翻板闸在民生水利工程中的应用.doc

1、1翻板闸在民生水利工程中的应用摘要：新农村水利扶贫及水利建设的规划，从而实现传统水利向现代水利、可持续发展水利转变。应用先进的科学技术，大力的来发展民生水利。翻板闸结构近年以来以简单有效的原理迅速占领市场，并在民生水利工程中得到了广泛运用翻板闸以其独特的魅力在民生水利工程得到了广泛的运用，为民生水利科学化、人文化、生态化建设作出了较大的贡献。 关键词：传统水利；现代水利；民生水利；翻板闸 中图分类号：TV 文献标识码：A 1、.翻板闸技术概述 1.1 运行原理 水力自控翻板闸的启闭原理是杠杆平衡与转动。当闸前来水流量加大时，作用在闸门门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力对转动中心的力矩之和大于门

2、叶自重和运转机构的阻力对转动中心的力矩之和，在不平衡力矩的作用下，闸门开启度自动加大，直到这两组力矩之和相等，即不平衡力矩为零时，闸门在新的开启度位置上保持平衡；当闸前来水流量减少时，作用在门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力以及运转机构的阻力对转动中心的力矩之和小于门叶自重对转动中心的力矩时，在不平衡力矩的作用下，闸门开启度减小，直到不平衡力矩减少至零时，闸门在新的较小开度位置上保持平衡。 21.2 型式与构造 水力自控翻板闸坝主要由翻板闸门、隔墩、边墩、门下的固定坝体以及上游防身设施和下游消能防冲设施。翻板闸门由门叶、运转机构和支墩组成。按闸门开启过程中的情况分为渐开型和非渐开型，渐开式又分

3、为曲线铰式、无限铰式、滚轮连杆式、双支点复合运动式、曲线渐开式和滑块式；非渐开型又分为双铰轴式、多铰轴式和多铰连杆滑块式。 1.3 运行特点 水力自控翻板闸随来水流量的增加或减少而准确、及时地自动加大或减少闸门开启度，自动控制下泄流量与闸前来水流量之间的动态平衡，及时在洪水期泄洪以及洪水过程后拦截洪水尾水，为枯水期预存水量。闸门启动后，形成门顶堰流和门底孔流两种出流模式，门顶堰流能使河道漂浮物顺利过闸，门底孔流流速较高，便于冲沙冲淤。同一枢纽上的所有翻板闸门能够在水利作用下同步开启，单宽流量均匀，不会发生单宽流量集中甚至发生折冲水流现象，从而有利于下游河床及河岸的稳定，也有利于生态环境保护。闸

4、门启闭不需要人为操作，也不需要外加动力设备，投资省、造价低，施工迅速，工期短。 2.翻板闸的技术优势 翻板闸坝的主要功能是挡水和泄洪，目前常用的挡水及泄洪建筑物有钢闸门、翻板闸、橡胶坝等。 2.1 运行条件优势 钢闸门运行方式是根据洪水流量人为调节启闭机开度，可保持一定的工作水头；翻板闸运行方式是根据洪水水位自动控制闸门开度，可保3持一定的工作水头；橡胶坝运行方式是水位超过坝顶一定水头时放空坝袋，此时无工作水头，洪水过后需用外加动力充水蓄满坝袋。三者相比较，翻板闸的水力自控运行方式简单而有效，自控水位及时、准确，运行时稳定性较好，并且使用年限较长，更容易得到市场的青睐。 2.2 管理条件优势

5、橡胶坝坝袋正常运行年限不高，坝袋长期裸露在空气中易老化变形，需要定期维护、更换，运行成本较高。橡胶坝坝袋充排水以及钢闸门启闭需要配置动力设施及启闭设备，其工作运行受电力资源控制，电源供给出现问题时橡胶坝和钢闸门就不能正常运行。而翻板坝正常运行年限较长，管理方便，不需要人工操作，运行成本较低，还不受电源的影响，其管理条件优势明显。 2.3 施工条件优势 翻板闸是混凝土预制件，安装快速，施工协调性简单，不受施工场地影响。坝袋及钢闸门安装精度要求较高，施工协调性较为复杂。 2.4 经济投资优势 同等条件下，经同样工程项目比较，翻板闸门比钢闸门节约30%50%，比橡胶坝袋节约 15%25%，翻板闸门比

6、橡胶坝袋和钢闸门经济投资优势明显。 3 水力自控翻板闸的基本原理及发展历程 水力自控翻板闸门的工作原理是杠杆平衡与转动，具体来说，水力自控翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡，通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的，当上游水位升高则闸门绕“横轴”逐渐开启泄4流；反之，上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求的范围内。水力自控翻板闸是我国水利工程技术人员历经四十多年的艰苦奋斗，研发出来并拥有完全自主知识产权的一种节能、环保型闸门。自上世纪六十年代初第一代水力自控翻板闸门诞生，先后经了横轴双支铰型、多支铰型、滚轮连杆式和滑块式水力自控型四个发展阶段。自 1982 年以来，第三

7、代滚轮连杆式闸门便开始广泛应用。特别是1990 年以后，设计研发出第四代新型滑块式翻板闸门。 水力自控翻板闸具有以下主要特点： 1)能准确、及时地自动调节闸门开度，使下泄流量与闸前来流量维持动态平衡； 2)不需人为操作、不需外加动力，它是水力自控，从而使洪水到来时闸门不能及时开启的事故从根本上被杜绝了，特别是洪水在夜晚到来时的情况； 3)在洪水过程结束时，能够可靠有效地自动拦截洪水尾水，保留住满满一库可贵的水资源以资枯水期利用； 4)闸门启动后，门顶、门底同时泄流，门顶溢流能使漂浮物顺利过闸，门底高流速射流便于冲沙冲淤； 5)同一枢纽上的所有翻板闸门能够在水力作用下基本同步开启，单宽流量分布均

8、匀，不会发生单宽流量集中甚至发生折冲水流的现象，有利于下游河床稳定和生态环境的保护； 6)通过门顶、门底的水流相撞，可消耗一小部分余能，有利于消能防冲； 57)相邻水力自控翻板闸门之间一般不需要设置闸墩。即使要设置闸墩，其间距也很大，而闸墩的厚度只有 0.5 至 0.8m，基本不缩窄原河宽，因此过水净宽大，过流能力强； 8)节省投资，翻板闸的投资仅为常规闸门的百分之五十至百分之七十左右； 9)施工期短，一般在一个枯水期内可以建成一座翻板闸坝。 4.翻板闸运用范围 翻板闸在民生水利工程中运用较广，可用于洪水暴涨暴落的山区水库溢洪道改造，自动调节库容，确保水库泄洪安全；可用于中小型水电站，根据水文

9、要素，结合装机容量要求，得到较大的经济效益；可用于城市河道水环境治理，改善城市生态环境，自动调节河道下泄洪量，提高城市防洪能力，为城市居民打造亲水平台，也为城市环境建设增添灵气；可用于城市园林工程，水流从门顶越过形成一道亮丽的人工瀑布，瀑布上游是碧波荡漾的人工湖泊；可用于航运枢纽及农田灌溉，确保蓄水要求，自动调节水位，满足通航水深及农田灌溉用水需要。 5.结束语 翻板闸以其水力自控的特点，大大降低了工程造价和后期管理经费，运行过程无需任何动力设施，节约能源，泄洪及时准确，保证库区行洪安全。超过门顶可允许少量泄水，能保持河道原有生态系统，且闸门材料为混凝土预制件，对河道水质不会产生任何污染。翻板

10、闸可提高城市防洪应对能力，改善城市生态景观，形成的人工湖泊可增加当地的水库容量和湿度指数，从整体上盖上了当地的生态小气候，与周围环境互补6协调，可有效提高旅游景区的整体美观度。由于水力自控翻板闸门原理独特，作用微妙，结构简单，制造方便，运行安全；施工简便，造价合理，投资仅为常规闸门的二分之一左右；毋需耗费能源控制，自动启闭，自控水位准确，运行时稳定性好；管理方便安全，省人、省事、省时、省力；门体为预制钢筋混凝土结构，仅运转机构为金属构件，维修方便，费用低；并且能准确自动调控水位，针对当前水资源短缺，在合理利用水资源上有其独到之处具有独特的功能，能广泛应用于城市河道的综合治理工程中，值得推广。 参考文献： 1张关松等. 新型水力自控翻板闸门在小水电中的应用, 技术交流 2004（2）.