论文部分内容阅读
【摘要】为了适应新形式下景观水利、生态水利、民生水利对活动坝工程建设的需要，本文通过对固原市彭阳县旅游风景区茹河瀑布活动坝类型分析比较，结合当地实际情况，推荐经济合理、美观实用的活动坝类型，以便推广应用。
【关键词】液压活动坝；景观水利；应用；宁夏彭阳县
1. 前言
（1）景观水利、生态水利液压活动坝是新兴的一种低水头、大跨度拦水坝，通过多年实践检验，在水利行业已成为先进的活动坝，适用于洪水涨落快速的山区、丘陵地区、干旱缺水地区、蓄水区域地下水位恢复及较寒冷冰冻地区的冬季蓄水等，应用范围十分广泛，是水利行业科技一项重要发明成果。
（2）景观水利、生态水利液压活动坝可根据河道蓄水能力，实现任意高度挡水，坝面可在任意设定角度范围内停留支撑，所有坝面数百米可迅速调平直线，便于集中控制，同时还可实现单扇或多个坝扇任意组合或同步调节，减少水流对下游的冲刷，使原有水生态环境不受影响，促进自然 环境的恢复。
（3）2012年10月，以彭阳县茹河瀑布为重点的茹河瀑布风景区被水利部命名为国家级水利风景区，该县杨坪村在2013年“中国最美村镇”评选活动中荣获“中国最美村镇”景观奖，被宁夏固原市旅游局确定为乡村旅游示范点。近年来，前来茹河瀑布风景区观光旅游的人数明显增多。据彭阳县文化旅游局统计，2015年彭阳县茹河瀑布旅游人数达到38.2万人次，旅游社会收入1.14亿元；2016年1到5月，旅游人数已经达到33.9万人次，旅游社会收入2.54亿元，出现了良好的增长势头，为彭阳县社会经济发展做出了贡献。
2. 设计理念
2.1液压活动坝与传统坝型比较。活动坝主要分为橡胶坝、翻板坝和液压活动坝三种坝型。
（1）橡胶坝。 主要应用于低水头、大跨度的闸坝工程。其优点是结构简单、自重轻、坝型美观、抗震性好；缺点是可靠性、安全性较差，坝袋易被硬质漂浮物或尖锐物损坏，尤其是冰冻问题损坏坝袋，泥沙问题难以解决，需要人工定期清除漂浮物，塌坝、立坝时间长，有时会出现塌坝不及时，造成坝体被冲现象。固原市2008年在清水河上建设的长300米，高3.0米的橡胶坝，因淤积严重，影响泄洪且存在安全隐患，2016年5月被拆除。
（2）翻板坝。 主要通过河道上游来水量的变化，自动控制作用于闸板上的合力大小及作用点位置，同时利用相关结构的协调配合，实现翻板闸板的开启与关闭。其优点是投资小、施工期短、结构简单、运行管理方便；缺点是易阻水、影响河道行洪，特别是较大洪水，坝体易冲毁、易被上游漂浮物卡塞和泥沙淤积、闸板易出现漏水、渗水问题，上游漂浮物清除困难。
（3）液压活动坝。 液压活动坝的构造由闸板、电机螺旋杆、液压杆、支撑杆、液压缸等组成。其优点是受力结构好、强度高、抗冲击、不怕淤积和堵塞河道，行洪可靠，降坝迅速，不需要任何动力源，坝体组合和外观形式美观，自控系统控制方式灵活多样，检修和维护方便；缺点是液压坝的支撑锁定装置不稳定、检修较困难，液压活动坝在其活动范围内存在长期锁定问题。
2.2坝型推荐。液压活动坝从力学结构、技术成熟程度、适应自然条件、运行管理、安全性、可靠性、投资规模等角度分析论证，它是将钢结构一体化与液压驱动升降装置集成，所形成的一个配套完整的活动式启闭系统；自动化程度高，集安全性、可靠性、环保节能为一体，并克服了传统活动坝型的主要缺陷，兼备了传统活动坝型主要优点，技术应用十分广泛的坝型。
3. 工程概况
3.1地理位置。茹河瀑布液压活动坝位于彭阳县城阳乡杨坪村附近，距彭阳县城25千米，在茹河人工瀑布下游100米处，地理位置：东经106°51′45″，北纬35°47′41″。茹河瀑布系洪水冲刷河床使河床下切形成，原始瀑布落差约5.8米，规模较小，河床宽度约40米左右。由于瀑布落差较小，为了使瀑布形成一定规模的景观效应，2012年实施了彭阳县茹河瀑布人工景观工程，工程在原有瀑布位置修建人工景观瀑布，通过加高河床，增大瀑布落差，并对瀑布的外观进行原生态处理，使瀑布具有壮观、自然的景观效应。
3.2工程地质。该地区属中低山地貌，为茹河流域。瀑布位置河床表层为层状页岩，呈薄层状，结构面发育，厚度约1.3米左右，页岩下面为层状砂岩，岩体完整，呈巨厚层状，结构面不发育，厚度约为2.8米左右；巨厚层状砂岩下面为互层状砂岩，岩体较完整，呈互层状，结构面较发育，间距为20～30厘米，厚度约1.5米；互层状砂岩下面又为巨厚层状砂岩。场地处未见断裂等地质构造现象。
4. 工程规模
4.1工程等别、建筑物级别及防洪标准。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252--2000、《防洪标准》（GB50201-94）规定，液压活动坝10年一遇防洪流量为432立方米/秒，根据水闸设计规范，液压活动坝工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。设计防洪标准与河道一致为50年一遇。按照《中国地震动参数区划图》GB18306-2001（1：400万）要求，该区域地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度Ⅷ度，设计烈度采用Ⅷ度，工程抗震设防类别为丁类。
4.2设计成果。
（1）液压活动坝为开敞式水闸，底板为平底板结构；共设置三孔闸，每孔净宽6米，挡水高度为2米；两岸采用圆弧翼墙与河道堤防相衔接，以保证水流平顺过闸。工程由上游衔接段、闸室段、消力池段、下游衔接段等部分组成。
（2）进口段顺水流方向长度为7.0米，底板高程为1270.00米，底板厚0.5米。混凝土重力闸坝顺水流向长度为6.0米，闸底板高程为1269.45米。在护坦末端修建消能坎形成消力池，消力池为C25钢筋混凝土结构，消力池总长10米，消力池池深0.35米，池底高程1269.05米，底板厚0.5米，后接长5.0米，厚0.5米干砌石。控制室与泵站配电房设置在活动坝左岸。工程总投资1100万元。
5. 施工技术要点
（1）基础处理。液压活动坝对基础处理要求较高，当基础发生不均匀沉降时，会造成液压活动坝变形，立坝、塌坝十分困难，易产生漏水、渗水。
（2）基础预埋件。液压活动坝基础预埋件在底板混凝土浇筑前进行，定位准确，精度要求高，埋件时防止出现扭、弯、折，避免安装时发生错位，出现卡阻现象。
（3）液压缸埋设。液压坝主液压缸的基座布置在于消力池的底部，全部的油管和软管也位于此部，而消力池长期处于淤积和水中，液压缸及油管检修相对困难，如果必须检修，就需要截流排空，清除淤泥，拆除部分混凝土，工程量比较大。
6. 结束语
彭阳县茹河瀑布液压活动坝2016年5月开工建设，2016年9月底完成主体工程建设，开始立坝蓄水，并形成了一定规模的水面，闸板启闭自如、灵活，开辟宁夏南部山区在多泥沙河流新建液压活动坝的实例。该液压活动坝具有施工简单、投资低、美观实用、景观效果好的优点，具有一定的指导作用和推广价值。
参考文献
[1]朱建业、邵维中等，《水利水电工程地质勘察规范》，中国计划出版社，1999.
[2]《湿陷性黄土地区建筑规范》，》GB50025-2004，中国建筑工业出版社，2004
[3]宁夏水利水电勘测设计院.《彭阳县茹河瀑布地质勘察报告》[R].2016年.
[4]固原市水利勘测设计院.《彭阳县瀑布设计报告》[R].2016年.
【关键词】液压活动坝；景观水利；应用；宁夏彭阳县
1. 前言
（1）景观水利、生态水利液压活动坝是新兴的一种低水头、大跨度拦水坝，通过多年实践检验，在水利行业已成为先进的活动坝，适用于洪水涨落快速的山区、丘陵地区、干旱缺水地区、蓄水区域地下水位恢复及较寒冷冰冻地区的冬季蓄水等，应用范围十分广泛，是水利行业科技一项重要发明成果。
（2）景观水利、生态水利液压活动坝可根据河道蓄水能力，实现任意高度挡水，坝面可在任意设定角度范围内停留支撑，所有坝面数百米可迅速调平直线，便于集中控制，同时还可实现单扇或多个坝扇任意组合或同步调节，减少水流对下游的冲刷，使原有水生态环境不受影响，促进自然 环境的恢复。
（3）2012年10月，以彭阳县茹河瀑布为重点的茹河瀑布风景区被水利部命名为国家级水利风景区，该县杨坪村在2013年“中国最美村镇”评选活动中荣获“中国最美村镇”景观奖，被宁夏固原市旅游局确定为乡村旅游示范点。近年来，前来茹河瀑布风景区观光旅游的人数明显增多。据彭阳县文化旅游局统计，2015年彭阳县茹河瀑布旅游人数达到38.2万人次，旅游社会收入1.14亿元；2016年1到5月，旅游人数已经达到33.9万人次，旅游社会收入2.54亿元，出现了良好的增长势头，为彭阳县社会经济发展做出了贡献。
2. 设计理念
2.1液压活动坝与传统坝型比较。活动坝主要分为橡胶坝、翻板坝和液压活动坝三种坝型。
（1）橡胶坝。 主要应用于低水头、大跨度的闸坝工程。其优点是结构简单、自重轻、坝型美观、抗震性好；缺点是可靠性、安全性较差，坝袋易被硬质漂浮物或尖锐物损坏，尤其是冰冻问题损坏坝袋，泥沙问题难以解决，需要人工定期清除漂浮物，塌坝、立坝时间长，有时会出现塌坝不及时，造成坝体被冲现象。固原市2008年在清水河上建设的长300米，高3.0米的橡胶坝，因淤积严重，影响泄洪且存在安全隐患，2016年5月被拆除。
（2）翻板坝。 主要通过河道上游来水量的变化，自动控制作用于闸板上的合力大小及作用点位置，同时利用相关结构的协调配合，实现翻板闸板的开启与关闭。其优点是投资小、施工期短、结构简单、运行管理方便；缺点是易阻水、影响河道行洪，特别是较大洪水，坝体易冲毁、易被上游漂浮物卡塞和泥沙淤积、闸板易出现漏水、渗水问题，上游漂浮物清除困难。
（3）液压活动坝。 液压活动坝的构造由闸板、电机螺旋杆、液压杆、支撑杆、液压缸等组成。其优点是受力结构好、强度高、抗冲击、不怕淤积和堵塞河道，行洪可靠，降坝迅速，不需要任何动力源，坝体组合和外观形式美观，自控系统控制方式灵活多样，检修和维护方便；缺点是液压坝的支撑锁定装置不稳定、检修较困难，液压活动坝在其活动范围内存在长期锁定问题。
2.2坝型推荐。液压活动坝从力学结构、技术成熟程度、适应自然条件、运行管理、安全性、可靠性、投资规模等角度分析论证，它是将钢结构一体化与液压驱动升降装置集成，所形成的一个配套完整的活动式启闭系统；自动化程度高，集安全性、可靠性、环保节能为一体，并克服了传统活动坝型的主要缺陷，兼备了传统活动坝型主要优点，技术应用十分广泛的坝型。
3. 工程概况
3.1地理位置。茹河瀑布液压活动坝位于彭阳县城阳乡杨坪村附近，距彭阳县城25千米，在茹河人工瀑布下游100米处，地理位置：东经106°51′45″，北纬35°47′41″。茹河瀑布系洪水冲刷河床使河床下切形成，原始瀑布落差约5.8米，规模较小，河床宽度约40米左右。由于瀑布落差较小，为了使瀑布形成一定规模的景观效应，2012年实施了彭阳县茹河瀑布人工景观工程，工程在原有瀑布位置修建人工景观瀑布，通过加高河床，增大瀑布落差，并对瀑布的外观进行原生态处理，使瀑布具有壮观、自然的景观效应。
3.2工程地质。该地区属中低山地貌，为茹河流域。瀑布位置河床表层为层状页岩，呈薄层状，结构面发育，厚度约1.3米左右，页岩下面为层状砂岩，岩体完整，呈巨厚层状，结构面不发育，厚度约为2.8米左右；巨厚层状砂岩下面为互层状砂岩，岩体较完整，呈互层状，结构面较发育，间距为20～30厘米，厚度约1.5米；互层状砂岩下面又为巨厚层状砂岩。场地处未见断裂等地质构造现象。
4. 工程规模
4.1工程等别、建筑物级别及防洪标准。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252--2000、《防洪标准》（GB50201-94）规定，液压活动坝10年一遇防洪流量为432立方米/秒，根据水闸设计规范，液压活动坝工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。设计防洪标准与河道一致为50年一遇。按照《中国地震动参数区划图》GB18306-2001（1：400万）要求，该区域地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度Ⅷ度，设计烈度采用Ⅷ度，工程抗震设防类别为丁类。
4.2设计成果。
（1）液压活动坝为开敞式水闸，底板为平底板结构；共设置三孔闸，每孔净宽6米，挡水高度为2米；两岸采用圆弧翼墙与河道堤防相衔接，以保证水流平顺过闸。工程由上游衔接段、闸室段、消力池段、下游衔接段等部分组成。
（2）进口段顺水流方向长度为7.0米，底板高程为1270.00米，底板厚0.5米。混凝土重力闸坝顺水流向长度为6.0米，闸底板高程为1269.45米。在护坦末端修建消能坎形成消力池，消力池为C25钢筋混凝土结构，消力池总长10米，消力池池深0.35米，池底高程1269.05米，底板厚0.5米，后接长5.0米，厚0.5米干砌石。控制室与泵站配电房设置在活动坝左岸。工程总投资1100万元。
5. 施工技术要点
（1）基础处理。液压活动坝对基础处理要求较高，当基础发生不均匀沉降时，会造成液压活动坝变形，立坝、塌坝十分困难，易产生漏水、渗水。
（2）基础预埋件。液压活动坝基础预埋件在底板混凝土浇筑前进行，定位准确，精度要求高，埋件时防止出现扭、弯、折，避免安装时发生错位，出现卡阻现象。
（3）液压缸埋设。液压坝主液压缸的基座布置在于消力池的底部，全部的油管和软管也位于此部，而消力池长期处于淤积和水中，液压缸及油管检修相对困难，如果必须检修，就需要截流排空，清除淤泥，拆除部分混凝土，工程量比较大。
6. 结束语
彭阳县茹河瀑布液压活动坝2016年5月开工建设，2016年9月底完成主体工程建设，开始立坝蓄水，并形成了一定规模的水面，闸板启闭自如、灵活，开辟宁夏南部山区在多泥沙河流新建液压活动坝的实例。该液压活动坝具有施工简单、投资低、美观实用、景观效果好的优点，具有一定的指导作用和推广价值。
参考文献
[1]朱建业、邵维中等，《水利水电工程地质勘察规范》，中国计划出版社，1999.
[2]《湿陷性黄土地区建筑规范》，》GB50025-2004，中国建筑工业出版社，2004
[3]宁夏水利水电勘测设计院.《彭阳县茹河瀑布地质勘察报告》[R].2016年.
[4]固原市水利勘测设计院.《彭阳县瀑布设计报告》[R].2016年.