橡膠壩工程設計中有關(guān)問題的探討

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面對當前水資源日益短缺和用水之間矛盾日益突出的現(xiàn)狀,為充分開發(fā)利用水資源，對棧子橡膠壩工程興建緣由、設計方案比擬中有關(guān)問題進行了分析探討。
關(guān)鍵字：橡膠壩 興建緣由 方案擬定 可行性

一、工程概況

　　棧子建閘地處東港區(qū)濤雒鎮(zhèn)以南，棧子村北，屬濱海水系，位于巨峰河下游分洪河道——竹子河上。壩址以上流域面積198km²，干流長28km²。巨峰河發(fā)源于巨峰水庫上游甲子山，在棧子村北入海，河道徑流在大劉莊村西南由竹子河、南店河分流入海，其中竹子河分流口寬100m，南店河分流口寬40m。閘址區(qū)域為河流相沖淤積地貌，地形起伏較小，沉積韻律明顯。流域植被覆蓋較好，水土保持完善。

二、興建緣由

　　竹子河兩岸為河相沖積小平原，地勢低洼，海拔高程22.0～4.0m，由于受海潮侵襲影響，本區(qū)內(nèi)基本是堿性沙壤土。沿河有4500畝葦場荒灘無法利用，近15km²范圍內(nèi)地下水礦化度高，不符合人畜飲用標準。區(qū)域為日照水庫下游灌區(qū)，由于渠系配套不完善，老化失修嚴重，灌溉用水困難，加之工業(yè)及城市生活用水量大，農(nóng)業(yè)用水越來越緊缺。

　　興建棧子攔河建筑物對于充分利用地表水資源，緩解日照水庫供需水，防止海水倒灌，提高人民生活質(zhì)量，開發(fā)利用葦場荒灘，改良鹽堿地，發(fā)展淡水養(yǎng)殖，都具有重要意義，經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益顯著。

三、工程方案比擬

　　1、壩址選擇

　　棧子建壩壩址擬定了三個方案進行比較。

　　1)入?？冢悍莱毙Ч?流域面積大，來水量多。但河道入海口為淤沙質(zhì)海岸，位置變遷大，地質(zhì)條件差，工程建設困難，投資多；地勢低，攔蓄淡水利用率低，引海水和攔蓄淡水矛盾較大。

　　2)棧子村北：東距入?？?.8km。防潮效果較好，地勢高，灌溉及淡水養(yǎng)殖引水方便，工程量小，投資省，經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益顯著。但地質(zhì)條件較差，流域面積小，來水量較少，興利調(diào)節(jié)性能相對較差。

　　3)大劉莊村西：東距入?？?km。流域面積較大，來水量多，地勢高，灌溉及水產(chǎn)養(yǎng)殖引水方便。但無擋潮性能，工程量大，投資多。

　　綜合考慮地形、地質(zhì)、水流、泥沙、環(huán)境影響等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后，確定采用第二方案，即壩址選在棧子村北方案最優(yōu)。

　　2、形式擬定

　　沿海河道攔河工程結(jié)構(gòu)形式主要有提升閘、橡膠壩、水力自動翻板閘等。

　　1)提升閘：根據(jù)閘門制作材料不同，又分為鋼筋混凝土閘門、鋼閘門及木閘門等。它具有運行可靠，使用方便，水位可人為控制等特點。但造價高，結(jié)構(gòu)復雜，運行費用大，啟閉速度慢，影響行洪。

　　2)橡膠壩：具有造價低，技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，抗震性能好，不阻礙河道行洪，而且橡膠壩作為一種高分子合成材料的新型水工建筑物，結(jié)構(gòu)新穎、獨特，壩體運用的新型材料，美觀大方，建成后美化環(huán)境，增加旅游景點，提高經(jīng)濟效益。但壩袋堅固性較差，易老化。

　　3)水力自動翻板閘：具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，節(jié)省能源，工程造價低，管理維修方便等特點，但水位無法人為調(diào)節(jié)，運行方式不靈活。

　　根據(jù)周邊地區(qū)對上述幾種型式的閘門的運用狀況分析，通過社會經(jīng)濟效益及技術(shù)比較和反復論證，結(jié)合實際情況，本工程采用橡膠壩。

　　3、工程設計

　　橡膠壩按充脹介質(zhì)可分為充水式、充氣式。充水橡膠壩在壩頂溢流時袋形比較穩(wěn)定，過水均勻，對下游沖刷較小；由于氣體具有較大的壓縮性，充氣橡膠壩在壩頂溢流時，出現(xiàn)凹口現(xiàn)象，水流集中，對下游河道沖刷較強。在有冰凍的地區(qū)，充氣橡膠壩內(nèi)的介質(zhì)沒有冰凍的問題；充水橡膠壩不具備這一優(yōu)點。充氣橡膠壩氣密性要求高；充水橡膠壩這方面的要求相對低些。充氣橡膠壩比充水橡膠壩工程投資低。根據(jù)運用要求和工程條件，綜合考慮兩個不同介質(zhì)橡膠壩的優(yōu)缺點，擬采用充水式橡膠壩，壩袋與底板的連接采用雙錨線錨固。

　　棧子橡膠壩東距入?？?.8km，西距204國道2.1km。設計壩室總長168.0m，壩軸線與河道中心線垂直?？拷拥雷蟀对O調(diào)節(jié)閘2孔，用于沖刷壩前淤泥，調(diào)節(jié)壩前水位。采用梁板式鋼筋混凝土平面閘門擋水，單吊點啟閉。調(diào)節(jié)閘右側(cè)為橡膠壩壩體，共3跨。順水流向自上而下依次設鋪蓋、底板、消力池，海漫、防沖槽等。

　　為滿足壩袋充排水需要，設計在河道左岸堤外打沉盤井一眼，在橡膠壩左壩端建充排水泵站一處，通過管道系統(tǒng)對壩袋進行充排水。

四、運行管理

　　水利工程建設是基礎，使用是目的，管理是關(guān)鍵。為了切實保證管好、用好橡膠壩工程，

　　充分發(fā)揮灌溉、防潮、養(yǎng)殖效益，除了搞好設施配套外，還必須設專門技術(shù)人員，嚴格按以下要求運行控制：

　　1、工程竣工后，橡膠壩應進行蓄水試驗。壩袋充水不應超過設計內(nèi)壓力，壩前蓄水位控制在4.6m高程以下。

　　2、正常運行時，嚴禁壩袋超高超壓運用。

　　3、壩頂溢流時，可通過改變壩高來調(diào)節(jié)溢流水深，從而避免壩袋發(fā)生振動。高溫季節(jié)，可適當降低壩高，在壩頂面短時保持一定溢流水深，以降低壩袋表面溫度。

　　4、行洪坍壩時，應均勻?qū)ΨQ，緩慢坍落，避免下游有害沖刷。

五、工程的可行性

　　棧子橡膠壩工程是一處集農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖于一體的綜合利用水利工程，工程建成以后，不僅能有力的促進當?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，而且對自然、生態(tài)、社會環(huán)境的改善產(chǎn)生了積極的影響。

　　1、改善水源條件，緩解供需矛盾。橡膠壩建成后，擋水高度2.5m，興利庫容387.9m³，改良荒灘鹽堿地5500畝，能有效地緩解日照水庫供需水矛盾，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。

　　2、發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，提高人民生活水平。工程度建成后，可利用沿河澇洼地發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖4500畝，對調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進經(jīng)濟發(fā)展，提高人民生活水平，將發(fā)揮重要作用。

　　3、改善自然環(huán)境，促進社會發(fā)展。工程建成后，能為動植物生長、繁衍創(chuàng)造有利的條件。沿河兩岸通過植樹綠化，可減緩風速，凈化空氣，改善局部小氣候，增加旅游景觀，提高人民生活質(zhì)量，促進社會發(fā)展。