河道综合整治工程景观壅水闸坝应用与分析

郑　红，韩立阳，其其格（．沈阳市水利规划院，辽宁 沈阳 0006；.中水东北勘测设计研究有限责任公司 吉林 长春 300）



河道综合整治工程景观壅水闸坝应用与分析

郑红1，韩立阳2，其其格2
（1．沈阳市水利规划院，辽宁 沈阳 110006；2.中水东北勘测设计研究有限责任公司 吉林 长春 130021）

［摘要］近年来辽宁省对城市内河及城市周边河道进行了综合治理，修建了多种型式的景观壅水闸坝工程，应用较为广泛的包括水力自控翻板闸、橡胶坝、钢坝闸等。文中结合上述闸坝的应用情况，综合分析各种闸坝型式的工作原理及运行情况。

［关键词］河道综合治理；壅水建筑物；水力自控翻板闸；橡胶坝；钢坝闸

辽宁省是多河流的省份，辽河、浑河、太子河及其支流分布于辽沈大地。近几十年来，不但完成了辽河、浑河、太子河的综合治理工作，对其各级支流也进行了相应的整治。通过几十年治理工作，河流的防洪问题基本上得到了解决。为了贯彻生态水利、景观水利、人文水利的治河理念，在河道综合治理过程中通过在河道上修建壅水建筑物，形成景观水面。水利自控翻板闸、橡胶坝、钢坝闸作为3种基本的壅水景观闸坝在河道治理中应用较广。下文对上述3种闸坝型式在河道综合整治中的应用进行简单分析，进而综合分析其做为景观壅水闸坝的优缺点。

1　水力自控翻板闸

水力自控翻板闸在辽宁省河道综合治理中应用较早，在本溪市城市段太子河综合整治工程、辽阳市太子河城市段综合整治工程、辽阳市弓长岭区大汤河综合整治工程中都有所应用，并形成了一定规模，几座翻板闸梯级布置，形成了一定长度的景观水面，为市民提供了一片碧水蓝天的娱乐场所。水力自控翻板闸主要由预制的钢筋混凝面板和金属结构支承部分组成，闸门自动启闭，无需机电设备及人工操作。

1.1水力自控翻板闸工作原理

水力自控翻板闸门的工作原理为杠杆平衡与转动,水力自控翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡,通过设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的；当上游水位升高则闸门逐渐开启泄流；反之，上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求范围内。滚轮连杆式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门，由面板、支腿、支墩、滚轮、连杆等部件组成,根据闸门水位的变化,依靠水力作用自动控制闸门的开启和关闭。当上游来流量加大，闸门上游水位抬高，动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼支点的力矩时，闸门自动开启到一定的倾角，直到该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重对支点的力矩,，达到该流量下新的平衡。流量不变时开启角度也不变，而当上游流量减少到一定程度，使门重对支点的力矩大于动水压力与各种阻尼对支点力矩时，水力自控翻板闸门可自行回关到一定的倾角，从而又达到该流量下新的平衡。

1.2水力自控翻板闸运行情况分析

水力自控翻板闸在实际运行中的效果较好，该闸门结构简单、工程造价低、管理运行简便、后期维护较为方便；特别是在突发洪水情况下，不需要人工开启闸门，闸门自行开启泄洪，防洪安全得到了保障。

太子河本溪城市段、大汤河辽阳市弓长岭段水力自控翻板闸运行效果好于辽阳市太子河段的水力自控翻板闸，其主要原因是水力自控翻板闸运行受上游来水中杂物的影响较大，辽阳市太子河段距上游水库较远，区间有小支流汇入，洪水期间河道内杂物较多，特别是漂浮的树木较多，上述杂物对太子河辽阳城市段翻板闸的运行造成了很大的影响，造成了2座水力自动翻板闸在2013年完全失效。太子河本溪城市段、大汤河弓长岭段的水力自控翻板闸距上游水库较近，洪水期所含杂物较少，确保了水力自动翻板闸的正常运行。

2　橡胶坝

橡胶坝在辽宁省河道综合整治工程中应用也比较多，开成规模的主要是在浑河抚顺段上建设的将军橡胶坝、戈布橡胶坝、城东橡胶坝、高阳橡胶坝、月牙岛橡胶坝等多座橡胶坝，橡胶坝运行状态良好，为抚顺市人民提供了水环境和水景观。辽宁省其它城市橡胶坝建设也相对较多。

2.1橡胶坝工作原理

橡胶坝是用高强度合成纤维织物加工成的胶布按设计要求的尺寸，锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过连接坝袋和充胀介质的管道及控制设备，用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝。橡胶坝这种低水头的水工建筑物，其主要作用是通过调节阀门来进行坝袋的充坍以达到控制流量和调节水位。

2.2橡胶坝运行状况分析

橡胶坝在辽宁省河道整治工程建设中做为壅水建筑物应用很多，最为成功的范例是浑河抚顺城区段的橡胶坝，梯级衔接形成景观水面，打造了亮丽的水景观。橡胶坝结构简单，节省三材、造价较低、施工工期短、自重轻、抗震性能好、跨度大、止水效果好、新颖美观、管理方便、运行费有较低等优点在工程运行中得以良好的体现。在实际运行中橡胶坝也表现出了缺点和不足，坝袋坚固性差、坝袋易老化，使用寿命较短，坝高也受到很大限制。浑河抚顺城区的橡胶坝较辽宁省其它河流上的橡胶坝体现了最大的特点是冬季正常运行，其主要原因是橡胶坝所处河段位于大伙房水库下游，冬季电站发电下泄水流温度较高，在坝袋和冰面之间形成水垫，保护了坝袋不受冰压力挤压而破坏。

3　钢坝闸

钢坝闸是近几年来兴起的新型壅水建筑物，在辽宁省的河道综合整治工程中应用较多，并形成了一定的规模。在辽宁省沈阳市十二运会期间为打造水景观在白塔河上新建了8座钢坝闸，在沈抚运河上建设了2座钢坝闸，上述钢坝闸的建成为浑南新区形成了一道美丽的风景线。近期在浑南区沙河河道综合整治工程中又新建了4座钢坝闸，为河道周边的群众提供了良好的水环境和休闲娱乐的场所。

3.1钢坝闸工作原理

钢坝闸是一种新型可调控溢流坝，主要由土建结构、带固定底轴的钢制坝体、驱动装置组成。钢坝闸立坝蓄水、卧坝行洪排涝，同时还可以利用坝顶过水形成人工瀑布景观效果，钢坝具有多角度锁定装置，满足水位调控要求。

3.2钢坝闸运行状况分析

钢坝闸在辽宁省河道整治工程中作为壅水建筑物应用较早，2008年新民县新开河上修建了第一座钢坝闸至今，辽宁省已修建30余座钢坝闸，坝高多在1.5～4.0 m之间，坝宽多在10.0～60.0 m之间。已修建的钢坝闸运行状况良好。上述钢坝闸在工程运行初期部分也存在闸门及穿墙轴漏水、钢坝本身不美观等问题，钢坝闸生产厂家针对上述问题对钢坝闸进行了升级换代，钢坝闸目前已经发展到了第四代。对钢坝的止水进行了全面升级，做到了几乎滴水不漏；闸门结构更加合理，稳定性更好，造型更美观；采用开放式铰座，安装更为方便。

4　综合对比分析

水力自控翻板闸、橡胶坝、钢坝闸做为辽宁省河道综合整治工程的主要壅水建筑物型式，各自具有自身的特点，工程管理单位应根据河流的特点进行全面分析，最终选定经济合理，的技术可行的景观壅水建筑物方案。3种闸坝综合对比分析情况，见表1。

表1　水力自控翻板闸、橡胶坝、钢坝闸综合对比分析情况表

［中图分类号］TV121

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）03－0069－02

[收稿日期]2015-11-30