液壓活動壩在景觀水利中的應用分析

辛殿文

【摘要】為了適應新形式下景觀水利、生態(tài)水利、民生水利對活動壩工程建設的需要，本文通過對固原市彭陽縣旅游風景區(qū)茹河瀑布活動壩類型分析比較，結合當?shù)貙嶋H情況，推薦經濟合理、美觀實用的活動壩類型，以便推廣應用。

【關鍵詞】液壓活動壩；景觀水利；應用；寧夏彭陽縣

1. 前言

（1）景觀水利、生態(tài)水利液壓活動壩是新興的一種低水頭、大跨度攔水壩，通過多年實踐檢驗，在水利行業(yè)已成為先進的活動壩，適用于洪水漲落快速的山區(qū)、丘陵地區(qū)、干旱缺水地區(qū)、蓄水區(qū)域地下水位恢復及較寒冷冰凍地區(qū)的冬季蓄水等，應用范圍十分廣泛，是水利行業(yè)科技一項重要發(fā)明成果。

（2）景觀水利、生態(tài)水利液壓活動壩可根據(jù)河道蓄水能力，實現(xiàn)任意高度擋水，壩面可在任意設定角度范圍內停留支撐，所有壩面數(shù)百米可迅速調平直線，便于集中控制，同時還可實現(xiàn)單扇或多個壩扇任意組合或同步調節(jié)，減少水流對下游的沖刷，使原有水生態(tài)環(huán)境不受影響，促進自然 環(huán)境的恢復。

（3）2012年10月，以彭陽縣茹河瀑布為重點的茹河瀑布風景區(qū)被水利部命名為國家級水利風景區(qū)，該縣楊坪村在2013年“中國最美村鎮(zhèn)”評選活動中榮獲“中國最美村鎮(zhèn)”景觀獎，被寧夏固原市旅游局確定為鄉(xiāng)村旅游示范點。近年來，前來茹河瀑布風景區(qū)觀光旅游的人數(shù)明顯增多。據(jù)彭陽縣文化旅游局統(tǒng)計，2015年彭陽縣茹河瀑布旅游人數(shù)達到38.2萬人次，旅游社會收入1.14億元；2016年1到5月，旅游人數(shù)已經達到33.9萬人次，旅游社會收入2.54億元，出現(xiàn)了良好的增長勢頭，為彭陽縣社會經濟發(fā)展做出了貢獻。

2. 設計理念

2.1液壓活動壩與傳統(tǒng)壩型比較。活動壩主要分為橡膠壩、翻板壩和液壓活動壩三種壩型。

（1）橡膠壩。 主要應用于低水頭、大跨度的閘壩工程。其優(yōu)點是結構簡單、自重輕、壩型美觀、抗震性好；缺點是可靠性、安全性較差，壩袋易被硬質漂浮物或尖銳物損壞，尤其是冰凍問題損壞壩袋，泥沙問題難以解決，需要人工定期清除漂浮物，塌壩、立壩時間長，有時會出現(xiàn)塌壩不及時，造成壩體被沖現(xiàn)象。固原市2008年在清水河上建設的長300米，高3.0米的橡膠壩，因淤積嚴重，影響泄洪且存在安全隱患，2016年5月被拆除。

（2）翻板壩。 主要通過河道上游來水量的變化，自動控制作用于閘板上的合力大小及作用點位置，同時利用相關結構的協(xié)調配合，實現(xiàn)翻板閘板的開啟與關閉。其優(yōu)點是投資小、施工期短、結構簡單、運行管理方便；缺點是易阻水、影響河道行洪，特別是較大洪水，壩體易沖毀、易被上游漂浮物卡塞和泥沙淤積、閘板易出現(xiàn)漏水、滲水問題，上游漂浮物清除困難。

（3）液壓活動壩。 液壓活動壩的構造由閘板、電機螺旋桿、液壓桿、支撐桿、液壓缸等組成。其優(yōu)點是受力結構好、強度高、抗沖擊、不怕淤積和堵塞河道，行洪可靠，降壩迅速，不需要任何動力源，壩體組合和外觀形式美觀，自控系統(tǒng)控制方式靈活多樣，檢修和維護方便；缺點是液壓壩的支撐鎖定裝置不穩(wěn)定、檢修較困難，液壓活動壩在其活動范圍內存在長期鎖定問題。

2.2壩型推薦。液壓活動壩從力學結構、技術成熟程度、適應自然條件、運行管理、安全性、可靠性、投資規(guī)模等角度分析論證，它是將鋼結構一體化與液壓驅動升降裝置集成，所形成的一個配套完整的活動式啟閉系統(tǒng)；自動化程度高，集安全性、可靠性、環(huán)保節(jié)能為一體，并克服了傳統(tǒng)活動壩型的主要缺陷，兼?zhèn)淞藗鹘y(tǒng)活動壩型主要優(yōu)點，技術應用十分廣泛的壩型。

3. 工程概況

3.1地理位置。茹河瀑布液壓活動壩位于彭陽縣城陽鄉(xiāng)楊坪村附近，距彭陽縣城25千米，在茹河人工瀑布下游100米處，地理位置：東經106°51′45″，北緯35°47′41″。茹河瀑布系洪水沖刷河床使河床下切形成，原始瀑布落差約5.8米，規(guī)模較小，河床寬度約40米左右。由于瀑布落差較小，為了使瀑布形成一定規(guī)模的景觀效應，2012年實施了彭陽縣茹河瀑布人工景觀工程，工程在原有瀑布位置修建人工景觀瀑布，通過加高河床，增大瀑布落差，并對瀑布的外觀進行原生態(tài)處理，使瀑布具有壯觀、自然的景觀效應。

3.2工程地質。該地區(qū)屬中低山地貌，為茹河流域。瀑布位置河床表層為層狀頁巖，呈薄層狀，結構面發(fā)育，厚度約1.3米左右，頁巖下面為層狀砂巖，巖體完整，呈巨厚層狀，結構面不發(fā)育，厚度約為2.8米左右；巨厚層狀砂巖下面為互層狀砂巖，巖體較完整，呈互層狀，結構面較發(fā)育，間距為20～30厘米，厚度約1.5米；互層狀砂巖下面又為巨厚層狀砂巖。場地處未見斷裂等地質構造現(xiàn)象。

4. 工程規(guī)模

4.1工程等別、建筑物級別及防洪標準。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252--2000、《防洪標準》（GB50201-94）規(guī)定，液壓活動壩10年一遇防洪流量為432立方米/秒，根據(jù)水閘設計規(guī)范，液壓活動壩工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級。設計防洪標準與河道一致為50年一遇。按照《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2001（1：400萬）要求，該區(qū)域地震動峰值加速度0.15g，地震基本烈度Ⅷ度，設計烈度采用Ⅷ度，工程抗震設防類別為丁類。

4.2設計成果。

（1）液壓活動壩為開敞式水閘，底板為平底板結構；共設置三孔閘，每孔凈寬6米，擋水高度為2米；兩岸采用圓弧翼墻與河道堤防相銜接，以保證水流平順過閘。工程由上游銜接段、閘室段、消力池段、下游銜接段等部分組成。

（2）進口段順水流方向長度為7.0米，底板高程為1270.00米，底板厚0.5米?；炷林亓﹂l壩順水流向長度為6.0米，閘底板高程為1269.45米。在護坦末端修建消能坎形成消力池，消力池為C25鋼筋混凝土結構，消力池總長10米，消力池池深0.35米，池底高程1269.05米，底板厚0.5米，后接長5.0米，厚0.5米干砌石?？刂剖遗c泵站配電房設置在活動壩左岸。工程總投資1100萬元。

5. 施工技術要點

（1）基礎處理。液壓活動壩對基礎處理要求較高，當基礎發(fā)生不均勻沉降時，會造成液壓活動壩變形，立壩、塌壩十分困難，易產生漏水、滲水。

（2）基礎預埋件。液壓活動壩基礎預埋件在底板混凝土澆筑前進行，定位準確，精度要求高，埋件時防止出現(xiàn)扭、彎、折，避免安裝時發(fā)生錯位，出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

（3）液壓缸埋設。液壓壩主液壓缸的基座布置在于消力池的底部，全部的油管和軟管也位于此部，而消力池長期處于淤積和水中，液壓缸及油管檢修相對困難，如果必須檢修，就需要截流排空，清除淤泥，拆除部分混凝土，工程量比較大。

6. 結束語

彭陽縣茹河瀑布液壓活動壩2016年5月開工建設，2016年9月底完成主體工程建設，開始立壩蓄水，并形成了一定規(guī)模的水面，閘板啟閉自如、靈活，開辟寧夏南部山區(qū)在多泥沙河流新建液壓活動壩的實例。該液壓活動壩具有施工簡單、投資低、美觀實用、景觀效果好的優(yōu)點，具有一定的指導作用和推廣價值。

參考文獻

[1]朱建業(yè)、邵維中等，《水利水電工程地質勘察規(guī)范》，中國計劃出版社，1999.

[2]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》，》GB50025-2004，中國建筑工業(yè)出版社，2004

[3]寧夏水利水電勘測設計院.《彭陽縣茹河瀑布地質勘察報告》[R].2016年.

[4]固原市水利勘測設計院.《彭陽縣瀑布設計報告》[R].2016年.