城市內河攔水建筑物的選型分析

□ 張 瑨（信陽市水土保持監督監測站）

0 前言

我國河流湖泊眾多，是世界上河流最多的國家之一，而河流不僅蘊藏著巨大的自然資源；同時也是孕育文化文明的搖籃；對于現今來說，她還有著更為重要的一個作用，改善生態，美化環境。而如何最大的發揮河流所具有的價值和功能，則是我們這些水利工作者們應當深深思考和研究的課題。

1 項目區概況

一座城市的建設發展離不開生態環境的建設，而優良的生態環境離不開水，可以說水是一座城市的靈魂。信陽市位于河南省南部，處于亞熱帶向暖溫帶過渡區，一年四季分明，雨量充沛。浉河發源于信陽浉河區譚家河鄉與湖北省應山交界的韭菜坡，橫穿信陽市城區，由西南向東北流經浉河區、平橋區，于羅山縣顧寨村附近匯入淮河，全長141.5 km，流域面積2070 km2，為淮河一級支流，并在其上游距信陽市主城區8 km處建有南灣大（1）型水庫一座。浉河的存在可以說為信陽這座全國十佳宜居城市、中國優秀旅游城市、國家級生態示范市、國家園林城市做出了不可磨滅的貢獻。

自古以來，信陽市城區人民的生產生活就圍繞著浉河展開，從初期的治理，到后期城市建設發展依托著浉河兩岸，先后在浉河上建有數座攔水壩，擴大枯水季節水面，改善水生態環境，使浉河流經信陽市城區段形成河中有水，兩岸有路，路邊有林，林中有景的開放式帶狀游覽區。在攔水壩的選型上，由最初的固定式溢流壩到后來的橡膠壩，至現在規劃建設的液壓升降壩，以及在各個建設前期曾經考慮過的常規水閘、水力自動翻板壩等，信陽水利人一直在河道上攔水建筑物進行著探索和研究。

2 各壩型結構簡介

2.1 固定式溢流壩

固定式溢流壩多采用混凝土或漿砌石結構型式。修建一定高度壩體，以達到攔蓄河水，擴大上游水面的作用；當汛期河道水位高于壩體后，河水漫過壩體，自由漫溢下泄。

2.2 常規水閘

通常稱為攔河閘，由閘底板、閘墩、閘門及啟閉設施共同組成。枯水期閘門下落攔蓄河水，以滿足蓄水要求；汛期根據各頻率洪水，調度閘門宣泄來水。

2.3 水力自動翻板壩

自動翻板壩類似于常規水閘，只是其閘門開閉無需調度啟閉，隨水位的升降自動啟閉閘門。閘門轉軸多設置于門高中部，低水位時閘門豎直落下擋水，水位高于設計水位后，水壓力推動閘門翻轉開啟泄流。

2.4 橡膠壩

橡膠壩由壩底板和橡膠壩袋組成，橡膠壩袋通過楔塊或壓板固定在壩底板上。蓄水時通過對壩袋內充水升起壩袋擋水；汛期泄水時，排出壩袋內水體，塌壩泄流；壩袋放空后，壩袋可緊貼壩底板，對河道泄流幾乎無影響。

2.5 液壓升降壩

液壓升降壩由壩底板、鋼制弧形（或直線）壩面、液壓、支撐系統組成。工作基本原理：采用自卸汽車力學原理，結合支墩壩水工結構型式的一種壩型，采用液壓桿升降以底部為軸轉動鋼制壩面，實現升壩攔水，降壩行洪的目的。

3 各壩型優缺點比較

3.1 固定式溢流壩

優點：結構堅固，無需管理人員運行調度，自由敞泄，后期運行成本低，使用壽命長。缺點：壩高固定，無法靈活調整上游蓄水位；汛期時更無法塌壩泄洪，增大河道上游防洪壓力，對河道行洪影響較大；且工程投資較大。

3.2 常規水閘

優點：可靈活控制水位及蓄水泄水調度，汛期時可全開泄流，是上述幾種攔河建筑物中對泄洪影響最小的建筑物；基本不存在泥沙及雜物淤積的問題，后期維護檢修方便。缺點：水閘工程投資上述幾種攔河建筑物中最高的；且需要配備專業的運管人員，根據需要時時調度；每次調控水位均需電力啟閉閘門來完成，運行成本巨大。

3.3 水力自動翻板壩

優點：可隨著河道水位的升降自動啟閉閘門，管理方便，后期運行成本低。缺點：對地質條件要求較高，需要較高地基承載力；對河道行洪影響較大，需要擴寬現有河道，工程制備安裝困難，投資較大，另外河水中砂礫，容易導致閘門止水不嚴。

3.4 橡膠壩

優點：對地形、地質條件要求較低，地基不需專門處理，泄流能力大，對河道行洪影響小，壩型美觀，施工方便，工期短，運行期間可靈活調整壩高，止水效果好。缺點：橡膠壩袋使用壽命短；壩袋易被漂浮物、尖銳物及冬季冰凍損壞；洪水期坍壩調度與蓄水難以協調，運行管理難度較大，需常了解上游水位情況來決定壩袋充高與坍壩，同時需配專人管理，運行成本較大。

3.5 液壓升降壩

優點：液壓升降壩是最近兩年發展推廣的新型壩型，力學結構科學、不阻水、不怕泥砂淤積；不受漂浮物影響；放壩快速，不影響防洪安全；結構堅固可靠，抗洪水沖擊能力強。它在充分考慮傳統的活動壩型缺陷基礎上，保留了平板閘、橡膠壩、翻板閘三種壩型的基本優點：具有橡膠壩可控、緊貼河床不阻水特點；具有翻板門壩自控、任意保持水位高度特點；具有平板閘堅固耐用的特點。在結構性能方面，壩面升起后，形成穩定的支撐墩壩結構，力學結構科學，抗洪水沖擊的能力極強；在泄洪能力方面，活動壩面放倒后，壩面只高出基礎約50.00 cm，達到與橡膠壩同樣的泄洪效果，行洪、沖沙、排漂效果良好，而且，遭遇特大洪水也不會對結構造成損壞；在自動化方面，采用浮標開關控制，操作液壓系統，可以達到無人值守，管理方便；在美觀方面，壩面可噴色彩、文字、圖案；活動壩面高度可隨意調節、演示；上游有漂浮物時，只要操控一下液壓系統，即可輕松地沖掉，使河水清澈。上游水量較大時能夠形成瀑布景觀和水簾長廊奇觀，可供游人觀賞。缺點：該種壩型目前最大壩高僅只能達到4.50m，無法滿足更高壩高的要求；液壓升降壩面前屬新型壩型，許多細節性設計及規范標準有待進一步完善；投資較大；后期維護及維修較為困難。