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【摘要】橡膠壩作為水利界的小眾,在現代水利工程中不是特別常見。本文簡單介紹橡膠壩,并根據橡膠壩當前被使用的情況以及與傳統大壩的對比總結出其獨特的價值,最后對橡膠壩的未來發展方向提出自己的看法。
【關鍵詞】橡膠壩;水利工程;價值;未來猜想
1橡膠壩簡介及發展概況
橡膠壩,又稱橡膠水閘,是隨著高分子合成材料的發展而出現的一種新型水工建筑物,屬薄壁柔性結構。它是用高強度合成纖維織物做受力骨架,內外涂敷橡膠作保護層,加工成膠布,再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用氣或水將其充脹形成的袋式擋水壩。壩頂可以溢流,并可根據需要調節壩高,控制上游水位,以發揮灌溉、航運、防洪、擋潮等效益。我國于1965年白手起家開始研制橡膠壩,我國的橡膠壩發展史大體可分為四個階段,分別為1965年開始的研究實驗階段、1970年開始的總結改進階段、1979年進入穩步發展階段,以及1992年至今的快速發展的階段。在這四個階段里,我國建設橡膠壩技術穩步提高,并且已經得到了廣泛應用。
2橡膠壩的安裝
2.1安裝前檢查
壩袋運到工地后,應由建設方、監理、施工、廠方代表成立安裝領導小組,共同檢查壩袋質量是否符合設計要求,有無脫膠、破損及孔洞,尺寸是否符合要求。如無異常,對海棉止水及底墊片放樣打孔。
2.2壩袋就位與安裝
先將底墊片對準錨固槽鋪裝并粘接,然后安裝海棉止水。根據事先制定方案,按先下游后上游的順序,將壩袋按平行于壩軸線方向卷成筒狀,要注意將下游錨固端卷在外邊,然后用裝載機或卷揚機配合人力將其拉運至下錨線下游側。展壩袋過程中要安排足夠人力,若遇拉不動時,將壩袋回折一段繼續拉。在此過程中,若底墊片磨爛,要及時粘補。壩袋應均勻鋪展,嚴禁出現一頭長一頭短現象。
2.3充脹試壩
壩袋安裝完畢后,經安裝領導小組進行全面檢查,無發現異常。隨即安排專職操作人員充脹試壩。先充至設計壩高50%左右,停充h2,經檢查,一切正常。繼續充至設計壩高80%,再停充1.2小時以上的時間。安排專人檢查并記錄異常情況。
3橡膠壩的后期維護
壩袋充脹運行時,及時打澇壩袋上游可能刺傷壩袋的漂浮物,并要及時清除壩袋塌落區底板上積存的砂、礫石及其它可能刺傷壩袋的雜物,防止壩袋塌落后對壩袋造成磨損。做好水帽的防護,減輕與壩袋的磨損,水帽在制作時,應做成圓弧狀,帽體與進排水管口上法蘭盤連接在一起。水帽在滿足適水量要求的同時,應降低其高度。若水帽過高,在塌壩過流時,水中的沖淤物可能會對水帽處的壩袋造成撞擊,致使壩袋磨損甚至撕裂。帽體的直徑應大于充排水管的直徑,并且邊緣圓滑,以減輕對壩袋的磨損。
4橡膠壩的優勢。
而橡膠壩因為其專門的低水頭設計,使其在自己的應用領域發揮極佳。與傳統水壩(重力壩、土石壩、拱壩、閘壩)相比,其最大的優點就是結構簡單、造價低,可減少投資30%~70%,可節省鋼材30%~50%,水泥50%左右,木材60%以上,其工程造價可節省30%~60%,一般都可達到50%左右。其次它工期短、當年施工、當年受益。由于橡膠壩工程結構簡單,三材用量少,橡膠壩袋又是壩袋廠按設計尺寸制造后運到施工現場的,工期一般為3~6個月,多數橡膠壩工程當年施工當年受益。
5對橡膠壩未來的猜想
受制于橡膠壩的結構,使其不可能像傳統大壩一樣擁有引水式結構,并且沒有可以利用的通道水流,利用水輪機在壩體內發電明顯不可能。不過分段式橡膠壩的石墩或許可以利用起來。在石墩里建小型的水流通道,其外部修建電控閥門,厘米放置小型的水輪機。當想要泄流的時候先打開石墩通道泄流,石墩泄流趕不上水流的時候再使用塌壩泄流,這樣可以減少橡膠壩的充放氣體次數,從而提高橡膠壩的使用壽命。發的電或許不夠傳輸供電,但是完全可以根據此發電技術完善自己的景觀建設,比如壩體燈飾等。
6發展橡膠壩對環境的好處
橡膠壩工程是一種河道防洪安全、造價較低、施工工期短、美化環境效果好的攔河建筑物,可在枯水期蓄水,滿足用水既美化環境的需求,汛期坍壩過水,不影響河道行洪安全。我國自發展以來,其經濟在發展的過程中一直遵循自然生態法則。不管是發展水利,還是對水利工程進行興建,甚至是我國文明社會的發展都要遵循自然生態法則。而現今水壩在建設過程中的規模和自然存在嚴重不和的現象,由于人們日益加大對水資源的需求量,導致較多的河流上出現不必要的水壩,并且水壩在建設過程中的規模對自然承受能力沒有給予充分考慮,這一現象致使水壩蓄水量要比河流自身的徑流量大很多,導致水壩在下游的水變得越來越少,甚至河流開始出現萎縮狀以及斷流等。目前人們較恐懼洪澇災害,故對防洪的實際標準過分制訂,沒有任何依據比較片面的提高防洪標準,堤壩高度開逐漸增高。這種防洪標準過高現象,給洪水泛濫區域中水循環帶來破壞,導致濕地出現消失,對水利生態系統帶來損壞。水資源呈現出“饑餓式”開采,過使用和開發水資源,最直接的影響就是地下水位出現下降現象,河流也出現干涸。如在近海水區域,導致海水伸進地下水,使原來較缺乏的淡水資源變得更加匱乏。為能夠對水資源過度開采的壓力進行緩解,水利工程在建設的過程中應進行有效評估,合理運用橡膠壩,由于其能對水利開采中存在的壓力有效降低,保證水資源得到更好的開發和利用。對濕地生態系統發展給予尊重,對其進行綜合考慮,對地面及地下水資源合理控制及有效開發,在開發的過程中做到經濟性和高效性。
7結語
指出,綠水青山就是金山銀山。橡膠壩對環境的破壞程度相比于傳統大壩實在是少了太多。所以,大力發展橡膠壩,加強對橡膠壩及其類似壩體的研究,是一種我國對生態,對世界水資源負責的大國態度。
參考文獻
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作者:毛海睿 單位:華北水利水電大學水資源學院