太原汾河景區橡膠壩的運行管理和維護

李 佩 璘

(太原市汾河景區管理委員會，山西 太原 030009)

現在的太原汾河景區在20世紀末開始實施治理美化工程時，就選用了大型水利工程器械橡膠壩。橡膠壩是20世紀50年代高分子合成材料出現后應運而生的建筑工程產物。原材料是先用高強力的合成纖維織物建成受力骨架，再在其內外涂敷上復合橡膠構成黏結保護層，然后把這種特殊的膠布型的織物加工成適合需求的壩袋，按設計所需錨固在混凝土的基礎底板上，并使之成為封閉袋形，之后用氣或水沖脹形成擋水壩。

1 橡膠壩的性能優勢

橡膠壩的優勢，在于它在控制水流方面有極大的靈活性、高效性。它可以根據當時需要泄空壩袋內的水或氣，恢復河水的過流斷面。橡膠壩主要適用作為河道上跨度較大、水頭較低的滾水壩或溢流堰，在河道中可用作分水、進水、節制等不同作用閘型。它的壩頂又可以溢流，可按水情需要隨時調節壩的高低，方便地蓄水和調節流量、水位。這便于生態蓄水、防汛泄洪、園林景觀等廣泛應用。它安裝有電動控制閥，開啟較為迅速，止水不漏水不阻水，不縮小原有河道的過水斷面。溢流時不需要取土筑堰而保持河道清潔，這可以節約勞力及成本，縮短工期。這些優勢也為對它的管理和維護帶來了方便。

2 汾河太原段治理美化工程中橡膠壩的布局和運行

從晉北管涔山發源的汾河，上游流經山區，進入中游太原城北的上蘭村，而后出山流入太原盆地，從北向南縱貫了太原城區，形成了汾河太原城區段。無疑，它是太原城區防洪泄洪的主渠道。20世紀50年代末和90年代末，為了防洪防災，國家先后修建了容量很大的汾河水庫和汾河二庫。但由于氣候的原因，太原是一個嚴重少雨缺水的城市，所以，在汾河治理美化前數十年間，這段汾河除了暴雨集中頻發的雨季洪水咆哮奔騰外，基本上都是呈現著干涸臟污，面目滄夷的自然河道。1998年，太原市政府為了適應騰飛發展的太原，決心蓄水治理美化這段汾河，開始實施這一百年大計工程。

蓄水治理和泄洪排澇是這段工程的兩大基本中心任務，圍繞景區總體設計規劃作了精良的布局。河道中部主河道，為蓄水的主河槽，寬約300 m，主河道東西兩側地下是東西兩條暗涵，主要接收邊山支溝雨水和城市污水，排入下游污水處理廠凈化處理。依據基本中心任務，便選用了最具優勢功能的橡膠壩。

現在景區主河道共布建了7條橡膠壩。一期治理工程建有4條壩，蓄水分成3個蓄水池。1號、2號、3號橡膠壩長均為226.8 m，高2.5 m,蓄水池面積均約為44萬m2，蓄水量均約為80萬m3，4號橡膠壩長為242.8 m，高2.5 m，蓄水面積約為69.8萬m2，蓄水量約為141萬m3。這4條壩建在勝利橋至南內環橋之間，這段主河道實際是半槽蓄水。因為在這之間主河道的南北向又建筑了一道中隔墻(2018年改建為中隔堤)，把6 km的主河槽分成兩條渠：清水渠(寬約220 m)和渾水渠(寬約80 m)。清水渠蓄存清水，由上述4條主壩分段隔開，而渾水渠則是日常小流量的行洪道，首尾是1號、4號主壩旁分別續接的1號、4號副壩，渠中間不設壩，獨立成渠，完成自身職能。

二期南延工程又續建了三條橡膠壩，實行了全槽蓄水。依然根據河道寬度，河槽的深度、坡度、實際需要合理設壩， 5號和7號橡膠均為壩長290 m，高3.5 m； 6號橡膠壩長為298 m，壩高4 m。各壩蓄水面積和蓄水量也略有差別。主河道里設了7條壩分槽蓄水，這是一種梯級設壩方式，是因為便于工程運行管理，不但對蓄水泄洪水量水位便于控制，而且對于洪水泄入河道的同時帶入的大量泥沙，便于清淤、運淤，減少對景觀和市容的不利影響，減少塌壩清淤會造成水體過多的浪費和補水困難。布設7條橡膠壩，將整個主河道分成7個蓄水人工湖，平日立壩蓄水，保持常年有水，干燥缺水的太原，曠世紀地出現的這樣一條寬闊而縱貫全城的壯美河流，灌養了園林，潤濕了空氣，大大改善了生態環境，人們有了難能可貴的親水機緣和美好的景觀享受。

太原市屬于暖溫帶干旱大陸性氣候區，除雨季幾場集中的暴雨外，一年四季最顯著的就是干燥。太原年平均蒸發量1 822 mm。建國后，平均降水量為467.1 mm/年，人均水資源為173 m3，僅占全國平均水平的8.4%。所以除雨季外，補水是景區蓄水池一項長期常態化的管理任務。景區制定了良好的監測水流、水位和補水制度，橡膠壩良好的運作保證了池水的適當蓄水量。

太原雨季在6月份～9月份，降水量約占全年的70%。平常少雨干旱，暴雨常常集中在此時襲來。太原市區是盆地形，三面環山，河溝短，坡度大，硬化面積越來越大，汛期暴雨來臨，雨水迅速從邊山支溝匯集滾滾而來，這也是汾河景區關系到太原幾百萬人民生命財產安全的首要任務。這時景區在市防汛辦、景區指揮部統一領導下，嚴格、緊急實施抗洪搶險預案，統一指揮，有計劃進行塌壩運行，先依據暴雨時間、雨水量決定塌壩高度和時間，確保泄洪通暢；當特大暴雨來臨，預測流量大于400 m3/s，7條橡膠壩全部塌壩運行，并接受上級指示，組織全體員工搶險排洪，確保泄洪暢通和城市安全。

3 太原汾河景區對橡膠壩的管理和維護

橡膠壩是景區水利工程的核心。景區橡膠壩工程建成之后，管理和維護就成為常態化的重任。管理人員經常對橡膠壩工程的壩體、壩袋、供電設施、主要機泵設備、供排水管道、充放水電動閘閥、排水閘閥、河床沖淤變化等進行檢查。檢查壩袋表面有無破損；將錨固件定期緊固，管道、閘閥等易銹件定期進行除銹保養。

汾河河道是多泥沙的河道。當汛期洪水進入蓄水池，會帶來大量的泥沙造成淤積，邊山支溝及市區初期的小洪水中也會攜帶有大量的漂浮物(樹枝雜物、污穢垃圾等)、泥沙等進入河道。這些都會對橡膠壩的運行帶來淤積和破損的威脅。 泄洪采取塌壩運行時，河水就會把大量泥砂和漂浮物帶到壩前，引起壩前淤積。景區在洪水過后，再次沖壩前，都要進行大量的清淤工作(包括其他出水河道)，把壩袋底板的異物、壩袋上存有的淤泥、壩體上下游漂浮物、壩袋和墩面夾縫中淤積的砂石清理干凈，消除這些造成壩袋破損的安全隱患。

冬季，還必須做好對橡膠壩冰凍損壞的防護。為使橡膠壩在嚴寒的冬季能正常運行，景區入冬前就把壩袋的高度調整合適。如果結冰后，景區則對橡膠壩前破冰提出明確要求：為了防止凍脹的橡膠壩前冰面對橡膠壩壩袋造成破壞，施工要在橡膠壩前約10 m～20 m之間范圍內與壩袋平行的東西向破冰，破冰寬度要保證1 m以上；而破冰長度必須按照7條橡膠壩長度，包括兩條副壩的起止點外全部破通。施工嚴格做到了這一要求。

4 舊壩更新

汾河景區在2000年治理美化工程始建時安裝運行的1號～4號橡膠壩，為景區蓄水、防汛、泄洪立下的汗馬功勞。但經歷過18年的日夜運行，風吹日曬，洪水搏擊，雜物磨毀，冰凍凝損，加之橡膠老化嚴重，壩袋出現了多處破爛滲漏。2017年經市政府批準，進行了舊壩更新。

更新施工于2017年11月開始。這次工程的橡壩壩袋是螺栓錨固。景區領導帶領相關人員現場協調，督導，監理，施工人員戰勝嚴寒， 拆除了舊壩，難度很大地破除了原有的混凝土基底，然后將螺栓固定在鋼筋上，重新進行混凝土澆筑，螺栓錨固一條線，標高符合要求。時值嚴冬酷寒時節，澆筑的混凝土需要采取保溫防凍措施，以達到良好的固化效果。施工人員每日三班輪流檢查溫度變化，必要時給予加溫，以保證質量。然后安裝壩袋。由于在嚴冬施工，又在河道內，工程環節又較繁雜，歷時三個月的艱苦奮戰，4條壩在2018年的春節前更新完畢。2018年初，隨著上游汾河水庫春澆水的釋放，4條新橡膠壩進行了充水、塌壩、蓄水等的嚴格調試，經檢測，安裝牢固、嚴密，質量完全符合更新設計要求。

5 結語

20年的實踐證明，太原汾河景區治理美化工程選擇了橡膠壩，并以良好的布局、運行、管理和維護，充分發揮了橡膠壩的性能優勢；橡膠壩也展現出優良的功能和高效的成果，回饋了汾河景區，回饋了社會和人民。新時代新的科技成果，與新時代的思想和精神，意志和動力結合起來，就會產生出改造自然的豐碩果實。太原汾河景區的經驗和范例，對全國城市景觀水利工程建設應該是一份借鑒的財富吧。