劉治峰 ，丁紅強(qiáng) ，王小西 ，高恩波 ，馬洪飛

（1.河北省水利工程局，石家莊 050021；2.河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

承德武烈河河道全長(zhǎng)114km，流域面積2580km2，其中圍場(chǎng)縣49.9km2，隆化縣1196.7km2，雙橋區(qū)266.4km2，承德縣1067.0km2。承德雙橋區(qū)現(xiàn)有人口25萬(wàn)人，總產(chǎn)值約142億元。根據(jù)有關(guān)防洪標(biāo)準(zhǔn)，承德市水務(wù)局清障后測(cè)量資料分析，跨河橋梁的行洪標(biāo)準(zhǔn)普遍能達(dá)到50年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。承德市水文站自然條件下50年一遇洪峰流量2600m3/s，100年一遇洪峰流量3350m3/s。為改善河流水生態(tài)環(huán)境，提高旅游質(zhì)量，達(dá)到向避暑山莊補(bǔ)水的目的，從1988年9月～2007年11月建成第1～5道橡膠壩，從2008年以后建設(shè)第6～12道橡膠壩，形成全國(guó)第二大橡膠壩群。

1 武烈河橡膠壩規(guī)劃

承德市市區(qū)段武烈河河道長(zhǎng)16.4km，縱坡0.245%，橡膠壩設(shè)計(jì)壩高3.5m，按照頂?shù)紫嗾盏脑瓌t，橡膠壩間距1428.6m，設(shè)計(jì)規(guī)劃12道橡膠壩。

如設(shè)計(jì)考慮淤積，市區(qū)河段淤積寬度按150m計(jì)算，則每年淤積厚度0.837m；若3年一清淤，河道尾部可能淤積厚度5.02m，淤積坡度0.031%，河道縱坡則變?yōu)?.214%，橡膠壩設(shè)計(jì)壩高不變，則間距1635.5m，需規(guī)劃10道橡膠壩。

規(guī)劃要從建設(shè)城市旅游景觀的角度考慮，從引水、護(hù)橋、護(hù)岸、劃船、溜冰等目的出發(fā)，武烈河橡膠壩的數(shù)量可以適當(dāng)增加。因此，確定承德市雙橋區(qū)武烈河規(guī)劃12道橡膠壩是合理的。

2 武烈河橡膠壩設(shè)計(jì)

2.1 壩袋結(jié)構(gòu)型式的改進(jìn)

在橡膠壩運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)橡膠壩袋錨固在直墻上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下不利情況：①當(dāng)壩袋充水達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí)，貼近直墻部位的壩袋出現(xiàn)了很深的褶皺，這不僅使壩袋的有效高度降低了，而且不易排除壩內(nèi)殘存的氣體；②當(dāng)橡膠壩袋坍落時(shí)，壩袋兩端仍掛在邊墻上，形成阻水，而且壩袋易被飄浮物刺破；③在橡膠壩運(yùn)行過(guò)程中，壩袋兩端部位應(yīng)力比較復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力集中，長(zhǎng)期使用壩袋易損壞。

為了改善這些不利情況，設(shè)計(jì)采用了堵頭式無(wú)搭接彩色橡膠壩。這樣壩袋不和直墻直接錨固，只利用堵頭與直墻之間的擠壓，達(dá)到止水的目的。壩袋充水后，全斷面形狀相同，不起褶皺，且應(yīng)力分布比較均勻［1］。

2.2 錨固構(gòu)件的改進(jìn)

錨固是橡膠壩工程的關(guān)鍵工序之一，橡膠壩的錨固既要牢固，又要保證密封性，使壩袋不透水（氣）。橡膠壩錨固多以螺栓錨固型式為主，在實(shí)踐中，又設(shè)計(jì)出了楔塊式錨固。楔塊錨固，是采用鋼筋混凝土或木塊做材料，將壩袋錨固在底板預(yù)制好的錨固槽中。楔塊錨固既節(jié)省鋼材，又可防止螺栓生銹。以前壩袋在錨固時(shí)，使用純膠片作墊片，密封性不理想。為保證壩袋不透水，采用了具有高壓縮量的海綿止水膠，密封性較好［2］。

2.3 橡膠壩基座采取深淺槽設(shè)計(jì)

基座采取深淺槽設(shè)計(jì)，就是中間為深槽橡膠壩，壩底板高程304.0～331.4m，為了泄流方便清理，加深了中間河槽，低于鄰跨底板高程0.80～1.5m，便于塌壩后排洪和排沙；而在河岸邊布設(shè)淺槽橡膠壩，壩底板高程304.8～332.9m。這樣設(shè)計(jì)保持了河底卵石的原貌，且淤積少。由過(guò)去的1年清淤1次變?yōu)?年清淤1次，節(jié)省了清淤經(jīng)費(fèi)。

2.4 計(jì)算機(jī)控制壩內(nèi)壓力

橡膠壩進(jìn)出調(diào)節(jié)閥均用計(jì)算機(jī)控制，壩內(nèi)壓力能自動(dòng)打開(kāi)閥門(mén)充水，達(dá)到壓力后自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)了橡膠壩的自動(dòng)化管理。

3 武烈河橡膠壩的保護(hù)

3.1 存在問(wèn)題

（1）上游人為活動(dòng)頻繁，土壤侵蝕嚴(yán)重。流域土壤侵蝕面積1355.44km2，占總面積的52.5%，淤積河道，對(duì)橡膠壩造成一定危害。

（2）武烈河流域年平均降水量562.5mm，降水集中在汛期6～9月，尤以7、8月更甚，汛期洪峰流量較大。

（3）武烈河屬于多沙季節(jié)性河流，非汛期水量小，冬季河流結(jié)冰，對(duì)橡膠壩造成一定危害。

3.2 保護(hù)措施

3.2.1 治理上游土壤侵蝕，減少河道淤積量

上游主要任務(wù)是治理干旱陽(yáng)坡。治理砂化陽(yáng)坡，可采取水平溝生物籬攔沙治理的方式，達(dá)到水下山而泥沙（尤其粗砂）不下山的效果。具體的技術(shù)路線為：沿著坡面，從坡腳往上隔一定坡長(zhǎng)（根據(jù)攔蓄目標(biāo)確定）沿等高線開(kāi)挖出水平溝 （斷面為0.5m×0.6m）。當(dāng)水平溝攔淤后（不可淤滿），在溝內(nèi)種植2～3行的灌木，以鄉(xiāng)土速生的陽(yáng)生樹(shù)種為主，如荊條、刺槐、沙棘等。同時(shí)，可采取封禁措施，待植被自然恢復(fù)后，可視情況補(bǔ)植或造林。實(shí)踐證明陽(yáng)坡灌草的覆蓋度越大，造林的成活率就越高，生長(zhǎng)情況越好。開(kāi)發(fā)治理土質(zhì)陽(yáng)坡，要大力推廣果—草、果—藥間作。若本地陽(yáng)光充足，土質(zhì)陽(yáng)坡適宜果樹(shù)的生長(zhǎng)，應(yīng)以退耕還果為主，優(yōu)選果樹(shù)品種；深山區(qū)宜以干果（雜果）為主，如杏仁、核桃等，開(kāi)發(fā)地區(qū)特色品種。由于山區(qū)實(shí)行生態(tài)旅游建設(shè)項(xiàng)目，禁止了村民的傳統(tǒng)放牧，實(shí)行了果草、林草間作，這樣發(fā)展使地方增加了收入。同時(shí)要大力推廣集雨節(jié)灌應(yīng)用技術(shù)，利用天然集雨和山澗溪流、山間泉水作為水源，既發(fā)展了集雨節(jié)灌工程，又調(diào)整了地方經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了治理與開(kāi)發(fā)、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的“雙贏”［3-5］。

3.2.2 橡膠壩上游設(shè)置攔污網(wǎng)

在雨季，經(jīng)常有樹(shù)根、樹(shù)枝順流而下，如果沒(méi)有攔污網(wǎng)，很容易使橡膠壩表面受損，以致刺穿壩袋，不能充水，造成嚴(yán)重的損失。因此在上游設(shè)置攔污網(wǎng)很有必要。攔污網(wǎng)的材質(zhì)可以是鐵絲網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、工程網(wǎng)等，作用大同小異。

3.2.3 定期清淤，減少河道淤積

土壤侵蝕必然會(huì)淤積河道，造成河床的抬升，影響橡膠壩安全運(yùn)行?？梢砸曈俜e情況進(jìn)行清淤，如果淤積不嚴(yán)重可以2～3年清淤1次。如果當(dāng)年發(fā)生了大的洪水，淤積嚴(yán)重，可以汛后清淤。

3.2.4 洪水季節(jié)可以部分塌壩放水

橡膠壩具有調(diào)峰和補(bǔ)水的作用。在橡膠壩運(yùn)行時(shí)，一般分3～4段，中間1～2段設(shè)計(jì)強(qiáng)度高一些。防汛期間洪水來(lái)臨后，可以中間跨放水，以保證橡膠壩不受摩擦與掛擦，減小洪水下泄的壓力。橡膠壩管理部門(mén)要事先做好預(yù)案，保證防洪和橡膠壩運(yùn)行安全。

3.2.5 冬季采取防寒措施，保證橡膠壩前不凍冰

（1）橡膠壩前設(shè)置吹風(fēng)管，在冬季不間斷向水面吹風(fēng)，可以防止壩前結(jié)冰，目前多用此方法。如果在壩前設(shè)置電暖管，不間斷加熱管道，相信也可以達(dá)到壩前不結(jié)冰的目的。

（2）采取塌壩處理，冬季結(jié)冰前放出橡膠壩內(nèi)的水，使橡膠壩塌入水面以下，水流順暢，同樣也達(dá)到保護(hù)橡膠壩的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

承德市武烈河由12道橡膠壩群組成的240萬(wàn)m2水面壩區(qū)已形成一個(gè)蘊(yùn)藏45萬(wàn)kW·h能量的巨大可再生能源庫(kù)，利用潛力巨大。

武烈河橡膠壩的設(shè)計(jì)、建設(shè)施工、運(yùn)行、保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜，科技含量高。只有全盤(pán)考慮、統(tǒng)籌兼顧，事先制定預(yù)案，才能防患于未然，起到利用、維護(hù)、保護(hù)的作用。橡膠壩的管理運(yùn)行關(guān)系到實(shí)現(xiàn)“大避暑山莊”的戰(zhàn)略，建設(shè)生態(tài)型山水園林城市、國(guó)際旅游城市、休閑宜居城市，承德城市快速、健康和可持續(xù)發(fā)展的目的是否實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，必須引起高度重視。

［1］高本虎.國(guó)內(nèi)外橡膠壩發(fā)展概況和展望［J］.水利水電技術(shù)，2002（10）.

［2］馬為民，劉治峰，等.武烈河流域生態(tài)整治技術(shù)研究［A］.河北省水土保持補(bǔ)償機(jī)制學(xué)術(shù)研討會(huì)論文選集［C］.2009.

［3］馬洪飛.白洋淀水生態(tài)長(zhǎng)效保護(hù)調(diào)水技術(shù)［A］.中國(guó)科技博覽［C］.2013（7）：207.

［4］馬洪飛，王海峰，等.引黃河向白洋淀補(bǔ)水效益分析［A］.河北省水利學(xué)會(huì)水利經(jīng)濟(jì)專業(yè)委員會(huì)2013年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.2013.

［5］張懷，等.冀北土石山區(qū)向陽(yáng)溝坡生態(tài)恢復(fù)與治理對(duì)策［J］.海河水利，2003（4）.