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截流蓄水的水工建築物——橡膠壩

發布日期:2018-12-03   10:24:28  信息來源:青島草莓视频app下载工業  瀏覽數:589 次

        隨著我國改革開放的深入和現代化進程的推進,我國用水結構也隨之發生改變,工業、農業和城市生活用水的比例做出相應的調整。因此,在保證城市用水和工業用水的同時,如何保證我國農業的灌溉用水保證率,是當前急需解決的現實問題。水資源已成為我國經濟發展的重要製約因素之一。水的需求與快速發展的矛盾逐漸凸顯, 水的地位愈顯突出。然而, 在我國眾多的中小型水庫中, 因防洪標準不足,溢洪道泄洪能力低,水庫蓄水未達設計要求的半拉子工程卻很多;許多河流水資源都沒有充分利用,特別是平原河流產生大量的徑流損失。因此,保持和擴大現有水庫庫容,減少徑流損失,盡可能多的截蓄現有水資源,是解決水資源緊缺的有效途徑,對提高我國農業灌溉、工業和城市用水的保證率具有十分重要的意義。

 

1  橡膠壩的特點

        橡膠壩是橡膠和帆布按設計要求的尺寸,錨固在底板上成封閉狀,用水或氣充脹形成的袋式擋水壩。具有如下優點: 

①結構簡單,節省材料,造價低。壩袋是以橡膠和作為受力骨架的合成纖維織物等製成的薄壁柔性結構,代替鋼、木及鋼筋混凝土結構。因為不需要建工作橋和安裝啟閉機等,所以顯著節省材料,從而降低工程造價;

 ②施工期短。壩袋在工廠加工,然後現場安裝,且機械化施工安裝方法工作效率高,所以施工速度快; 

③管理方便,運行費用低。橡膠壩的控製係統僅為水泵(空壓機) 、閥門等,管理方便。壩袋的膠布平時幾乎不需要維修,運行管理費用比閘壩低得多;

 ④抗震性能好。橡膠壩的壩體為柔性薄殼結構,富有彈性,具有以柔克剛的性能,能抵抗強大的地震波和特大洪水。河北唐山陡河橡膠壩經受住唐山大地震的考驗; 

⑤跨度大,地形適應性強。橡膠壩經濟跨度一般在100~150 m。可根據地形條件靈活布置成斜坡式連接或堵頭式布置等; 

⑥不阻水,止水效果好。壩袋錨固在底板和岸牆上,基本上能達到不漏水。塌壩後,壩袋緊貼底板,基本不縮小原有河床過水斷麵。

        其主要缺點是堅固性差,易老化。由材質決定壩袋堅固性差,且在日光、大氣和水的作用下易老化,據統計,我國已建橡膠壩壩袋壽命一般在15~20 a。但現在已有多種措施用以提高壩袋的使用壽命,如塗防護漆液、改變材料的化學和分子結構、合理的設計和安裝以及科學的管理等,已經在一定程度上提高了其使用壽命。雖然橡膠壩存在顯著的缺點,然而投資低、適應性強、施工期短等優點決定了其在水庫閘壩的續建和改造中優勢地位。

 

2  橡膠壩在水庫溢洪道上的應用

         黑龍江省齊齊哈爾市位於嫩江之濱,是我國重要的商品糧基地之一。該市擁有大、中、小型水庫70 餘座,然而每年都要麵臨著春旱威脅,其主要原因是大多數水庫防洪標準不足,溢洪道泄洪能力低, 水庫蓄水未達設計要求,以至於不能充分滿足灌溉用水需要。防洪要求盡可能降低擋水建築物的高度,保證灌溉和發電要求是多蓄水,誕生於工程實踐的橡膠壩有效解決了這一矛盾問題。橡膠壩建在溢洪道上,壩後緊接陡坡段,下遊無明顯的回流頂托現象,壩袋不易產生振動,其運用條件可行。運用橡膠壩可解決蓄水和防洪之間的矛盾,在汛期塌壩,恢複過流斷麵,不影響水庫行洪;非汛期壩袋充水擋水,有效的節流蓄水,減少棄水。既提高了農田的灌溉用水保證率,又取得了較高的發電水頭,提高了單機容量和發電出力。廣東省龍門縣犀牛尾水利樞紐工程,1965 年修建,其目的是灌溉,為了提高經濟效益,1981 年擴建電站,裝機10 台。1994 年在其原有引水壩上修建了一條高0. 6 m ,長83. 6 m的充水式橡膠壩。該壩現已安全運行10 a以上,運行效果良好,其主要表現為: 

①提高了灌溉用水保證率。該工程最初的目的是灌溉,灌溉麵積400 hm2 ,沒有加建橡膠壩前,壩前水頭很低,蓄水能力差,在幹旱年份難以保證灌溉用水。橡膠壩建成後,提高了灌溉用水保證率; 

②增加了發電量和年利用小時數。平均每年增加發電量372 kW,年增的發電效益,1 a就可收回橡膠壩工程投資;

③運行管理方便。壩袋充排水時間約40 min ,比閘門啟閉方便,也比水力自控閘門方便。橡膠壩升降靈活,能及時排洪,及時攔蓄洪水,減少棄水。

 

3  攔河橡膠壩

        利用攔河橡膠壩可以有效減少徑流量,蓄留更多的水源,以滿足工農業生產和城市用水的需求。從一些城市已建成橡膠壩運行效果看,攔河橡膠壩具有以下優點和功用:
(1) 擴大水域麵積,減少河灘沙地裸露麵積,抑製和減少城區揚沙現象的發生,改善區域小氣候。建壩也將增加水體在城區江段的滯留時間,從而加強了河流的光照作用,延長河水淨化時間,在壩下由於跌水作用,增加了河流含氧能力,使水體中溶解氧量增加,從而改善城區江段的水環境。
(2) 可抬高河流枯水位,提高城市自來水廠的引水保證率,從而使城市生產生活用水得到保證。
(3) 可增加城區地下水補水給量,改善市區地下水資源狀況,極大地緩解城市地下水超采問題。
(4) 可使沿江地區土地大幅度增值,有利於該市城市發展戰略的實施。橡膠壩工程建成後,形成的水域將和灘地建成遊樂場、公園景點、林帶、草坪等,共同構成沿河公園。
(5) 修建橡膠壩工程,對自然景觀、生態平衡、區域氣候等都將產生積極有利的影響,為增強城市的整體功能,發展旅遊經濟,開發招商引資工作創造條件。
(6) 橡膠壩工程建成後,水位抬高,水量豐富,河道泥沙淤積量減小,基本不受汙染,水質良好,可發展水上娛樂及水產養殖項目,有利於地方經濟發展。

 

4  結 語

        橡膠壩工程本身節省材料, 輕便、靈活、不阻水、施工快、管理方便、節省投資,安全可靠。應用於水庫溢洪道更是經濟效果顯著,使部分滯洪庫容與有效庫容相結合,提高了水的利用率;用做攔河橡膠壩不僅有擴大水域麵積改善區域環境的作用,解決地下水超采的問題,而且有力的保證了城市生產生活用水。橡膠壩工程投資比一般閘壩少很多,而且設計和管理理論已較為成熟,因此,應用橡膠壩截流蓄水是一個行之有效的改善缺水狀態的好辦法,同時有利於社會經濟發展和人民生活水平的提高。