水利方面橡膠壩的價值分析及發(fā)展
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【摘要】橡膠壩作為水利界的小眾，在現(xiàn)代水利工程中不是特別常見。本文簡單介紹橡膠壩，并根據(jù)橡膠壩當前被使用的情況以及與傳統(tǒng)大壩的對比總結(jié)出其獨特的價值，最后對橡膠壩的未來發(fā)展方向提出自己的看法。
【關(guān)鍵詞】橡膠壩;水利工程;價值;未來猜想
1橡膠壩簡介及發(fā)展概況
橡膠壩，又稱橡膠水閘，是隨著高分子合成材料的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型水工建筑物，屬薄壁柔性結(jié)構(gòu)。它是用高強度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)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(jù)需要調(diào)節(jié)壩高，控制上游水位，以發(fā)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(fā)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(jié)改進階段、1979年進入穩(wěn)步發(fā)展階段，以及1992年至今的快速發(fā)展的階段。在這四個階段里，我國建設(shè)橡膠壩技術(shù)穩(wěn)步提高，并且已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。
2橡膠壩的安裝
2.1安裝前檢查
壩袋運到工地后,應(yīng)由建設(shè)方、監(jiān)理、施工、廠方代表成立安裝領(lǐng)導小組,共同檢查壩袋質(zhì)量是否符合設(shè)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(jù)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(cè)。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(xù)拉。在此過程中,若底墊片磨爛,要及時粘補。壩袋應(yīng)均勻鋪展,嚴禁出現(xiàn)一頭長一頭短現(xiàn)象。
2.3充脹試壩
壩袋安裝完畢后,經(jīng)安裝領(lǐng)導小組進行全面檢查,無發(fā)現(xiàn)異常。隨即安排專職操作人員充脹試壩。先充至設(shè)計壩高50%左右,停充h2,經(jīng)檢查,一切正常。繼續(xù)充至設(shè)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(qū)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yōu)勢。
而橡膠壩因為其專門的低水頭設(shè)計，使其在自己的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮極佳。與傳統(tǒng)水壩（重力壩、土石壩、拱壩、閘壩）相比，其最大的優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單、造價低，可減少投資30%～70%,可節(jié)省鋼材30%～50%,水泥50%左右,木材60%以上，其工程造價可節(jié)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(jié)構(gòu)簡單,三材用量少,橡膠壩袋又是壩袋廠按設(shè)計尺寸制造后運到施工現(xiàn)場的,工期一般為3～6個月,多數(shù)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(jié)構(gòu)，使其不可能像傳統(tǒng)大壩一樣擁有引水式結(jié)構(gòu)，并且沒有可以利用的通道水流，利用水輪機在壩體內(nèi)發(fā)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(shù)，從而提高橡膠壩的使用壽命。發(fā)的電或許不夠傳輸供電，但是完全可以根據(jù)此發(fā)電技術(shù)完善自己的景觀建設(shè)，比如壩體燈飾等。
6發(fā)展橡膠壩對環(huán)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(huán)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(huán)境的需求,汛期坍壩過水,不影響河道行洪安全。我國自發(fā)展以來,其經(jīng)濟在發(fā)展的過程中一直遵循自然生態(tài)法則。不管是發(fā)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(fā)展都要遵循自然生態(tài)法則。而現(xiàn)今水壩在建設(shè)過程中的規(guī)模和自然存在嚴重不和的現(xiàn)象，由于人們?nèi)找婕哟髮λY源的需求量,導致較多的河流上出現(xiàn)不必要的水壩,并且水壩在建設(shè)過程中的規(guī)模對自然承受能力沒有給予充分考慮,這一現(xiàn)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(xiàn)萎縮狀以及斷流等。目前人們較恐懼洪澇災(zāi)害,故對防洪的實際標準過分制訂,沒有任何依據(jù)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(xiàn)象,給洪水泛濫區(qū)域中水循環(huán)帶來破壞,導致濕地出現(xiàn)消失,對水利生態(tài)系統(tǒng)帶來損壞。水資源呈現(xiàn)出“饑餓式”開采,過使用和開發(fā)水資源,最直接的影響就是地下水位出現(xiàn)下降現(xiàn)象,河流也出現(xiàn)干涸。如在近海水區(qū)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?qū)λY源過度開采的壓力進行緩解,水利工程在建設(shè)的過程中應(yīng)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(fā)和利用。對濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)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(fā),在開發(fā)的過程中做到經(jīng)濟性和高效性。
7結(jié)語
指出,綠水青山就是金山銀山。橡膠壩對環(huán)境的破壞程度相比于傳統(tǒng)大壩實在是少了太多。所以，大力發(fā)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(tài)，對世界水資源負責的大國態(tài)度。
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作者：毛海睿 單位：華北水利水電大學水資源學院
