城市内河拦水建筑物的选型分析

□ 张 瑨（信阳市水土保持监督监测站）

0 前言

我国河流湖泊众多，是世界上河流最多的国家之一，而河流不仅蕴藏着巨大的自然资源；同时也是孕育文化文明的摇篮；对于现今来说，她还有着更为重要的一个作用，改善生态，美化环境。而如何最大的发挥河流所具有的价值和功能，则是我们这些水利工作者们应当深深思考和研究的课题。

1 项目区概况

一座城市的建设发展离不开生态环境的建设，而优良的生态环境离不开水，可以说水是一座城市的灵魂。信阳市位于河南省南部，处于亚热带向暖温带过渡区，一年四季分明，雨量充沛。浉河发源于信阳浉河区谭家河乡与湖北省应山交界的韭菜坡，横穿信阳市城区，由西南向东北流经浉河区、平桥区，于罗山县顾寨村附近汇入淮河，全长141.5 km，流域面积2070 km2，为淮河一级支流，并在其上游距信阳市主城区8 km处建有南湾大（1）型水库一座。浉河的存在可以说为信阳这座全国十佳宜居城市、中国优秀旅游城市、国家级生态示范市、国家园林城市做出了不可磨灭的贡献。

自古以来，信阳市城区人民的生产生活就围绕着浉河展开，从初期的治理，到后期城市建设发展依托着浉河两岸，先后在浉河上建有数座拦水坝，扩大枯水季节水面，改善水生态环境，使浉河流经信阳市城区段形成河中有水，两岸有路，路边有林，林中有景的开放式带状游览区。在拦水坝的选型上，由最初的固定式溢流坝到后来的橡胶坝，至现在规划建设的液压升降坝，以及在各个建设前期曾经考虑过的常规水闸、水力自动翻板坝等，信阳水利人一直在河道上拦水建筑物进行着探索和研究。

2 各坝型结构简介

2.1 固定式溢流坝

固定式溢流坝多采用混凝土或浆砌石结构型式。修建一定高度坝体，以达到拦蓄河水，扩大上游水面的作用；当汛期河道水位高于坝体后，河水漫过坝体，自由漫溢下泄。

2.2 常规水闸

通常称为拦河闸，由闸底板、闸墩、闸门及启闭设施共同组成。枯水期闸门下落拦蓄河水，以满足蓄水要求；汛期根据各频率洪水，调度闸门宣泄来水。

2.3 水力自动翻板坝

自动翻板坝类似于常规水闸，只是其闸门开闭无需调度启闭，随水位的升降自动启闭闸门。闸门转轴多设置于门高中部，低水位时闸门竖直落下挡水，水位高于设计水位后，水压力推动闸门翻转开启泄流。

2.4 橡胶坝

橡胶坝由坝底板和橡胶坝袋组成，橡胶坝袋通过楔块或压板固定在坝底板上。蓄水时通过对坝袋内充水升起坝袋挡水；汛期泄水时，排出坝袋内水体，塌坝泄流；坝袋放空后，坝袋可紧贴坝底板，对河道泄流几乎无影响。

2.5 液压升降坝

液压升降坝由坝底板、钢制弧形（或直线）坝面、液压、支撑系统组成。工作基本原理：采用自卸汽车力学原理，结合支墩坝水工结构型式的一种坝型，采用液压杆升降以底部为轴转动钢制坝面，实现升坝拦水，降坝行洪的目的。

3 各坝型优缺点比较

3.1 固定式溢流坝

优点：结构坚固，无需管理人员运行调度，自由敞泄，后期运行成本低，使用寿命长。缺点：坝高固定，无法灵活调整上游蓄水位；汛期时更无法塌坝泄洪，增大河道上游防洪压力，对河道行洪影响较大；且工程投资较大。

3.2 常规水闸

优点：可灵活控制水位及蓄水泄水调度，汛期时可全开泄流，是上述几种拦河建筑物中对泄洪影响最小的建筑物；基本不存在泥沙及杂物淤积的问题，后期维护检修方便。缺点：水闸工程投资上述几种拦河建筑物中最高的；且需要配备专业的运管人员，根据需要时时调度；每次调控水位均需电力启闭闸门来完成，运行成本巨大。

3.3 水力自动翻板坝

优点：可随着河道水位的升降自动启闭闸门，管理方便，后期运行成本低。缺点：对地质条件要求较高，需要较高地基承载力；对河道行洪影响较大，需要扩宽现有河道，工程制备安装困难，投资较大，另外河水中砂砾，容易导致闸门止水不严。

3.4 橡胶坝

优点：对地形、地质条件要求较低，地基不需专门处理，泄流能力大，对河道行洪影响小，坝型美观，施工方便，工期短，运行期间可灵活调整坝高，止水效果好。缺点：橡胶坝袋使用寿命短；坝袋易被漂浮物、尖锐物及冬季冰冻损坏；洪水期坍坝调度与蓄水难以协调，运行管理难度较大，需常了解上游水位情况来决定坝袋充高与坍坝，同时需配专人管理，运行成本较大。

3.5 液压升降坝

优点：液压升降坝是最近两年发展推广的新型坝型，力学结构科学、不阻水、不怕泥砂淤积；不受漂浮物影响；放坝快速，不影响防洪安全；结构坚固可靠，抗洪水冲击能力强。它在充分考虑传统的活动坝型缺陷基础上，保留了平板闸、橡胶坝、翻板闸三种坝型的基本优点：具有橡胶坝可控、紧贴河床不阻水特点；具有翻板门坝自控、任意保持水位高度特点；具有平板闸坚固耐用的特点。在结构性能方面，坝面升起后，形成稳定的支撑墩坝结构，力学结构科学，抗洪水冲击的能力极强；在泄洪能力方面，活动坝面放倒后，坝面只高出基础约50.00 cm，达到与橡胶坝同样的泄洪效果，行洪、冲沙、排漂效果良好，而且，遭遇特大洪水也不会对结构造成损坏；在自动化方面，采用浮标开关控制，操作液压系统，可以达到无人值守，管理方便；在美观方面，坝面可喷色彩、文字、图案；活动坝面高度可随意调节、演示；上游有漂浮物时，只要操控一下液压系统，即可轻松地冲掉，使河水清澈。上游水量较大时能够形成瀑布景观和水帘长廊奇观，可供游人观赏。缺点：该种坝型目前最大坝高仅只能达到4.50m，无法满足更高坝高的要求；液压升降坝面前属新型坝型，许多细节性设计及规范标准有待进一步完善；投资较大；后期维护及维修较为困难。