广东省深圳市广汇源水利勘测设计有限公司 518001
摘要：南澳河受污水直排入河、入海口水动力条件差，上游基流少等原因导致水体黑臭，新建入海口调节建筑物对河道水质有明显改善作用，增加水动力以及活水补给，经对钢坝、橡胶坝以及翻板闸综合分析比较，推荐采用钢坝。钢坝由门叶、水封、底轴、支铰等主要构件组成。经实践应用，钢坝调节作用明显。
关键词：南澳河；水质改善；调节；钢坝；应用
一、南澳河水体黑臭概况及成因
南澳河位于深圳市大鹏新区南澳办事处，属大鹏湾水系，发源于青山，在南澳湾汇入大鹏湾海域。流域面积7.16km2，河道全长6.68km，河床平均比降26.2‰。流域内有小（一）型水库1宗，即枫木浪水库，控制集雨面积4.97km2。南澳河流经南澳街道墟镇，城镇面积0.36 km2，南澳河属感潮河道，感潮河段长约0.65km。
随着人口的急剧增加和经济社会发展，排水管网等基础设施建设严重滞后致使两岸污水直接排入河道，同时流域水资源转为重点保证生产生活的供水，下泄洪水以及生态基流减少导致河道水质逐渐变差，同时大鹏湾南澳河入海口为大鹏湾内湾，水动力条件差，水质也受大环境影响变差，且河道河口无调蓄设施，致使下游段明渠河道污水越来越多而可用于稀释的洁净水越来越少，河水水质也就逐步变差直至现在的黑臭级别。
经深圳市治水提质指挥部前期排查，南澳河从南西公路至河口段长1.08km被列为建成区黑臭水体，黑臭等级为轻度黑臭。
二、入海口调节建筑物对水质改善的正影响分析
南澳河主要水体来源由三部分组成：生态基流、两岸排入的污水以及涨落潮的海水，现对各水源分析如下：
（1）生态基流
依据水文章节和水体黑臭成因的分析结论，生态基流是河流持续、稳定的生命源泉，对维护河流生态以及增加水体容量都起着正面有利的作用，但限于上游水库控制集雨面积大、下渗少和降雨时间上分配不均匀的影响，本河流生态基流量相对较少，不能满足生态功能需要，更无法满足稀释水体的需要。
（2）污水
两岸排入河的污水是导致河水黑臭的主要原因。
（3）海水
下游段明渠河底高程为0.1~1.1m，市场及人民路箱涵段涵底标高为1.1~2.7m，依据水文潮位分析，中下游段均受潮位影响。
（4）综合分析
多年平均低潮位工况下下游明渠部分河段在低潮位以下，河道水体也就成为海水、基流、污水的混合体，此时水体量相对较小；另外部分河段河床高程在低潮位以上，相当于河床露底，此时河道水体也就成为基流和污水的混合体，此时水体量小；市场、人民路箱涵段底高程在低潮位以上，箱涵水体也就成为生态基流和污水的混合体，此时水体量小。
多年平均高潮位工况下，下游段明渠及两端箱涵均受潮位影响，水体也就相应的由海水、污水和基流组成，同时水体量相对较大。
由于基流量和污水量相对变化较小，海水是水体量变动的最大因子，因此潮位的变化对水体各水源的组成比例变化、水体量的变化有直接、重要的影响，也就对河道水体水质和水量的变化产生重大影响。
因此，海水即是南澳河须消除黑臭水体的中下游段最大的活水，也是最重要的活水。须充分的利用潮位的变化对水质的有利影响。
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根据对入海口水质的监测分析，入海口水质存在高潮位水质变好、低潮位水质变差的不稳定特征，而对于河道内水体来说，消除黑臭提升水质也就要求相应的减少水质较差的海水进入内河水体，需要引入更好水质的海水到内河水体，也就是本项目活水（海水）循环（调节）的根本出发点，也是本项目实施活水循环工程建设的必要性。
鉴于对河道水体水源分析、对海水水质动态监测分析以及对提升河道内水体水质的内在要求，需要建设调节海水建筑物，其主要功能为拦截低潮位海水，同时不影响高潮位海水入河，另外对内河水景观、潮位和内河水位高差冲淤，实现河道冲淤积平衡均有一定的改善功能。
三、调节建筑物选型
钢坝主要相类似建筑物有橡胶坝、翻板闸等，综合来说橡胶坝可自由调节坝的高度和水深，不影响河道行洪安全，但是容易损坏，使用寿命短，不能全年运行；翻板闸管理方便，运行成本及造价较低，但是较为阻水，不易人为控制开启来确保景观水位。钢坝使用年限长，可随时方便调节开启，不阻水，景观效果好，但是运行费用较高。
考虑到南澳河为南澳城区的唯一泄洪通道，保证防洪安全为本工程的首要任务。而翻板闸较为阻水，不易人为控制开启度来确保景观水位，不建议采用；橡胶坝不能全年运行，景观效果差，难以实现本工程水闸功能定位需求——即难以实现低潮位时壅水成景、挡潮；高潮位时纳潮释污。钢闸坝虽然管理运行费用较高，但能同时满足丰水时不阻洪水，枯水时能形成景观水面的要求。故本次推荐选用钢坝。
四、钢坝工程设计
本工程水闸主要由闸室、消力池、下游防冲槽、两岸翼墙组成。水闸中心线与河道中心线平行一致。闸室拟定为双孔水闸，闸孔总净宽度为2×12=24m，中墩宽1m，底板采用水平底板，闸底高程与现状河道齐平，即闸底板高程为0.22m，闸门高度拟定为1.6m，即闸顶高程为1.82m；启闭室布置于闸室边墩两侧，埋于河堤底下，而操作室则选用户外控制箱放于水闸左岸草坪空地上。
钢坝闸门由门叶、水封、底轴、支铰等主要构件组成。门叶采用纵向悬臂梁受力结构，门叶结构梁系为等高布置，为多主纵梁结构；闸门上游设一道双P型底水封，底水封布置在门叶上，侧水封采用双P水封，布置在门叶上；钢坝闸门门叶与底轴采用全焊接，门叶整体制造，底轴分节制造螺栓连接；底轴在净宽范围内设2个支铰固定在底板上，两侧边墙设备两套穿墙套，支铰及穿墙套用以承受闸门的径向荷载，穿墙套设置二道止水以保证启闭机室止水。
钢坝闸门的启闭选用2台容量为1X320KN，行程2.3m分离式液压驱动装置，泵站及控制柜为1控2，电气选用PLC控制。液压油缸驱动装置布置在闸墩内的机房内。液压站布置在左岸机房内。电气控制柜有防雨的作用与动力柜放置在一起，液压管路布置在桥侧边，液压启闭机通过固定于底轴端部的支臂驱动钢坝闸门。
闸门主体结构部分，如门叶面板主梁边梁等材料均为316L不锈钢,支座选用316L不锈钢材料；底轴选用316L及Q345B材料；轴承选用自润滑轴承。
闸门侧止水两侧边墙设置轨道。
钢坝闸门及其驱动装置为成套设备，由专业厂家设计制造。
结束语：本项目目前已经建成，经调试运行，闸门运行良好，同时经一段时间试运行，低潮位拦截污水，高潮位补水调活水体，河道水质明显改善，同时钢坝上游河道水体景观效果也明显改善，成为南澳镇主城区的一道亮丽的滨水长廊。
参考文献：
[1]游孟陶. 大型钢坝闸在宁波象山大目湾闸桥工程中的应用[J]. 城市道桥与防洪,2012,07:161-163+15.
[2]黄伟. 钢丝石笼混合式护岸结构在长江航道整治工程中的应用[J]. 水运工程,2012,10:123-127.
[3]郑明,王海玲. 钢坝闸与橡胶坝在薛家湾镇塔哈拉川(周家湾段)河道综合整治蓄水工程中的比较应用[J]. 内蒙古科技与经济,2014,03:93+95.
[4]付娜. 钢坝闸在大连市马栏河综合治理工程中的应用[J]. 科技与企业,2015,07:106.
[5]黄鲜丽. 钢坝闸在德保县城区防洪治涝工程中的应用[J]. 广西水利水电,2015,06:19-21.
论文作者:张英锋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/17
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