建設(shè)的可行性

3.2.1 河道生態(tài)廊道建設(shè)基礎(chǔ)

項(xiàng)目區(qū)位于棋盤山望濱街道四家子社區(qū)，河流順直，上游天然水面寬闊，非常適用于跌水、護(hù)岸、綠色濕地等工程。項(xiàng)目完成后,將形成一個(gè)生態(tài)濕地,充分反映出自然的特點(diǎn)，提高生態(tài)與水的親和力，不僅能為在河道左側(cè)建設(shè)田園觀光區(qū)提供必要條件，同時(shí)為人們的水邊活動(dòng)和休閑空間提供水資源保障。

3.2.2 組織能力有保證

項(xiàng)目區(qū)棋盤山開發(fā)區(qū)管委會(huì)、水利服務(wù)中心和當(dāng)?shù)卣葐挝坏念I(lǐng)導(dǎo)班子高度重視對(duì)蒲河生態(tài)廊道建設(shè)工程項(xiàng)目。項(xiàng)目區(qū)群眾對(duì)河道的治理以及生態(tài)意識(shí)較高，建設(shè)項(xiàng)目的目的明確，為項(xiàng)目建設(shè)提供有利的組織保證。

4 工程建設(shè)任務(wù)及主要內(nèi)容

4.1 工程建設(shè)任務(wù)

4.1.1 生態(tài)

通過對(duì)河道的清淤、疏浚、整治及新建橡膠壩工程，攔蓄水量，形成水面；用生態(tài)的、科學(xué)的、多樣性的綠化配置，使河、湖岸邊形成綠色長(zhǎng)廊。具有調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的作用,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的新領(lǐng)域。

4.1.2 景觀

通過河岸邊生態(tài)護(hù)坡布置，來充分發(fā)揮河道的自然景觀和人文景觀功能，創(chuàng)造優(yōu)雅、閑情的鄉(xiāng)村風(fēng)情。

4.1.3 旅游休閑

創(chuàng)造自然景觀、人文景觀和歷史文化景觀，可給居民和游人以美的享受。

4.2 工程建設(shè)主要內(nèi)容

4.2.1 工程選址

上起古砬子橡膠壩至下游四家子社區(qū)，河道長(zhǎng)1700m，比降約1/500。在該河段內(nèi)共有兩處適宜修建跌水的合適位置。上壩線位于13號(hào)斷面附近，下壩線位于30號(hào)斷面(四家子社區(qū))附近。兩處壩線河道均較窄，且靠近右岸道路，施工交通及運(yùn)行管理均較方便。上壩線選擇2m高跌水方案，下壩線選擇1.6m高跌水方案進(jìn)行比較。

1) 上壩線方案：位于13號(hào)斷面附近，初擬跌水高2m，主河槽跌水長(zhǎng)7m，右岸跌水長(zhǎng)36m，左岸跌水長(zhǎng)41m，跌水總長(zhǎng)度84m。河底高程107.68m，設(shè)計(jì)跌水頂高程(常水位)109.68m，上游古砬子橡膠壩底板高程109.58m，回水與古砬子橡膠壩底板銜接。常水位水面面積24832m2(37畝)，河道面積9209 m2(14畝)，占地面積15623 m2(23畝)。

2)下壩線方案：位于30號(hào)斷面附近，初擬跌水高1.6m，主河道跌水長(zhǎng)20m，兩岸跌水長(zhǎng)20m，跌水總長(zhǎng)40m。河底高程106m，設(shè)計(jì)跌水頂高程107.6m，上壩線河底高程107.68m，回水至13號(hào)斷面，與上游跌水底板銜接。常水位水面面積31141m2(47畝)，河道面積14060 m2(21畝)，占地面積17081 m2(26畝)。各方案主要指標(biāo)比較見表1。

表1 各方案主要指標(biāo)比較

經(jīng)比較，上游壩線地勢(shì)較高，遠(yuǎn)離村屯；而下游壩線地勢(shì)較低，靠近村屯，運(yùn)行管理、施工方便，與區(qū)域總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，所以選擇位于四家子社區(qū)附近的下壩線作為推薦壩線。

4.2.2 跌水高度的確定

在選定的下壩線位置選擇高度分別為1.2m、1.6m和3.6m三個(gè)跌水方案進(jìn)行比較。

1)下壩線1.2m方案: 位于30號(hào)斷面(四家子社區(qū))附近，跌水高1.2m，主河道跌水長(zhǎng)20m，兩岸跌水長(zhǎng)18m，跌水總長(zhǎng)38m。河底高程106m，設(shè)計(jì)跌水頂高程(常水位)107.2m，常水位回水至16號(hào)斷面，常水位水面面積25942m2，河道面積13498 m2，占地面積17081 m2。

2)下壩線1.6m方案：位于30號(hào)斷面附近，跌水高1.6m，主河道跌水長(zhǎng)20m，兩岸跌水長(zhǎng)20m，跌水總長(zhǎng)40m。河底高程106m，設(shè)計(jì)跌水頂高程107.6m，上壩線河底高程107.68m，回水至13號(hào)斷面，與上游跌水底板銜接。常水位水面面積31141m2，河道面積14060 m2，占地面積17081 m2。

3)下壩線3.6m方案：位于30號(hào)斷面附近，跌水高3.6m，主河道跌水長(zhǎng)20m，兩岸跌水長(zhǎng)184m，跌水總長(zhǎng)204m。河底高程106m，設(shè)計(jì)跌水頂高程109.6m，上游古砬子橡膠壩底板高程109.58m，回水與古砬子橡膠壩底板銜接。常水位水面面積217899m2，河道面積26633 m2，占地面積23269 m2。各方案主要指標(biāo)比較見表2。

隨著跌水高度的增加，常水位水面面積增加，同時(shí)占地面積隨之增大?？紤]到現(xiàn)狀主河槽深度接近1.2m，為了減少新征土地面積，同時(shí)具有一定的水面面積和景觀效果，經(jīng)綜合比較初步確定跌水高度1.2m方案作為推薦方案。

表2 各方案主要指標(biāo)比較

4.2.3 跌水型式的選擇

常用的跌水型式有實(shí)體堰和閘門跌水型式。

實(shí)體堰跌水常常用于主河槽較深河段或用于河道截淺引水工程。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行管理方便，造價(jià)節(jié)??；其缺點(diǎn)在于不可避免的泥沙淤積，嚴(yán)重影響河道行洪。如下圖是撫順蓮島河實(shí)體堰跌水，泥沙淤積幾近平堰頂。鑒于四家子河段主槽窄淺，如采用實(shí)體堰跌水，泥沙將很快淤積，惡化河道行洪能力，并可能在大洪水時(shí)改變主槽位置，故本河段不適于修建實(shí)體堰跌水型式。

1)傳統(tǒng)平板閘門，優(yōu)點(diǎn)為：①泄流能力大；②運(yùn)行控制更加靈活，通過開閘調(diào)度方式調(diào)節(jié)流量更加方便。缺點(diǎn)為①該項(xiàng)目建成后，專門人員需要執(zhí)行的操作，檢查和維護(hù)；②上部結(jié)構(gòu)較高，影響美觀；③水從閘門下部流出，水面上的漂浮物往往排不出去；④項(xiàng)目投資相對(duì)較高[1]。

2)水力自控翻板閘，在任何一個(gè)開度均能保持力矩平衡，實(shí)現(xiàn)隨水位變化而閘門漸開、漸閉。

優(yōu)點(diǎn)為：①水力翻板閘門使用時(shí)，它既不使河床變窄，又兼有閘口上下同時(shí)過水的特點(diǎn)；可保證過水能力大，大大減少路堤工程量；②節(jié)省開閉設(shè)備和機(jī)架橋，具有操作管理方便、成本低、節(jié)省維護(hù)費(fèi)用等一系列優(yōu)點(diǎn)；③施工較為方便，工期較短。其缺點(diǎn)為①閘板操作的穩(wěn)定性很差；②翻板閘在泄洪時(shí)有一定的水平夾角，且支墩較多，攔水段比較大，大洪水截留的漂浮物較多。

3)普通橡膠壩，主要用于灌溉，防洪和改善環(huán)境。優(yōu)點(diǎn)為：①阻水較小，過水能力較大，對(duì)下游的沖刷力較小，同時(shí)整體止水效果好；②施工簡(jiǎn)單方便，無需大量澆筑橋墩和上層建筑； 造價(jià)合理，節(jié)省三種材料，工期短；③抗震性能好，缺點(diǎn)為①需要增加泵房，以及機(jī)電設(shè)備等；②壩袋具有耐久性差，容易老化；③需要專門的加水(氣)設(shè)備和管理人員，運(yùn)行成本較高；④壩體升降時(shí)間長(zhǎng)，調(diào)度應(yīng)用不靈活；⑤抗沖擊、耐磨性較差。

4)氣動(dòng)盾形閘門，采用充氣橡膠壩袋作為支撐，利用帶肋鋼板擋水和溢流?？扇我庹{(diào)節(jié)壩高和流量。避免冰凍和漂浮物對(duì)橡膠壩袋的損傷，耐久性好。徹底克服了傳統(tǒng)橡膠壩各種弊端。外形美觀。可以自動(dòng)地控制河道的水位，及時(shí)排出水面上的漂浮物。與環(huán)境更協(xié)調(diào)。橡膠氣袋及空壓機(jī)電氣控制部分需要進(jìn)口，造價(jià)最高。

5)集成液壓式底軸翻轉(zhuǎn)鋼壩閘，液壓一體式提升機(jī)，底部軸倒置反鋼閘門。優(yōu)點(diǎn)為：①泄流量大，閘門頂部溢流，水位自動(dòng)控制，啟閉機(jī)體積小；②手電兩用操作方便，外形美觀。缺點(diǎn)為①專利產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較少，工期不易保證，且造價(jià)較高；②工程竣工后，操作、檢查和維護(hù)需要專人負(fù)責(zé)。

6)液壓升降壩，混凝土板，由大壩后面的液壓桿支撐，自動(dòng)控制水位，及時(shí)排出水上漂浮物。美觀的外觀和適中的價(jià)格。由于研制時(shí)間短，使用實(shí)例少，技術(shù)上有待于進(jìn)一步成熟。

7)液壓倒伏式閘門

采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，倒伏式鋼閘門。在閘門頂部溢流，能夠?qū)崟r(shí)控制河道水位，并能及時(shí)排出水面上的漂浮物。該啟閉機(jī)體積小，使用手電筒操作方便，外形美觀，成本適中。從跌水工程各種型式的方案比較可以看出：

從泄洪消能角度來看，橡膠壩、液壓升降壩、液壓倒伏式閘、底軸翻板鋼壩閘、氣動(dòng)盾形閘等較好，均不影響河道行洪，傳統(tǒng)平板閘門次之，翻板閘在泄洪時(shí)有一定的水平夾角，且支墩較多，阻水?dāng)嗝嫦鄬?duì)較大，對(duì)河道行洪較不利[2]。

從景觀效果來看，液壓升降壩、液壓倒伏式閘門、底軸翻轉(zhuǎn)鋼壩閘、氣動(dòng)盾形閘門等等為最佳，壩型比較美觀，能形成瀑布景觀，橡膠壩、水力自控翻板閘次之，啟閉式水閘上部結(jié)構(gòu)較高，影響景觀效果。

從運(yùn)行管理角度來看，水力自控翻板閘方案最優(yōu)，不需要專門管理，操作較為方便，其他閘門

工程竣工后，操作、檢查和維護(hù)需要專人負(fù)責(zé)。

從施工難易程度角度來看，水力自控翻板閘最優(yōu)方案,其他閘門次之；傳統(tǒng)平板閘門施工較為繁瑣且工期較長(zhǎng)。

從項(xiàng)目投資來看，在閘門長(zhǎng)和門高相同的條件下，由小到大的投資依次為：①水力自控翻板閘門；②液壓升降壩；③液壓倒伏式閘門；④橡膠壩；⑤底軸翻轉(zhuǎn)鋼壩閘；⑥傳統(tǒng)平板閘門；⑦氣動(dòng)盾形閘門。水力自控翻板閘投資最低，氣動(dòng)盾形閘門投資最高。

根據(jù)以上方案比較結(jié)果并結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，如地形、地質(zhì)、水文等，從技術(shù)成熟、安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)省、施工方便、保證工期、管理方便、外形美觀等方面進(jìn)行綜合比較，推薦采用液壓倒伏式閘門跌水型式。

5 結(jié) 語

四家子跌水工程建成后，為了保證蓄水建筑物能夠正常運(yùn)用，保證堤防及護(hù)岸工程安全，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效解決項(xiàng)目運(yùn)行中存在的問題,同時(shí)充分發(fā)揮工程效益最大。