钢坝闸在水中景观中的利用和发展探讨论文
时间：2021-08-31关于钢坝闸在水中景观中的利用和发展探讨论文
前言
我国经济实力的提升及社会的进步，人们对于行业的要求也越来越高，该行业也随着社会的发展，与时俱进的改变，其传统功能较为单一，仅仅包含水利方面的内容，而现代逐步转变为综合性水务。在城市建设方面，其河道的功能也有所变化，由初期简单的防洪、排涝的简单功能，逐步发展为排涝蓄水与城市居民休闲结合的综合性功能，为城市构建良好环境和人性化的活动空间，促进了人与自然的和谐发展。在该背景下，河道中需要运用到各种挡水建筑，传统的卧倒式闸门或者提升式闸门等钢结构闸门，均受到自身重量的限制，其单孔的宽度较小，启闭房较为复杂，运行的费用较高，且隐蔽性不佳，影响城市的水体景观。现代的钢坝闸门，优势明显，包括启闭较为快速、操作简单、不易老化、不易破损等，且外观设计也十分符合现代人们的审美观念，在性能上也十分良好，属于可调控溢流闸，可以进行推广应用，对该课题进行深入的研究与探讨也是十分有必要的。
1.钢坝闸运行原理
钢坝闸即为底横轴翻转门，其属于水利工程中的翻板式闸门,其主要构成部分包括门叶、数量不等的底铰座、底水封、侧水封、固定与门叶底部的底横轴、自润滑轴承、液压驱动装置、液压锁定装置等。底横轴的两侧穿透闸墙外，向外延伸，该向外延伸的部分和电液一体式启闭机相连。启闭机库的位置是在闸墩的内部,底轴和闸墙之间设置有水封设施,避免河道内的水渗透至启闭机库。要启闭底横轴翻转门，并控制好其开度则需要闸墩两侧的电液一体式启闭机的正反转,实现蓄水、泄洪、溢流、行船等目标。
2.实际应用
某市内一条河流穿城而过，该河道属于怒江流域的某水系，流域覆盖该市的中东部，属于该市流量最大的河流。由于其地势的条件，该河流穿越该市，形成了“水波粼粼，隔岸看花”的美丽景色，为该市增添了许多美好的风光，河岸也成为了市民休闲娱乐的空间。但是由于该河流在防洪标较低，造成了一系列的问题，包括枯水期水质较为浑浊，影响美观，雨季河堤容易出现垮塌现象，逐步成为了威胁沿岸市民生命财产安全的一大安全隐患，对于该河流的治理要求十分迫切。为了更好的解决上述问题，改善该市的自然环境，市政府提出了该河流的治理要求，即建好堤，治好水，造好景，将其建设为生态、文明、舒适的水段，达到有水面、有水流、有水景、亲水的目标。因此需要把以人与自然的和谐发展作为设计理念，保障河道行洪安全的条件下，构建河道整体的水体景观，使得修整后的河道，汛期能够有效泄洪，保障安全，枯期蓄水，提高其景观质量，不断优化该市的自然气候，优化市民的居住环境。需要治理的河堤长度为8.5km，设置了6道钢坝闸，修筑河堤的长度为17.2km，修建人行道23.56km，并对河堤进行的相应的绿化工程，种植树木及草皮。经过一年的修整，1号钢坝闸至4好钢坝闸的宽度为30m，高度为2.7m，5号、6号钢坝闸的宽度为43m，高2.3m，且均可以进行远程自动化控制。从建成投产后，一直保持良好的运行状态，其6道钢坝闸不仅为其河道的泄洪、蓄水起到了重要的作用，其在进行为该市的景观带来了良好的改善，闸门门顶过水时，会形成6道瀑布景观，属于城市的一道美丽风景线，有效的提升了该市的城市品位。
3.钢坝闸的发展
3.1发展优势。钢坝闸在水中景观建设中，其中主要功能是挡水，属于较为先进的技术。20世纪80年代，美国的设计师首先设计出了钢坝闸，其灵活的运用了钢材，因此柔性良好，且强度较为理想，且整体上较为美观，能够很好的适应水体的变化。在我国，由于各种因素的影响，专门对钢坝闸的研究资料较少，其计算方法资料也十分缺乏。在我国现代的水利工程中，与钢坝性质较为相近的是钢闸门，该设施的使用寿命较长，一般在50 年左右，在不断的实践中，其也更加完善，把继承液压应用其中，施工成本较低，施工所需时间较少，无需占用较大的空间，且运行较为稳定，十分安全可靠，均达到了景观设计需求，美化了景观，具有较大的发展潜力。
3.2运行特点及其发展方向。钢坝闸门在发展中，运行更加稳定，且安全可靠，信息技术的'进步也使得其自动化控制程度越来越高，具体情况如下：①运行稳定可靠：一般河道的挡水坝属于橡胶坝，其缺陷在于其利用管道进行连接，带容易被损坏，而造成蓄水不满的问题，而钢坝闸门使用的是机械锁定，灵活调节闸门启闭开关，能从各个角度进行调节，形成更加美观协调的效果，彻底防止了大坝突然坍塌的问题，提高了其运行的稳定性使之运行更加安全可靠，实现其价值;②自动化控制程度提升：根据钢坝闸的性质，其仅仅需要两台启闭机即能够控制运行，因此相较橡胶坝需要另外口岸建设供气站或者供水设施等要求管理设计复杂，钢坝闸实现自动化控制的难度更小，其无需设计复杂的管路，也不需要建设泵站，并且能够选择手动操作或者是自动化控制。如果停电，可以选择实施手动控制，供电时则可以灵活选择手动控制或自动化控制，较为安全稳定。另外，钢闸门的设计较为简单，为网络控制的实现提供了有利条件，在网络稳定的情况下，则可以实施远程自动化操作。河道中使用的传统的翻板坝，其一般为中间支铰结构，闸门的启门阻力矩来自于闸门前的泥沙阻力，利用水力开启闸门有一定的难度，需要增加启闭辅助设备，而钢坝闸一般是向一侧倾倒，门前的杂物无法对其形成阻力，有利于开启闸门泄洪。翻板闸在开启一段时间后，当有水位下降到一定程度时，需要将其关闭，如果泥沙、石块、树枝等等，聚集在闸门的底部，使之无法关闭，需要经过人工清理才能顺利复位，投入的费用多。而使用钢坝闸后，当上游水位达到一定程度后，开启启闭机，泄洪完成后，可以随时进行蓄水，闸门前的杂物对其不会造成影响。
4.总结
钢坝闸属于较为先进的挡水结构设施，相较橡胶坝，其优点在于老化缓慢，不易损伤且操作简单，且不会对行洪造成影响。其能够实现立门蓄水、卧门排涝，属于一种可调控的溢流闸门，在进行启动是操作较为简单，通过启闭闸门隐藏的液压设备的方式，来调节水位，使之符合相关规定及标准，在实施闸门门顶过水时，会形成壮观的瀑布景观，十分美丽，可以作为水体景观，并能够对河道进行淤沙处理。本文仅从一般的角度分析了钢坝闸在水体景观方面的利用及发展，其优势显著，具有较为良好的发展前景。但是现在我国尚未对钢坝闸制定统一的设计规范，有生产能力的厂家数量不多，且参数较为混杂，还需要在水利工作人员对其进行深入的研究，并在实践中加以验证。
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