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氣動盾形閘門系統在山區河流城市景觀水利工程中的適用性分析

发布日期:2018-11-26 浏览数:408 次

1、山區河流水文泥沙特性
山區河流水文泥沙特性複雜,不同地域的河流其特性不盡相同,且差異較大,但其基本特性及表現型式類似,大致歸納總結以下幾個方面的基本特性:
(1)彙流特性:山區型流域,相對于平原型流域而言,山地溝系發育,地面陡峻、比降大,雨水能迅速向溝壑、水溪彙集,彙流速度快,流域對降雨的調蓄作用弱,彙流時間短,受降雨過程和暴雨空間分布的影響靈敏,洪水流量過程線呈陡漲陡落趨勢,變化劇烈、迅速,且多呈現複峰過程,即使是孤立洪水過程,其洪峰端也常呈現雙峰或多峰型,起漲流量與地面徑流終止時的流量變化不大。
(2)水沙特點和沖淤特性:山區河流的泥沙輸移特性及泥沙組成等與平原河流不同。
(3)水流和暴雨特性:山區河流多呈現季節性水流,在旱季或無雨期,河槽中水流細小甚至幹涸無水;在雨季或汛期的暴雨易形成大洪水及災害性洪水。

 

2、山區城市河流建設功能要求

閘(壩)在山區城市河流中的建設,需要在不影響河流自身行洪規模的前提下,攔河蓄水、提升枯水期景觀水位、改善城市水環境,帶動兩岸濱河景觀的建設。受河流水文特性和洪水特性的影響,決定其必須具有的功能特點爲:足夠的孔口規模在汛期宣泄洪水:能結合水情預報和管理調度進行靈活的啓閉運行;盡量不雍高汛期上遊洪水水位,以免造成上遊的防洪壓力:擋水泄水結構要求使用壽命長、結構可靠、抗沖擊、耐磨蝕。同時,山區河床往往相對狹窄,特別在城市中兩岸布置空間有限,應盡量減小建築物體量和少占河道,減少占地和開挖範圍,平面布局緊湊合理,主體泄水建築物應布置于河流的主流河槽,宜與水流方向正交布置,盡量減少對原河道的改變和過流影響.以免泄流對下遊兩岸的沖刷。

 

3、閘(壩)型式對比

對于山區河流來說,承泄洪水流量大,防洪水位高,爲避免閘(壩)上遊壅水而引起的水面線擡高,傳統的砌石、混凝土等固定溢流壩型顯然不適合在城市景觀河流中建設。而對于傳統的水閘而言。由于流量大、河道寬,需要設置閘門的跨度很大,常規閘門已很難滿足這樣的條件,無論是直升式、臥倒式、橫拉式平板閘門或者弧形閘門,大部分門型單孔寬度都受到限制,閘墩數量設置較多,閘墩的阻水作用會直接造成壩上壅水,推高水面線,給兩岸的防洪造成較大的壓力,且爲滿足高位洪水過境,大部分閘上結構高度相對較高。同時還必須設置工作橋、維修廊道和啓閉機等輔助設備,增加了工程的投資。因此,此類活動壩型式宜采用開敞式大跨度閘門或者可靈恬開啓的活動壩型。

針對山丘地區河流的水文泥沙特性,氣動盾形閘門系统与水力自控翻板闸门、液压翻板闸门、液压钢坝(底轴驱动翻转闸门)、橡膠壩、液压升降坝五种坝型进行技术比较。

3.1氣動盾形閘門与水力自控翻板闸门的比较
(1)氣動盾形閘門無中間閘墩連接,水的流態較好,水力自控翻板閘門後設置有支承墩,有時爲保護支承部件,翻板閘門前還設置有閘前防護墩,易卡塞和阻水,水流態較差:
(2)氣動盾形閘門無需河道整理,不會造成河道淤積,不會被漂浮物、淤泥等卡阻,水力自控翻板閘易受淤沙或者漂浮物的影響而不能正常啓閉:
(3)氣動盾形閘門密封性好,不易漏水;
(4)氣動盾形閘門自身不阻水,完全倒伏、高效泄水,水力自控翻板閘門中間形成一道很厚的阻水面,影響泄洪斷面,受洪水沖擊;
(5)氣動盾形閘門起伏狀態可控,不會因無預知的倒伏而造成下遊危險:水力自控翻板閘門由于其工作原理是利用水壓與自重平衡的作用,使門體自動打開,不受人爲控制,加上各種運行時的阻卡不同,很難把控合宜的開門時間,閘門開門泄洪時往往會對下遊造成突然性的洪峰,造成一定程度的破壞;
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