钢板闸在河道治理中的应用

王宇

摘 要：河道治理工程是城市建设的重要组成部分，挡河闸又是河道治理中一项重要的基础设施。

关键词：河道治理；钢板闸

1 前言

在城市形成和发展中，河流作为最关键的资源和环境载体，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素，城市河流在城市生态建设、拓展城市发展空间方面具有不可替代的意义。钢坝闸作为一种新型的挡水结构，克服了橡胶坝容易被尖锐物刺破、易老化、充塌坝时间长影响行洪等不利条件，是一种新型可调控溢流闸门，启闭简单，使用维护便利，非常适用于北方河道治理工程，近年来得到了较多的应用。本文就河道治理中钢板闸的选择进行讨论。

2 钢板闸的分类及比选

钢板闸可分为普通钢板闸和水景钢板闸，水景钢板闸是一种新型钢板闸，与普通钢板闸相比具有如下优点：

2.1 坝体安全性能更高

目前从闸门失事的调查结果来看，水流导致闸门振动是事故发生的主要原因，而水景钢板闸可以通过改变门叶质量，利用电控装置向电磁阀发出启动命令，通过电磁阀的启闭来调节单个或多个导水管中的水量，从而调整门叶的固有频率，避开外部水流的共振频率区域，将振动造成的不利影响控制在最小区域，确保闸门安全可靠运行。

2.2 景观效果更好

在水流稳定的情况下，可利用控制器控制电磁阀及水泵的工作信号，从而控制喷水装置向上喷水形成喷泉的景观效果。为了进一步美化景观，可在喷泉中集成照明和音乐装置，将照明灯尤其是LED光源布置在喷嘴周围；或者在喷嘴喷水管道的轴线上设置激光管，在夜晚营造出绚丽多彩的视听氛围。

2.3 具有水质净化效果

普通钢板闸通过门顶溢流的方式保持上部水体流动，形成活水，单下部水体流动则相对较少，带喷泉的钢板闸可利用喷泉装置让喷水落于拦河坝的上游，可扰动上游蓄水区内的下部水体，适当增加下部水体的水体流动，使更大范围的水体得到净化，保持水体清新。

2.4 节约景观投资

将抬水坝、喷水系统集中在一起，不仅节省大量的普通喷泉装置，而且节省了普通喷水制作安装过程中所需的基础性设施（如支架结构、混凝土、浮箱等），使得该区域一体多能，节省总体投资。

综上所述，水景钢板闸结构简单，易于控制，实施成本低，性能可靠，可以避免振动对坝体产生的巨大破坏，并适应各种水流环境。将抬水坝与水景系统的实用功能巧妙地结合在一起，使其既具有抬水坝的蓄水防洪、泄洪调节水位的功能，又是一道美丽的水利风景线。

3 水景钢板闸

3.1 水景钢板闸的组成

水景钢板闸闸是一种新型钢板闸，主要由闸体，驱动系统，电控系统等组成，是一种全新的可翻转挡水景观设备。水景闸的水景系统从目前国内最先进的喷泉技术中改进而来，包含水型设计组合，音乐、灯光、激光等配景的多项技术，利用形声、光、电等技术多维度、多手法，具有高科技感的内涵。水景闸的使用年限在15～20年。

3.1.1 同步电脑幻彩灯区域定位

水景闸左右各设同步电脑幻主彩灯1组，主要照射激光音乐喷泉，左右各设同步电脑幻副彩灯3组，共6组，主要照射激光音乐喷泉100m范围，同步电脑幻彩灯是动态的，可以与音乐喷泉同步进行，光束随着水柱上升而照亮整体，光束伴随音乐节奏与水型在空中表演，美轮美奂。

3.1.2 音箱定位

音箱布置突出重点，兼顾其他，在水景坝左右各设2只远场音箱与2只近场音箱，两侧启闭机房附近各设3只远场音箱与3只近场音箱，这样可以重点覆盖水景坝周边全部区域，声音可以全面覆盖到整个水域四周，信号传输采用光纤，可以保证最佳音质。

3.1.3 喷泉灯光

喷泉灯光选用大功率LED七彩灯、大功率LED单色灯、同步电脑幻彩灯。LED灯具使用寿命可达5～10年。

3.1.4 喷泉喷头

选用黄铜优质喷头，使用寿命可以长达数十年。水景坝的喷头参照国标CJ/T3050-1995，根据流体力学的原理，合理布置喷头的流量和压力，采用管道和水泵的优化组合计算压头损失。喷头经过精加工无沙眼，可保证在任何恶劣环境下使用。

3.1.5 喷泉水泵

水泵采用QY型铸铁水泵，每台水泵采用单线单泵控制，在控制上任意点击出任何一台水泵，均可单独控制出水方向及高度，从而形成变化丰富的水型。

3.1.6 喷泉控制系统

喷泉控制系统由功能强大的控制软件系统和运行稳定的可靠的硬件系统组成。在软件方面，控制软件基于软件开发平台VC6.0开发，运行于MICROSOFT公司最新的操作系统WINDOWS7和WINDOWS8，具有系统功能强大、运行稳定可靠等诸多优点；在硬件系统方面，控制采用多媒体音乐喷泉奔腾IV工业控制机。

3.2 水景闸对水质的要求

由《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定，地表水Ⅳ类水域功能主要适用于与人体非直接接触的娱乐用水区，娱乐性景观用水是与人体非全身性接触，包括没有娱乐设施的景观河道、景观湖泊以及其他娱乐性景观用水，故水景闸的景观用水水质标准不低于地表水Ⅳ类。水质应清洁，达到与水体功能相对应的水质，无异味。

3.3 水景闸的喷水高度

水景闸喷水高度在1～15m之间，可根据需要达到的效果现场调节。

水景闸目前在河南南阳温凉河已经建成，成为当地居民休闲娱乐的景点，达到了预期效果。

4 结语

钢坝闸的发展至今有百余年的历史，但是由于我国相关行业对此的限制，至今钢坝闸发展缓慢还处于试验、探索阶段。

参考文献

[1]張锋.钢坝闸与橡胶坝在河道治理中的应用比较[J].西北水电，2011，（1）：27-29.

[2]姚泽永.钢坝闸在城市用水及景观建设中的优势[J].水利科技与经济，2010，16（10）：1195-1196.

[3]沈全顺.钢坝闸在水中景观中的利用与发展[J]. 科技创新与应用，2014，（1）：174.

（作者单位：大连市排水设计院）