均匀、不对称或相邻闸开启高差太大，以及对于多孔水闸， 单孔集中开启，而不是对称开启或开启度不均匀，造成单宽 流量大，水流扩散不均匀， 都会使水流流态恶化，在下游 形成较大的回流和折冲水流。因此在闸门的运行管理中，必 须对闸门的开启方式作出一定的限制，管理人员必须严格按 照操作规程去作业。工程技术人员要绘制出“水闸上游水位 一防冲墙；护坡采用混凝土、干砌石、模袋混凝土等【４】。 水闸下游发生冲刷破坏后， 常用的处理方法有： （１）抛石护底，由于冲刷的部位不同，抛石的方法分两 种：①河床冲刷的抛石保护，做法是自开始冲刷的地方向外 抛石，沿冲刷河底以同一厚度抛填石块。抛石长度一般须超 过冲刷坑， 小而零星的则将沟略微抛平后再沿同一厚度抛 填块石。抛石长度一般须超过冲刷坑的范围，抛石厚度一般 流量一闸门开启高度关系曲线”，及时掌握上下游出流， 保证工程的安全。 如某市南溪水闸为大型水闸，运行二十多年来却无明确 水闸调度运行方式，管理处没有专业的工程技术管理人员， 远未达到水闸管理的要求，因而水闸下游形成大面积冲刷 坑。 ２．２．２超标准运行，泄洪闸出现这种情况比较多，由于 设计时水文资料不足或运行时管理制度不严，造成水闸的超 标准运行，超标准泄流， 也加大了上下游水位差，增加了 对下游的冲刷程度，下游河（渠）床抗冲能力差，耐冲流速低， 使下游出现冲刷破坏。 ２．２Ｉ３施工质量差，在结构强度、稳定、抗冲能力、适 应变形等方面都可产生问题。工程施工质量低劣，给工程运 行安全留下隐患。消能防冲设施，达不到设计要求或者在施 工中随意修改设计，势必加剧水流对下游的冲刷破坏。 ２、２．４维修养护不及时，也会造成冲刷破坏的恶性循 环。 ３防治冲届０对策措施 ３、Ｉ改善水流流态 （１）加强水闸管理运用，根据水闸承担的任务，合理调 整制定闸门开启方式及运用方案：闸门开启应对称开启，开启 度力求均匀，避免开启、关闭时大起大落。 （２）设计时应考虑定池深、池长、海漫、防冲槽等设计 条件。按最不利情况，结合闸门运用条件、经济等因素，进 行优化组合确定消能防冲设施，使消力池内产生有一定淹没 度的淹没式水跃【３】。 （３）设计中应考虑弗劳德数Ｆｒ对消能的影响，消除波状 水跃。采取水闸下游平台上设小槛、消力齿、消力梁、分水 槛或将闸底板改为低堰以及将消力池改为两级、多级形式， 改变产生波状水跃的条件。 （４）下游翼墙布置应对称，扩散角度应合适，上游进水渠 应平顺，闸前应有适当长度的平直进水段。 ３．２抗冲加固措施 目前抗冲加固措施很多，主要目的是保护护坦、海漫、 护坡不被冲刷、淘空。主要结构型式：护坦末端设置混凝土防 冲墙、钢筋网块石海漫、混凝土海漫、浆砌石海漫，土工织 物做反滤层；防冲槽采用软排护底、铅丝石笼、深齿墙、抛石 为０．５～０．８ｍ。由于这种方法保留了冲刷坑， 在冲刷处形成 了很深的尾水，从而降低了流速和减弱了冲击力。同时，沟 底抛石使冲刷沟不再继续扩大。这种方法需要的块石较少， 较经济。②护坦冲刷的抛石保护。其做法是：用土包或沙石 包（起滤水保土作用）将冲刷沟底填平，其上在抛填块石直至 与护坦相平。抛石后冲刷也可以稳定。 （２）石笼护底，做法是坑底采用石渣铺垫，上面用钢筋 石笼覆盖。为了保护河床不被冲刷， 也可以用钢筋石笼护 砌。 （３）砌石或混凝土板护坡，下游翼墙被冲刷而坍陷时， 应根据水流情况分析翼墙位置是否适宜，然后再加以砌石护 坡或混凝土板护坡。 防治冲刷工程措施很多。如江苏某县某泄水涵洞１孔， 直径１米，洞下为风化岩石，未做护坦，也无任何消能设备， 洞上水头一般为４．５米，经过两年汛期泄水，在离涵洞出口 ２米处冲成４－６米的深塘两个，后用块石混凝土将深塘填平， 并增建消能导流投备。 ３．３优化工程设计 ’ 良好的枢纽布置及体形设计能从根本上免除恶劣的水 力条件，消除或减轻建筑物破坏。 泄洪建筑物的布置应避免因泄洪引起的相互干扰。出口 水流应与下游河道平顺连接，避免下泄水流对下游河床和岸 坡的严重冲刷。浙江省的一些工程实例已充分说明这一点Ｌ５】。 对于泄水陡槽，“平、滑、顺、直”应该是基本要求。 陡槽进口段不宜设置收缩率太大的连接段，更不宜采用不对 称的收缩形式，以避免由于严重的折冲水流引起底板的失稳 破坏。对于陡槽的弯道设置，应满足横断面内流速分布均匀 冲击波对水流的扰动影响小、设置横向底坡等等。浙江省某 水库溢洪道陡坡是成功设计的典范。该工程溢洪道弯道段转 角达６７，纵坡ｉ＝Ｏ．１６７，弯道半径ｌＯＯｍ，底坡横比降最大达 １：４．７，混凝土衬砌，经多年运行泄水陡槽完好无损。相反 东方红等水库溢洪道泄槽沿地形布置，泄槽进口、横断面、 纵坡及弯道等均顺其自然，工程量是节省了，但付出的是消 能设施的破坏。某水库溢洪道在平面上也转弯，不但没有衬 砌形成规则断面，而且出口无消能设施，下泄水流方向紧对 管理区，形成水毁破坏就更可理解了。 ２００８年第２期（总第１４期）４９ 维普资讯 http://www.cqvip.com 浅谈水闸下游冲刷及对策措施 所以说良好的枢纽布置及体型设计是防止冲刷破坏的 ｌ９７９ 根本措施。 【２】祁庆和．水工建筑物【Ｍ】北京：水利水电出版社，１９８６． ４结语 【３】谈松曦水闸设计【Ｍ】．水利电力出版社１９８０ 水闸下游冲刷破坏是个复杂的问题，形成破坏的原因也 ［４武汉水利电力学院主编４］水工建筑物【Ｍ】．水利电力出版社．１９８４ 是多方面的，只有深入了解造成破坏的原因，才能有的放矢 ［５包中进５］浙江省水库泄水建筑物水力冲刷破坏成因分析与对策探讨［Ｊ】 地予以除险加固。 浙江水利科技．２００６，（Ｉ）：１４．１６ 参考文献 …Ｉ成都科技大学水力学教研室．水力学：上册【Ｍ】北京：人民教育出版社 （上接第３９页）农村电气化的普及和提高，还大大解放了农村 ３减少或消除小水电开发负面影响的对策 生产力，使得更多的农民可以外出到城镇或乡政府所在地从 （１）增强生态和环境保护意识，把好审批关。在小水电 事工业生产和商业经营等活动，从而又大大加快了城镇化发 站设计可行性研究阶段，除常规论证内容外，应增加兴建电 展。全县城镇化率已由１９９０年的２０％提高到了现在的５９．２％。 站可能对生态环境造成负面影响的研究，并针对性地提出切 ２．２小水电开发的负面影响 实可行的减少负面影响的具体措施。如无此项内容，则审批 各种形式的电力开发包括可再生能源小水电开发都会对 部门一律不予审批，从源头上把好关。 生态环境产生影响。根据开发实践，小水电开发对生态环境 （２）对引水式径流电站，应量化计算维持河道生态环境 主要存在以下几个方面的负面影响。 所需水量，并采取在拦水堰坝上预留泄水口的工程措施，平 （１）搬“水”上山，使电站进水口至出水口河段在平水 水期和枯水期下泄部分流量用于生态环境需水。 期和枯水期断流，影响了该河段的生态环境。建造小水电站， （３）采用工程措施，减少对林地的占用。如在建造引水 需要集中落差，在电站上游筑拦水堰坝，再通过引水渠道将 式径流电站时，尽量用引水隧洞取代引水明渠（在山区小水 水引至电站发电，发电尾水经尾水渠流回原河道。原先建造 电站工程中，此项水工设施占用林地最多）。 的小水电站，由于业主生态环境意识的缺乏和追求电站效益 （４）工程爆破施工中，采用多点、小药量爆破，减少散 的最大化，往往不考虑河道生态环境需水量，在平水期和枯 乱飞石对山林的破坏。 水期除少量渗漏水外，基本上将上游来水全部引至电站发电， （５）在水库电站机组选型设计时，根据计算所得生态环 造成局部河段断流，影响了水生物的正常生长和河道环境质 境和下游居民生产生活需水量，确定一台适合于低水位高效 量（因断流，河道自然除污能力下降）。 率运行的机组（姑且称之为生态机组），在水库低水位时运 （２）水工设施和厂房的建造使部分山林遭到破坏。建造 行，以维持下游河道生态环境需水量。 电站需要用地，而电站所用的基本上都是植被良好或林木茂 ４结语 盛的山地。农村小水电站，大都是引水式径流电站，以往建 小水电开发是人类合理利用自然资源，满足人类社会能 造的，发电引水主要是靠绕山而筑的引水渠道。因此，同一 源需要，实现人类自身发展和社会进步的客观要求和必然选 发电水头的取得，河道坡降越平缓，所占用的林地越多，对 择。但是，随着经济的发展和社会的进步，人类对生存环境 山林的破坏就越大。此外，电站施工需爆破，施工措施的不 质量的要求越来越高，生态环境对经济社会可持续发展带来 当，也将使部分非电站占用林地遭到破坏。 的影响也越来越重要、越明显。因此，开发建设小水电，在 （３）建有调蓄水库的小水电站，由于机组低水位发电效 充分肯定发展小水电对经济社会发展、对生态环境保护重大 率低，单位电能耗水量大，发电不经济，业主往往采取低水 作用的同时，必须清醒地认识其负面影响，并因地制宜，采 位停发蓄水的运行方式，从而使得水库以下河道在平水期和 取相应措施予以减少或消除，切实做到开发和保护并重，使 枯水期断流，影响下游生态环境和居民的生产、生活用水。 我国的小水电开发建设能健康推进，可持续发展。 ５０ ２００８年第２期（总第１４期）
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