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茹河瀑布活動壩類型分析比較，結合當地實際情況，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，在水利行業已成為先進的活動壩，適用于洪水漲落快速的山區、丘陵地區、干旱缺水地區、蓄水區域地下水位恢復及較寒冷冰凍地區的冬季蓄水等，應用范圍十分廣泛，是水利行業科技一項重要發明成果。

（2）景觀水利、生態水利液壓活動壩可根據河道蓄水能力，實現任意高度擋水，壩面可在任意設定角度范圍內停留支撐，所有壩面數百米可迅速調平直線，便于集中控制，同時還可實現單扇或多個壩扇任意組合或同步調節，減少水流對下游的沖刷，使原有水生態環境不受影響，促進自然 環境的恢復。

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

2. 設計理念

2.1液壓活動壩與傳統壩型比較。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，有時會出現塌壩不及時，造成壩體被沖現象。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調配合，實現翻板閘板的開啟與關閉。其優點是投資小、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；自動化程度高，集安全性、可靠性、環保節能為一體，并克服了傳統活動壩型的主要缺陷，兼備了傳統活動壩型主要優點，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象。

4. 工程規模

4.1工程等別、建筑物級別及防洪標準。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252--2000、《防洪標準》（GB50201-94）規定，液壓活動壩10年一遇防洪流量為432立方米/秒，根據水閘設計規范，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《中國地震動參數區劃圖》GB18306-2001（1：400萬）要求，該區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。混凝土重力閘壩順水流向長度為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。控制室與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，埋件時防止出現扭、彎、折，避免安裝時發生錯位，出現卡阻現象。

（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，并形成了一定規模的水面，閘板啟閉自如、靈活，開辟寧夏南部山區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、景觀效果好的優點，具有一定的指導作用和推廣價值。

參考文獻

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

[2]《濕陷性黃土地區建筑規范》，》GB50025-2004，中國建筑工業出版社，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.