閘壩結(jié)合型渠首工程的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題

□姚志成

一、閘壩結(jié)合型渠首工程的特點(diǎn)

（一）河槽穩(wěn)定

全閘或溢流壩均將改變自然河流橫向剖面，由此改變水流狀態(tài)，若整治段處理不當(dāng)，河床將產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象。而閘壩結(jié)合渠首總寬度接近穩(wěn)定河寬，可下泄造床流量，不至于出現(xiàn)切灘和河床演變情況。

（二）泄洪沖沙

凌汛期閘孔排泄冰凌，保證壩體安全；夏汛定期開閘泄洪沖沙，可起到防洪清淤作用。

（三）調(diào)節(jié)水位

當(dāng)河道流量大于引水流量時(shí)，多余流量由泄洪閘調(diào)節(jié)下泄。當(dāng)壩面開始溢流時(shí)，下游已產(chǎn)生水墊，大壩上、下游水位差小。

（四）造價(jià)低

可利用原有溢流壩，新設(shè)泄洪閘，比建全閘節(jié)省投資40%左右，經(jīng)濟(jì)可行。

二、設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題

（一）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

黑龍江省的灌溉引水渠首多為低壩，一般建在河道比降相對(duì)較緩的寬漫灘窄河槽上，大洪水時(shí)主要靠灘地行洪。建議把永久性主體建筑物和一般性附屬工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)予以區(qū)分。根據(jù)我們的實(shí)踐，在主體工程（泄洪閘、溢流壩、進(jìn)水閘）設(shè)計(jì)中，采用水電部頒發(fā)的《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（平原、濱海部分）SDJ-217-87的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；渠首樞紐的其它部分（灘地、護(hù)岸等）重要性較差，可適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。

（二）造床流量與穩(wěn)定河寬

造床流量與穩(wěn)定河寬是確定有壩渠首工程規(guī)模的主要依據(jù)，而造床流量又難以確定，它與諸多因素有關(guān)。據(jù)對(duì)已改建渠首統(tǒng)計(jì)分析，建議在呼蘭河流域采用3～5年一遇頻率的洪水流量或接近平槽的流量作為造床流量；穩(wěn)定河寬可采用阿爾圖寧公式計(jì)算，即B=AQ0.5/J0.2。式中B為穩(wěn)定河寬（m），Q為造床流量（m3/S），J為河道比降，A為系數(shù)。

根據(jù)我省的河流特征，一般河流穩(wěn)定河寬的A值取1.1（A值在0.9-1.1之間）。

（三）閘壩規(guī)模確定

建壩后的上游河槽比降變緩，穩(wěn)定寬度隨之增加，閘壩的總長(zhǎng)度原則上不得小于穩(wěn)定寬度，且要滿足造床流量的下泄，避免上游河道變遷。

閘壩總長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)中采用穩(wěn)定河寬公式計(jì)算，并參考上下游自然河寬確定。初步按閘壩比1/2～/5分別確定泄洪閘寬度、溢流壩的長(zhǎng)度，改造后閘壩結(jié)合平面尺寸見下表。在壩頂高程和閘檻高程一定的情況下，用平槽流量（或造床流量）進(jìn)行校核。即Q造≤Q閘+Q壩、Q閘=（0.5～0.7）Q造

改造后閘壩結(jié)合平面尺寸表

據(jù)西北水科所研究，我國對(duì)于沖沙閘寬取閘壩總長(zhǎng)的1/3～1/10。在實(shí)際施工中，對(duì)閘壩結(jié)合型渠首泄洪閘寬取溢流壩長(zhǎng)的1/2～1/5，運(yùn)用效果很好。