水力自控翻板闸门

图1　水力自控翻板闸门泄洪过程示意图收稿日期5水力自控翻板闸门在南平龙湾水电站工程中的应用赵冬冬(南平市水利局,福建南平　353000)摘要:该文介绍水力自控翻板闸门泄洪过程以及滚轮连杆式水力自控翻板闸门在南平龙湾水电站工程中的应用情况,分析了水力自控翻板闸门在实际应用中的优缺点,供类似工程参考。

关键词:水力自控翻板闸门;龙湾水电站工程;拦河坝中图分类号:TV663 文献标识码:B 文章编号:1002-3011(2008)03-0053-021　水力自控翻板闸门简介水力自控翻板闸门是一种不需要任何动力和人工操作、完全由闸前水位的变化而引起作用于闸门上水压力的变化而实现闸门的开启和关闭的挡水建筑物。

应用于南平龙湾水电站工程的滚轮连杆式水力自控翻板闸门由预制钢筋混凝土面板、支腿、支墩与滚轮等金属构件组装而成,结构新颖,运行方便独特,在国内已有十多年的成功运用经验。

启用水位为高于门顶10cm -30cm ,回门水位为017倍-018倍门高,正常挡水位等于或略低于门顶高程。

该闸门可在较短的时间内同步或相继翻倒及复位,泄洪过程如下:门顶过水水位达到10cm -30cm 时,翻板闸门开始启动。

随着洪水量增加,翻板闸门全部翻倒泄洪;随洪水水位下降,翻板闸门自动复位挡水。

详见图1。

2　工程概况南平龙湾水电站工程位于南平市延平区南山镇龙湾村吉溪干流,距南平市区39km ,坝址以上流域面积423km 2。

吉溪主河道长79km ,平均坡度612‰。

拦河坝最大坝高11m ,其中翻板坝高5m ,坝顶长4618m ,其中翻板坝长40m (10m ×4)。

电站安装3台Z D560-LH -100轴流式水轮发电机组,总装机容量3×630kW ,多年平均发电量760万kWh 。

南平龙湾水电站水力自控翻板闸门于2005年7月15日正式下闸蓄水以来,经历了2005年8月12日台风“海棠”、9月1日台风“泰利”、10月3日台风“龙王”等影响带来的强降雨,河水水位上涨,当水位超过翻板闸门顶8cm 时,门板开始启动,及时渲泄了洪水,有效地缓解了库区的洪水压力,达到设计目的。

翻板闸在民生水利工程中的应用摘要：水力自控翻板闸的启闭原理是杠杆平衡与转动。

水力自控翻板闸随来水流量的增加或减少而准确、及时地自动加大或减少闸门开启度，自动控制下泄流量与闸前来水流量之间的动态平衡，及时在洪水期泄洪以及洪水过程后拦截洪水尾水，为枯水期预存水量。

翻板闸以其独特的魅力在民生水利工程得到了广泛的运用，为民生水利科学化、人文化、生态化建设作出了较大的贡献。

关键词；中央一号文件民生水利翻板闸水力自控生态建设1.前言2011年度中央一号文件聚焦水利，加快水利改革发展，不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。

文件强调，把水利作为国家基础设施建设的优先领域，把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务，把严格水资源管理作为加快转变经济发展方式的战略举措，大力发展民生水利，努力走出一条中国特色的水利现代化道路。

我区水资源蕴藏量较为丰富，人均占有水资源量3400立方米，为全国平均水平的1.44倍，平均每平方公里蓄能167千瓦，为全国平均水平的1.5倍。

但是，我区自然地理环境特殊，降雨时空分布不均，季节性干旱突出，加之全区呈典型的喀斯特地貌，水资源利用难度大，工程性缺水问题十分严重。

根据新农村水利扶贫及水利建设规划，实现传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，应用先进科学技术，大力发展民生水利。

翻板闸结构近年来以简单有效的原理迅速占领市场，并在民生水利工程中得到了广泛运用。

2.翻板闸技术概述2.1 运行原理水力自控翻板闸的启闭原理是杠杆平衡与转动。

当闸前来水流量加大时，作用在闸门门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力对转动中心的力矩之和大于门叶自重和运转机构的阻力对转动中心的力矩之和，在不平衡力矩的作用下，闸门开启度自动加大，直到这两组力矩之和相等，即不平衡力矩为零时，闸门在新的开启度位置上保持平衡；当闸前来水流量减少时，作用在门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力以及运转机构的阻力对转动中心的力矩之和小于门叶自重对转动中心的力矩时，在不平衡力矩的作用下，闸门开启度减小，直到不平衡力矩减少至零时，闸门在新的较小开度位置上保持平衡。

水力自控翻板闸门技术的特点以及应用中存在的问题和主要对策为了更好地应用水力自控翻板闸门技术,下面笔者就目前水力自控翻板闸门技术的特点和设计理论,以及我县在水力自控翻板闸门技术应用中存在的问题和主要对策谈一谈自己粗浅的见解。

1水力自控翻板闸门的特点水力自控翻板闸门利用水力和闸门重量平衡的原理,增设阴尼反馈系统,达到随着上游水位升高自动逐渐开启闸门泄流、上游水位下降自动逐渐关闭闸门蓄水的目的,使上游水位始终保持在要求的范围内。

水力自控翻板闸门主要有以下的特点:1.1结构简单,操作方便。

水力自控翻板闸门与一般钢平板闸门相比,无需机电设备及专人操纵泄流,且泄洪准确及时,能节省人力、物力;借助水位的升高,水压力的增大,逐渐自行开启闸门过流,保持蓄水位不变;当闸门全部打开时,河床泄流状况与天然河床相差无几,当水位降低时,闸门逐渐关闭蓄水,因此使用更方便。

1.2运行安全,经济实用。

由于水力自控翻板闸门能准确自动调控水位,运行时稳定性良好,管理安全、方便、省时、省力。

水力自控翻板闸门的门体为预制钢筋混凝土结构,仅支承部分为金属结构,投资为常规闸门的1/2左右。

因此,施工简便、造价低廉,且维修方便,节省费用。

2水力自控翻板闸门的设计理论2.1翻板闸门的规格及其选配水力自控翻板门一般按定型设计生产,翻板门每扇均设两个支墩,其位置按门板正负弯矩大致相等之原则设在距门边0.222门宽处,翻板门通过支墩安装在底板或底堰上。

水力自控翻板门实行生产许可证制度,厂家负责水力自控翻板门各部件的设计,制作与安装,因此,作为翻板门坝和水工设计实际上如何进行翻板门的合理选配,同时完成其基座-底堰或底板及坝上下游护岸的结构设计。

如何合理地选配翻板门呢?其原则不外乎是安全经济。

众所周知,水力自控翻板门由于其“活动性”,相对于同高的固定坝型其造价较高,而且,单位面积门价按大于一次方关系随门高递增,因此,水工设计人员首先选择知名厂家生产的产品,然后综合工程造价,淹没损失等诸多因素择优选定翻板门的型号(主要是门高)和数量。

孟霉Ⅵ渊嚣一黝余庆河水力自控翻板坝改造设计周世力(遵义水利水电勘测设计研究院贵州遵义563002)[摘要]通过对已成坝体结构的稳定分析，查明翻板门体产生裂缝、复合运动支铰变形和支铰动滑轮脱轨的主要原因，通过改造方案比选，确定改变翻板门体结构的改造措施。

[关键词]水力自控翻板坝门体结构中图分类号：T V22文献标识码：^破坏原因分析稳定分析改造设计文章编号：1671—7597(20∞)0710070一02一、运行曩破坏情况余庆河水力自控翻板坝工程是余庆县县城防洪体系的重要组成部分，位于县政府所在地白泥镇的余庆大桥下游500m处，坝址处于乌江一级支流余庆河上，坝址处河床平坦，出露地层为第三系(E)紫红色泥岩和第四系(Q)冲洪积砂卵砾石层。

坝址以上流域面积587．5l c m2，设计安全下泄流量864m3／s。

翻板坝固定坝高3．5m，坝宽6．0m，坝长60nI；共设9扇闸门，每扇闸门长6．6m，高2．2m。

固定坝堰项高程563．80Ⅲ，闸门门顶高程565．70m。

工程于2000年9月动工兴建，2001年5月完工开始蓄水。

建成投入运行后，翻板门体出现振动及拍打现象，至2001年9月，大部分闸门支铰变形，2扇闸门支铰动滑轮完全脱轨，其余闸门支铰动滑轮存在不同程度的偏离导轨现象。

部分闸门门体出现裂纹，闸门门体打开后不能随水位回落自行关门，须人工关门，翻板坝已不能正常运行。

同时翻板坝下游侧岩层抗冲刷能力较差，冲坑深度达1～2．5m。

二、麓坏愿因分析(一)振动、拍打现象及其影响该水力自控翻板坝2001年5月完工蓄水投入试运行，即发现该水力自控翻扳坝门顶溢流后，均存在不同程度的振动、拍打现象，并波及到附近房屋和其它建筑物，振动现象和酿成的噪声，给附近居民的工作和生活带来严重影响．出现振动现象时实测闸门门顶上水深为5～12∞。

(二)振动、拍打原因分析1．振动原因分析由模型实验表明[1]，水力自控翻板闸门存在3种类型振动：(1)水流脉动压力作用下的微幅随机振动；(2)有限范围内的不稳定振动；( 3)闸门。

若水电站大坝翻板门优化控制与应用作者：尹梓槐李林种来源：《科协论坛·下半月》2013年第12期摘要：水力自控翻板闸门在小水电应用较多。

洪水来临时，按预定的水位自动翻板泄洪，洪水退去后也按预定的水位自动复位关闭。

但在实际运行中，水力自控翻板闸门的运用存在诸多问题。

初步预测：翻板门动作泄洪后，在洪水消落期间，若能人工干预翻板门的动作，提前关闭翻板门，则可有效的拦截洪尾、提高发电水头。

经实践试验，达到提高水电站发电效益的目的。

关键词：若水电站翻板门优化控制应用中图分类号：TV64 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-086-021 若水电站工程概况若水电站位于沅江一级支流巫水下游的怀化市会同县境内，装机3€？MW，水库正常蓄水位192.5m，死水位191.5m，溢流堰堰顶高程187.5m，正常蓄水位时库容791万m3，有效库容183万m3，水轮机额定水头11 m，额定流量52.3 m3/s，年利用小时4 652小时，电站年设计发电量6 978万度。

若水电站大坝右岸溢流坝溢流堰上安装16孔宽10m、高5m的水力自控翻板闸门，大坝左岸重力坝上设置两扇宽12m、高8.3m的弧形闸门，水力自控翻板闸门与弧形闸门构成电站的泄洪设备。

按设计规范，当水库水位上升达到水力自控翻板闸门门顶过水深度达0.4m时，翻板门开始自动翻转开启，洪水从闸板上、下部泄流，当水库水位上升达到水力自控翻板闸门门顶过水深度达0.88m时，闸门全开（80€埃坏彼馑换芈渲琳⒚抛愿叩？5%-80%时，翻板门自动复位。

洪水期间，若翻板门不足以渲泄洪水时，还可操作弧形闸门泄洪。

2 翻板门关闭动作控制问题的提出水力自控翻板闸门在洪水来临时，可按预定的水位自动翻板泄洪，洪水退去后也可按预定的水位自动复位关闭。

但在实际运行中，水力自控翻板闸门的运用存在下列问题：（1）水力自控翻板闸门要在洪水退去后才复位，不能有效的拦截洪尾；（2）水位要降低到水库死水位以下翻板门才能完全关闭，不能最大限度利用水头发电；（3）翻板门从开始关闭到完全关闭有一个过程，此过程时间太长，浪费了水量。