彩色橡胶坝的自动化控制

彩色橡胶坝的自动化控制

承德市武烈河全长114公里，流域面积2560公里，其中西圩区49.9公里，隆化县1196.7公里，双桥区26.4公里，承德县1067.0公里。承德双桥区现有人口25万人,总产值约142亿元。根据有关防洪标准,承德市水务局清障后测量资料分析,跨河桥梁的行洪标准普遍能达到50年一遇的标准。承德市水文站自然条件下50年一遇洪峰流量2600m3/s,100年一遇洪峰流量3350m3/s。为改善河流水生态环境,提高旅游质量,达到向避暑山庄补水的目的,从1988年9月~2007年11月建成第1~5道橡胶坝,从2008年以后建设第6~12道橡胶坝,形成全国第二大橡胶坝群。1橡胶坝的规划承德市市区段武烈河河道长16.4km,纵坡0.245%,橡胶坝设计坝高3.5m,按照顶底相照的原则,橡胶坝间距1428.6m,设计规划12道橡胶坝。如设计考虑淤积,市区河段淤积宽度按150m计算,则每年淤积厚度0.837m;若3年一清淤,河道尾部可能淤积厚度5.02m,淤积坡度0.031%,河道纵坡则变为0.214%,橡胶坝设计坝高不变,则间距1635.5m,需规划10道橡胶坝。规划要从建设城市旅游景观的角度考虑,从引水、护桥、护岸、划船、溜冰等目的出发,武烈河橡胶坝的数量可以适当增加。因此,确定承德市双桥区武烈河规划12道橡胶坝是合理的。2吴烈河橡胶水库设计2.1橡胶坝坝袋不和直墙之间的分离在橡胶坝运用中发现,当橡胶坝袋锚固在直墙上时,会出现以下不利情况:(1)当坝袋充水达到设计高度时,贴近直墙部位的坝袋出现了很深的褶皱,这不仅使坝袋的有效高度降低了,而且不易排除坝内残存的气体;(2)当橡胶坝袋坍落时,坝袋两端仍挂在边墙上,形成阻水,而且坝袋易被飘浮物刺破;(3)在橡胶坝运行过程中,坝袋两端部位应力比较复杂,会出现局部应力集中,长期使用坝袋易损坏。为了改善这些不利情况,设计采用了堵头式无搭接彩色橡胶坝。这样坝袋不和直墙直接锚固,只利用堵头与直墙之间的挤压,达到止水的目的。坝袋充水后,全断面形状相同,不起褶皱,且应力分布比较均匀。2.2橡胶坝坝锚固锚固是橡胶坝工程的关键工序之一,橡胶坝的锚固既要牢固,又要保证密封性,使坝袋不透水(气)。橡胶坝锚固多以螺栓锚固型式为主,在实践中,又设计出了楔块式锚固。楔块锚固,是采用钢筋混凝土或木块做材料,将坝袋锚固在底板预制好的锚固槽中。楔块锚固既节省钢材,又可防止螺栓生锈。以前坝袋在锚固时,使用纯胶片作垫片,密封性不理想。为保证坝袋不透水,采用了具有高压缩量的海绵止水胶,密封性较好。2.3橡胶坝坝底设计基座采取深浅槽设计,就是中间为深槽橡胶坝,坝底板高程304.0~331.4m,为了泄流方便清理,加深了中间河槽,低于邻跨底板高程0.80~1.5m,便于塌坝后排洪和排沙;而在河岸边布设浅槽橡胶坝,坝底板高程304.8~332.9m。这样设计保持了河底卵石的原貌,且淤积少。由过去的1年清淤1次变为3年清淤1次,节省了清淤经费。2.4计算机控制水库内压力橡胶坝进出调节阀均用计算机控制,坝内压力能自动打开阀门充水,达到压力后自动关闭阀门,实现了橡胶坝的自动化管理。3吴烈河橡胶水库的保护3.1武烈河流域降水现状(1)上游人为活动频繁,土壤侵蚀严重。流域土壤侵蚀面积1355.44km2,占总面积的52.5%,淤积河道,对橡胶坝造成一定危害。(2)武烈河流域年平均降水量562.5mm,降水集中在汛期6~9月,尤以7、8月更甚,汛期洪峰流量较大。(3)武烈河属于多沙季节性河流,非汛期水量小,冬季河流结冰,对橡胶坝造成一定危害。3.2保护3.2.1土土流失地造林上游主要任务是治理干旱阳坡。治理砂化阳坡,可采取水平沟生物篱拦沙治理的方式,达到水下山而泥沙(尤其粗砂)不下山的效果。具体的技术路线为:沿着坡面,从坡脚往上隔一定坡长(根据拦蓄目标确定)沿等高线开挖出水平沟(断面为0.5m×0.6m)。当水平沟拦淤后(不可淤满),在沟内种植2~3行的灌木,以乡土速生的阳生树种为主,如荆条、刺槐、沙棘等。同时,可采取封禁措施,待植被自然恢复后,可视情况补植或造林。实践证明阳坡灌草的覆盖度越大,造林的成活率就越高,生长情况越好。开发治理土质阳坡,要大力推广果—草、果—药间作。若本地阳光充足,土质阳坡适宜果树的生长,应以退耕还果为主,优选果树品种;深山区宜以干果(杂果)为主,如杏仁、核桃等,开发地区特色品种。由于山区实行生态旅游建设项目,禁止了村民的传统放牧,实行了果草、林草间作,这样发展使地方增加了收入。同时要大力推广集雨节灌应用技术,利用天然集雨和山涧溪流、山间泉水作为水源,既发展了集雨节灌工程,又调整了地方经济结构,实现了治理与开发、生态与经济的“双赢”。3.2.2橡胶坝表面受损在雨季,经常有树根、树枝顺流而下,如果没有拦污网,很容易使橡胶坝表面受损,以致刺穿坝袋,不能充水,造成严重的损失。因此在上游设置拦污网很有必要。拦污网的材质可以是铁丝网、尼龙网、工程网等,作用大同小异。3.2.3清淤情况的确定土壤侵蚀必然会淤积河道,造成河床的抬升,影响橡胶坝安全运行。可以视淤积情况进行清淤,如果淤积不严重可以2~3年清淤1次。如果当年发生了大的洪水,淤积严重,可以汛后清淤。3.2.4中间跨水压设计橡胶坝具有调峰和补水的作用。在橡胶坝运行时,一般分3~4段,中间1~2段设计强度高一些。防汛期间洪水来临后,可以中间跨放水,以保证橡胶坝不受摩擦与挂擦,减小洪水下泄的压力。橡胶坝管理部门要事先做好预案,保证防洪和橡胶坝运行安全。3.2.5坝前不大冰的坝前冰(1)橡胶坝前设置吹风管,在冬季不间断向水面吹风,可以防止坝前结冰,目前多用此方法。如果在坝前设置电暖管,不间断加热管道,相信也可以达到坝前不结冰的目的。(2)采取塌坝处理,冬季结冰前放出橡胶坝内的水,使橡胶坝塌入水面以下,水流顺畅,同样也达到保护橡胶坝的目的。4提高科技含量,实行预案制定承德市武烈河由12道橡胶坝群组成的240万m2水面坝区已形成一个蕴藏45万kW·h能量的巨大可再生能源库,利用潜力巨大。武烈河橡胶坝的设计、建设施工、运行、保护是一项系统工程,技术