李丹 王兵

摘 要：橡胶坝大多建在河道平坦、上游植被较好，河水中悬移质和推移质含量较小的河流上，吕梁山区北川河具有纵坡大、泥沙含量大、大粒径推移质含量多的特点，在这样的河流上建设橡胶坝关键是解决渗漏、冲刷、淤积、防洪等问题，通过综合规划、调度运行等手段解决。

关键词：北川河；橡胶坝；山丘区河道

1 引言

吕梁市是山西省西部区域性中心城市，吕梁市城区建在东川河、北川河交汇处的河谷地带，北依凤山，西靠虎山，南矗龙山，三山环抱，地形狭窄。

根据吕梁市“城市总体规划”，吕梁市今后主导方向为向北发展，新城区位于北川河两岸，北川河作为吕梁市区主要的行洪河道，由北向南纵贯吕梁市中心区。吕梁市大部分为山区丘陵区，汛期局部性暴雨洪水灾害频繁。结合新城区城市规划及北川河河道治理工程规划，提高防洪标准，改善河道及周边环境，构筑保障城市安全的防洪工程体系，促进新城区城市防洪安全工程建设是非常必要的。

2 橡胶坝的发展及应用

橡胶坝，又称橡胶水闸，是用高分子合成材料按要求的尺寸、锚固于底板上，形成封闭状、用水（气）充胀后形成的挡水坝。不需挡水时，放空坝袋内的水（气），就可恢复原有河渠的过水断面。橡胶坝可用于防洪、灌溉、发电、供水、航运、拦潮及城市园林美化，也可用于活动围堰、渠系临时挡水工程等。与常规闸坝相比，橡胶坝具有造价低廉、结构简单、节约材料、施工期短、运用灵活方便、抗震性能好以及高坝挡水不漏水、坍落泄洪不阻水等优点，越来越广泛地应用于各类水利工程。

当前我国水利工程中橡胶坝的应用较为广泛，已有多达3000多座橡胶坝在建或者投入运行，为我国的农业生产、城市水环境建设做出了重要贡献。然而， 已建橡胶坝大多建在河道平坦、上游植被较好， 河水中悬移质和推移质含量较小的河流上， 在山区多沙河流上建设橡胶坝较少， 特别是吕梁市北川河具有纵坡大、泥沙含量大、大粒径推移质含量多的特点， 在这样的河流上建设橡胶坝关键解决渗漏、冲刷、淤积、防洪等问题。

3 新城段北川河规划设计方案

3.1 河道治理方案

北川河治理按照吕梁市新城规划确定的河线进行，根据总体规划，受城市建设和生态景观的影响，对部分段河道进行了裁弯取直或改道，大部分规划河线以现有河线为基础，基本维持现状河势。

北川河治理段采用“矩形槽+双涵”方案，河道主槽为宽80m矩形槽，河道两岸各设排水涵，在河道两岸排水涵顶外5m各新筑堤防，河槽內布设橡胶坝，较大支沟入干流处设闸（涵），支沟口橡胶坝回水低于1.2m处排水涵断开设1.2m高挡水坎，其上设桥涵使排水涵连续，在沟口无干支连通工程的排水涵侧墙上左右岸设清淤闸6座。

“矩形槽”即80m矩形主槽，槽深4.0m，为满足蓄水及行洪要求，河底采用钢筋混凝土护底；“双涵”即河道两岸各设3.0m宽排水涵，在非汛期橡胶坝蓄水时，因北川河治理段主河槽左右岸即东西边山支沟发育，每遇暴雨两岸支沟洪水携带大量的泥沙、腐植土、垃圾等杂物汇入北川河干流，影响橡胶坝安全和蓄水区环境，“双涵”集中解决了新城河段两侧支沟初期雨洪问题，使枯水期橡胶坝蓄水期间水环境相对较好。

汛期橡胶坝塌坝运行，沟口闸和清淤闸敞开，以保证河道、支沟洪水顺畅下泄，并保持河道与排水涵连通，保证排水涵的稳定安全。

同时，为缓减大粒径的推移质砂石及树木等漂浮物对下游河道的冲淤破坏，根据河道治理段上游地形地质条件，在治理河道末端修建两座拦沙坝，两座拦沙坝坝址分别选定在距治理段上游200m和860m处，两座拦沙坝相距660m。

3.2 橡胶坝设计方案

橡胶坝坝址应选择在河道顺直、流速变化小、主流稳定、岸坡稳定、河床变动小的河段，并考虑与两岸规划的水面连通。根据当地的地形地貌、河流形势，以及在北川河城区段形成连续水面，增添城市水系景观，提高城市的社会环境等级的要求，本次规划建设橡胶坝25座，间距650～900m。

橡胶坝采用枕式单跨结构，坝长80m，坝高3.7m，挡水高度3.5m；坝袋内压比1：1.35，采用螺栓固定压板双锚固，坝袋胶布型号为JBD-260-260-3。管理房设在橡胶坝右岸坝端，设控制室，作为橡胶坝管理运行之用；供水水源采用自来水，供水、排水合用一套管道，供排水调度时运用电动蝶阀控制。

橡胶坝塌坝时间按2h计，充坝时间按4h计。坝袋的充胀采用动力式，坝袋的排空采用动力式和自排相结合。河道沿线橡胶坝数量较多，但坝型、控制运用方式一致，考虑在每座橡胶坝处设置一处控制室布置水泵、现地控制柜等抽排水控制设施、设置一处变电站等供电设施；此外，为满足沿线众多橡胶坝运行管理需要，沿线共设置6座管理房。

4 橡胶坝调度运行

橡胶坝的调度分汛期、非汛期和冰期。橡胶坝的运用要考虑汛期河道泄洪，由于北川河坡度大，行洪时流速大、含沙量也大，因此采用汛期完全塌坝泄洪，非汛期坝袋充水蓄水的运行方式。考虑水资源匮乏，建议主管部门根据上游水文站、雨量站布设及上游水库调度情况，建立水情信息处理系统，制定防汛调度预案，根据不同洪水量级确定塌坝时间，其目的是延长塌坝时间，节省水资源量，同时可避免塌坝时机过晚而影响泄洪，对下游带来不必要的损失。

5 结语

本工程以吕梁市新城总体规划为指导，满足城市建设要求；保证城市防洪安全；打造水系景观，提升城市形象。本项目的实施可使吕梁市新城的防洪标准达到50年一遇，将为吕梁市新城区的防洪安全提供保障，同时建成153.6万m2的水面景观，结合两岸景观个基础设施建设，将大大提高吕梁市的城市品位、改善市区的人文环境，有巨大的社会效益和环境效益，吕梁市新城必将成为宜居宜业的新城区。

参考文献：

[1] SL 227- 98.中华人民共和国水利部.橡胶坝技术规范[S].

[2] 李鹏，蔡万栩.简析橡胶坝施工技术在水利工程中的应用[J].江西建材，2013（6）：135～136.

作者简介：

李丹（1982-），男，河南南阳人，工程师，工学学士，研究方向：水利工程设计。