朱雪坤1
，秦福华
2
风切变(1.杭州市水利设施监管中心，浙江 杭州 310016;2.杭州市水利规划设计研究院，浙江 杭州 310016)
摘 要：湿地，特别是城市周边的湿地以其优美自然景观、丰富的生态资源，逐渐受到人们的重视。湿地
的保护建设与开发已为人们所关注，在建设与开发过程中，解决其易洪易涝的问题，必然涉及到河道的整治，圩堤及水闸的改造，水工建筑与周边环境的协调，对河道、圩堤而言尚易处理，而在水闸设计中如何在结构与外型上做到与周边环境协调，就有必要进行认真的研究。结合杭州西溪湿地具备的水利功能特征，阐述湿地水闸设计的必要性、独特性，着重分析研究了水闸设计过程中与周边景观的协调、水闸主要功能对结构设计的要求，以及西溪湿地自身条件对水闸设计的要求。并结合现有水闸运行情况和西溪水闸运行管理原则对今后规划建设的水闸提出了应该注意的情况和需要进一步改进、完善的建议。
关键词：西溪湿地；水闸；设计
中图分类号:T V663 文献标识码:B 文章编号:10082701X (2007)0620043203
收稿日期:2007205212
作者简介：朱雪坤(1955-)，高级工程师，大学，主要从事水利工程设计与工程监管工作。
1 西溪湿地概况
西溪国家湿地公园位于杭州市区西部，总面积约10108
km 2安丘四中
，距西湖不到5km ，是罕见的城中次生湿地，具体位置
见图1。这里生态资源丰富，自然景观质朴，历史文化积淀深厚，曾与西湖、西泠并称杭州“三西”，是目前国内惟一的集城市次生湿地、农耕湿地、文化湿地于一体的国家湿地公园
。
图1 西溪国家湿地公园所处位置图
西溪湿地河网密布，隶属于杭州市区运河水系的运西片，处于低山丘陵与平原的过渡地带，上承余杭区闲林港、西湖区上埠河、东穆坞溪以及北高峰、龙门山北麓之水，经余杭塘河汇入京杭运河。区域内行洪河道主要有南北向
的五常港、蒋村港、紫金港，东西向的主要有沿山河、余杭塘河，其间水道纵横交错、鱼塘鳞次、诸岛棋布，为典型的水网地带。由于西溪湿地紧贴市区，历史以来，河道除了具备调节市区生态自然环境等基本功能外，还承担拦截、滞留上游洪水，保证市区防洪安全的功能，可谓“杭州城市之谓”。
该湿地保护区内，原为农业种养殖地，其防洪标准偏低，仅为5年一遇，建设后，湿地防洪标准将提高到20年一遇，保护区内的水利设施需按湿地生态保护、人文景观、公园科教等要求予以改造，因此，对于该湿地主要水工建筑物—水闸，也应在结构及外观方面，与湿地公园协调。
2 西溪湿地水闸基本功能
211 洪水期
西溪湿地在遭遇20年一遇洪水时，为保护西部市区防洪安全，除湿地外围河道承担行洪任务外，湿地内部主要河道也将承担行洪。上游部分洪水需经沿山河通过湿地内主要河道—五常港、蒋村港排入余杭塘河至运河。此时，既要保证这些河道的畅通，又要避免洪水进入湿地景区，因此，沿五常港、蒋村港支流均需设置节制闸。
212 运行期
西溪湿地处在杭州运河水系运西片，其外围河道常水位为113m 左右，湿地内部规划景观水位为116m ，为保持景区景观水位，就需要在规划区与外围河道出口设置配水节制闸，利用钱塘江引水入城工程进行配水。此时，湿地内部防洪水闸均处于开启状态，五常港、蒋村港作为景区内河，贯穿景区，西区、核心景区、生态培育区、蒋村新区作为一个连续水域，游船可自由通行。同时，为了达到配水的效果和范围，使湿地水能够动起来，通过控制外围
・
34・第6期 总第154期
2007年11月浙江水利科技Zhejiang Hydrotechnics N o.6 T otal N o.154
N ovember 2007
配水节制闸的过闸流量，可全面调节进入湿地的水量。
3 对水闸结构形式的讨论
湿地的水闸无论防洪或配水需要，均应充分考虑与区域景观相协调的要求，其上部结构在外观设计上与周边桥、台、亭、廊、榭相协调较易做到，主要需讨论的是闸门与启闭设备部分的结构形式如何尽量隐蔽，并与周边景观相协调的问题。 311 小型水闸
在正常运行期，对于配水需要与周边河网、小港叉相交且有航运要求不高，河道面宽小于10m的单孔小型的水闸，按一般水闸或涵洞结构兴建即可，启闭机房结构外形与周边环境相协调即可。需要考虑的是启闭机的形式，作为一般水利工程而言，对平面闸门高度和宽度之比大于1: 1的闸门，多用螺杆式启闭机。如在景区仍采用螺杆式启闭设备闭门时，螺杆外露，不易与周边环境协调，因此在西溪湿地水闸建设过程中，对于景区内部此类小型闸门多用可倾式闸门或侧旋式闸门，闸门启闭机可埋藏在两侧闸墩，以达到隐蔽效果，对于景区外围小型闸门亦可采用双吊点启闭闸门，启闭钢丝绳可隐藏在闸槽内。水闸上部建亭阁式启闭机房，与周边环境协调。此类水闸安装调试简便，因对通航要求不高，可适当抬高闸底板高程，以减少淤积。312 大口门水闸
在河面较宽处建闸，一般情况需设置多孔闸门，但设置中间隔墩既影响景观，也不利通航。对于河面宽在10m 以上，水闸上下游岸线为景区需要而不允许缩窄的情况下，闸门采用可倾覆式钢闸门，结构见图2。此类闸门技术目前已经可以达到40m的净宽，其启闭设备及电气设备均埋于两侧密室内，水闸上部亦可与桥、台、楼相结合设计，造型优美。开启时，闸门平放于河底，关闭时，闸门沿两侧滑动轨道竖起挡水。此类水闸外形美观，结构相对简单，施工便利，经济适用，对启闭设备及闸门技术要求低，安装调试简单，启闭机检修较方便，对通航船只上部高度无要求，闸门开度控制较方便，适合需要进行湿地水位、下泄流量调节的配水闸。
而对于两侧水位差不高，河道面宽窄10m左右，有通航要求，不易采用上吊式闸门时，可采用侧旋式钢闸门，结构见图3。启闭设备及电气设备均埋于两侧密室内。侧旋式水闸外形美观，但闸门高于水面，需与周边景观协调设计。宽度5m左右时可采用单侧门，在河道宽度较大时宜可采用人字门。此类水闸外形美观，施工便利，闸室底高程可适当抬高，不易造成淤积，对通航船只上部高度无要求，启闭机检修较方便，但闸门两侧水位差较大或流速较大的河道不易采用。此种闸门适合正常运行期开启、洪水期关闭的防洪闸。
313 各形式优缺点比较
双吊点闸门：优点是水闸与楼台结合，造型优美，闸门可上提检修，安装调试简单，闸底板可适当抬
高以减轻闸室淤积；缺点是闸门单孔宽度不易过大，对通航船只有高度限制。此种闸门适合正常运行期关闭、洪水期开启的水闸。
可倾式闸门：优点是水闸外形美观，结构相对简单
,
图2
公共产品理论
可倾式闸门结构简图
图3 侧旋式闸门结构简图
・
4
4
・
总第154期・浙江水利科技・2007年第6期
施工便利，经济适用，安装调试简单，启闭机检修较方便，适合大宽度单孔闸，对通航船只上部高度无要求，闸门开度控制较方便，下泄水量易于控制。缺点是对于通航河道要求底板高程不宜过高，闸门检修不方便，易锈蚀。此种闸门适合大宽度闸，景观要求较高的水闸或需要进行湿地水位、下泄流量调节的配水闸等。
侧旋式闸门：优点是水闸外形美观，施工便利，对通航船只上部高度无要求，启闭机检修较方便。缺点是闸门两侧水位差较大或流速较大的河道不易采用；对于闸门两侧水位高低不定时，不易采用；需要双向止水时，不易采用。此种闸门适合正常运行期开启、洪水期关闭的防洪闸。
各类型水闸优缺点比较见表1。
表1 各类型水闸优缺点比较表
序号水闸类型
适合功能情况
防洪配水通航美观程度宽度<10m宽度≥10m
1双吊点适合 较适合有限制低单孔多孔有中墩2可倾式适合 适合 无限制高单孔单孔 3侧旋式仅适合单侧挡水不适合无限制中单孔较不适合
4 湿地水闸设计要点
仓库防火安全管理规则
411 结构与景观的协调
西溪湿地建设在充分尊重原有地形、地貌和植被的基础上，采用大量的乡土树种或草本进行植被恢复，园区内土木建筑较少，给游客创造了一种纯情优雅的自然景象。西溪规划水闸约15座，在公园景区内有10余座，水闸位置大多在主河道两侧，附近布置有各类亲水平台及观景台，其主体建筑均为木质结构。为保持水闸结构与周边其他建筑物的协调，水闸采用了倾倒式和侧旋式结构，此类型水闸特点是无上部实体结构，闸门可适当隐藏在水下或两侧闸墩内，启闭机隐蔽性较好，加上配以闸墩两侧分层次种植漫藤类植物和较高的灌木，可使水闸较好的隐藏起来，与周边景观融为一体。
另外，水闸管理范围内进行了绿化设计，植树种草，使水闸两侧青草依依、绿树成荫，把水闸改建为近水、亲水、人水和谐相处的好场所。
412 地基的处理
从地质单元来说，西溪湿地地质由三墩回陷、古钱塘江和苕溪谷地受两次海水进退交复和苕溪古河道两侧的五常—蒋村和古荡—西湖水流排泄不畅后形成湖泊沼泽后，经冲积湖积而成，第四纪地质作用使该区域成为一片地势平坦、河湖密布的水网平原，表层为冲积—湖积、湖沼积深灰、灰、褐灰轻
亚黏土、黏土层组成。但长期以来由于人类频繁活动，原始地面的微地貌破坏较为严重，村庄和桑田高出原始地面110～115m，地面标高210～510m(1985国家高程基准，下同)之间，路面高程为410m左右。根据工程钻探结果，水闸区域范围内多为淤泥质黏土～淤泥质粉质黏土，地质多变，部分水闸基础存在明显的土质分界面。因此，在水闸结构设计中，应注意地基承载力的计算复核，重点研究了水闸不均匀沉降。
西溪湿地在建及已建水闸均为单孔节制闸，设计中采用整体式底板，水闸上部无其他结构，闸底应力相对不大。对于全淤泥基础，设计采用了6m长松木桩基础，梅花形布置；对于存在不同土质的基础，采用了适当换土和松木桩基础。另外，为防止发生基坑滑坡，要求基础浇注前，及时组织施工排水，基础开挖的土方必须离开基坑10m堆放，基坑深超过3m时，要求采用钢管或松木桩维护。
5 西溪湿地后期水闸建设管理中还应考虑的问题
鉴于西溪湿地水闸在区域防洪排涝及景观配水方面的重要地位，在前期工程建设的成功经验基础上，对于后期西溪水闸建设及管理方面，还应考虑如下情况:
假如古代也有手机
(1)采用先进的技术，优化设计。西溪湿地水闸较多，后期规划建设中还需建设船闸、防洪节制闸等多种类型的水闸，设计中应多采用先进的技术，优化设计，考虑多种方案进行比较，如橡皮坝、弧形闸等类型，使水闸成为西溪湿地内一道独特的景点。
(2)强化设计重点，节约工程投资。水闸设计应结合西溪湿地的实际，充分考虑景观、地质、功能等特点，强化重点，对水闸高度及宽度做进一步的分析研究，节约工程投资，在满足水闸功能要求的前提下，亦可满足景观的需要。
(3)加强水闸管理，做好维修保养。为保证湿地内水闸正常运行，发挥其应有的效益，建议工程建成后，及时移交相应的工程管理机构或相关职能部门管理。落实岗位责任制，建立完善的管理制度，负责水闸日常管理、维护等，洪水期间及枯水期间在上级部门的统一调度下做好闸站的防汛排涝工作。另外，对水闸开启设备要定期检修，防止无法开启的情况发生。
(4)集中控制，统一管理。根据工程的实际情况和技术的发展状况，水闸近期采用就近控制和集中控制相结合的办法，远期与区域防洪调度指挥控制系统衔接，采用远程控制和自动控制。因此水闸目前均配备就地控制柜和集中控制台，预留了远程控制接口。
6 结 语
西溪湿地水闸在设计及施工过程中，充分考虑区域防洪、配水需要；河道行洪、通航需要以及周边景观协调的需要，根据各类水闸自身特点，尽量多样化、美观化，在西溪湿地内形成了一道独特的风景线。
(责任编辑 屠福河)
・
塞西尔
5
4
・
总第154期・浙江水利科技・2007年第6期
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议