1．水文泥沙特性
山區(qū)河流水文泥沙特性復雜，不同地域的河流其特性不盡相同，且差異較大，但其基本特性及表現(xiàn)型式類似，求同存異，歸納總結(jié)以下幾個方面的基本特性:
(1)(匯流特性)山區(qū)型流域，相對于平原型流域而言，山地溝系發(fā)育，地面陡峻、比降大，雨水能迅速向溝壑、水溪匯集，匯流速度快，流域?qū)涤甑恼{(diào)蓄作用弱，匯流時間短，受降雨過程和暴雨空間分布的影響靈敏，洪水流量過程線呈陡漲陡落趨勢，變化劇烈、迅速，且多呈現(xiàn)復峰過程，即使是孤立洪水過程，其洪峰端也常呈現(xiàn)雙峰或多峰型，起漲流量與地面徑流終止時的流量變化不大。
(2)(水沙特點和沖淤特性)山區(qū)河流的泥沙輸移特性及泥沙組成等與平原河流不同。
(3)(水流和暴雨特性)山區(qū)河流多呈現(xiàn)季節(jié)性水流，在旱季或無雨期，河槽中水流細甚至干涸無水;在雨季或汛期的暴雨易形成大洪水及災(zāi)害性洪水。
2．功能要求
閘(壩)在山丘地區(qū)城市河流中的建設(shè)，需要在不影響河流自身行洪規(guī)模的前提下，攔河蓄水、提升枯水期景觀水位、改善城市水環(huán)境，帶動兩岸濱河景觀的建設(shè)。受河流水文特性和洪水特性的影響，決定其必須具有的功能特點為:足夠的孔口規(guī)模在汛期宣泄洪水;能結(jié)合水情預(yù)報和管理調(diào)度進行靈活的啟閉運行;盡量不雍高汛期上游洪水水位，以免造成上游的防洪壓力;擋水泄水結(jié)構(gòu)使用壽命長、結(jié)構(gòu)可靠、抗沖擊、耐磨蝕。同時，在山丘地區(qū)往往河床相對狹窄，特別在城市中兩岸布置空間有限，應(yīng)盡量減小建筑物體量和少占河道，減少占地和開挖范圍，平面布局緊湊合理，主體泄水建筑物應(yīng)布置于河流的主流河槽，宜與水流方向正交布置，盡量減少對原河道的改變和過流影響，以免泄流對下游兩岸的沖刷。
3．閘(壩)型選擇
對于山丘地區(qū)河流來說，承泄洪水流量大，防洪水位高，為避免閘(壩)上游壅水而引起的水面線抬高，傳統(tǒng)的砌石、混凝土等固定溢流壩型顯然不適合在城市景觀河流中建設(shè)。而對于傳統(tǒng)的水閘而言，由于流量大、河道寬，需要設(shè)置閘門的跨度很大，常規(guī)閘門已很難滿足這樣的條件，無論是直升式、臥倒式、橫拉式平板門或者弧形門，大部分門型單孔寬度都受到限制，閘墩數(shù)量設(shè)置較多，閘墩的阻水作用會直接造成壩上壅水，推高水面線，給兩岸的防洪造成較大的壓力，且為滿足高位洪水過境，大部分閘上結(jié)構(gòu)高度相對較高。因此，此類閘(壩)型式宜采用開敞式大跨度閘門或者可靈活開啟的活動壩型。目前工程常用的主要以橡膠壩和水力翻板閘(壩)應(yīng)用最多，技術(shù)相對成熟。
4．技術(shù)比較分析
針對山丘地區(qū)河流的水文泥沙特性、閘(壩)的功能要求及其適用性，從使用壽命、構(gòu)造組成、運行控制及維護管理等方面，對鋼壩(底軸驅(qū)動翻板閘)、橡膠壩和水力翻板閘(壩)三種壩型進行技術(shù)比選。
(1)橡膠壩
橡膠壩由土建結(jié)構(gòu)、壩袋及錨固件、充排水(氣)設(shè)施及控制系統(tǒng)等組成。壩袋全部充起，蓄水控制，壩頂溢流;壩袋全部坍落，袋面行洪，排除泥沙或漂浮物;壩袋部分充起或坍落，調(diào)節(jié)上、下游水位。壩袋涂層、錨固件及充排系統(tǒng)需定期養(yǎng)護;壩袋使用壽命較短，需適時更換。優(yōu)點:橡膠壩體跨度大，汛期不阻水，枯季可攔蓄;可采用彩色壩袋，造型優(yōu)美，線條流暢;造價低、工期短、維修少、管理方便。缺點:使用壽命短，易老化，強度損失嚴重;運行時充水升壩或放水塌壩時間較長，影響快速泄洪或截流;受水流泥沙沖刷易引起壩體振動，壩袋磨損快、易受漂浮物或機械刺傷;使用可靠性較低。
(2)水力翻板閘(壩)
水力翻板閘(壩)由土建結(jié)構(gòu)、水力翻板閘門等組成。水位自動控制閘門的啟閉;上游水位升高，閘門繞軸開啟泄流;上游水位下降，閘門逐漸回關(guān)蓄水。金屬結(jié)構(gòu)閘門的養(yǎng)護維修較頻繁;上下游雜物需及時清理;無需操作機構(gòu)，閘門自動開啟和關(guān)閉。優(yōu)點:多扇小門排列組成，單孔跨度大，汛期不阻水，枯季可攔蓄;理論上無需專人管理，管理費用相對較低。缺點:容易發(fā)生振動拍打現(xiàn)象，長期振動拍打會導致翻板閘門底部和固定件的疲勞破損;初啟動水位較高，而回關(guān)水位偏低;易受上游來物撞擊及閘門支鉸卡阻造成破壞;泄流受傾斜的門體結(jié)構(gòu)影響，流量系數(shù)偏小;使用可靠性較低。
(3)鋼壩(底軸驅(qū)動翻板閘)
鋼壩(底軸驅(qū)動翻板閘)由土建結(jié)構(gòu)、帶固定軸的鋼閘門門體、啟閉設(shè)備及控制系統(tǒng)等組成。立門蓄水，門頂溢流過水，控制上、下游水位;臥門行洪，宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物;閘門適當開啟調(diào)節(jié)上、下游水位。管理方式與普通水閘相似，技術(shù)成熟、操作方便;通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制。優(yōu)點:使用壽命長，結(jié)構(gòu)安全可靠;大跨度底軸驅(qū)動、啟閉靈活、方便調(diào)度、工程隱蔽、無礙防汛;可以利用閘門門頂過水，形成人工瀑布的景觀效果。缺點:土建結(jié)構(gòu)的精確度要求高;重載驅(qū)動軸的支承和連接、制造和安裝工藝要求高;劣質(zhì)水環(huán)境下的軸承材料和軸承結(jié)構(gòu)形式要求高;對大跨度底軸驅(qū)動閘門啟閉系統(tǒng)及其控制要求嚴格;底軸及側(cè)向止水要求高。通過對鋼壩(底軸驅(qū)動翻板閘)、橡膠壩和水力翻板閘(壩)進行綜合技術(shù)分析可知，橡膠壩和水力翻板閘(壩)雖然造價相對較低，但對山丘地區(qū)河流而言，橡膠壩易受尖銳物刺傷，壩袋維修工作量大且影響正常蓄水、行洪，水力翻板閘(壩)易受水流拍打振動失穩(wěn)，上游來物易撞擊閘門并造成閘門卡阻，達不到啟閉自如的預(yù)期目的，且與同規(guī)模閘壩對比泄流量偏小。而鋼壩雖然一次性投資較大，但其使用壽命長、結(jié)構(gòu)安全可靠，長期運行維護費用較低。且其啟閉靈活、方便調(diào)度、建筑造型美觀、人工景觀效果好、抗沖刷、耐磨損等特點明顯優(yōu)于橡膠壩與水力翻板壩，更適合山丘地區(qū)河流的水文泥沙和暴雨洪水特性。
5．應(yīng)用實例
位于新安江上游的黃山市，屬于典型的山丘地區(qū)，普遍河道比降較大，且無大型控制性水庫工程，暴雨形成的洪水很快下泄，其洪水具有“四大、兩快、一短”的鮮明特征，即流速大、沖刷力大、含沙量大及破壞力大，洪水過程漲得快、落得快、歷時短。而為實現(xiàn)“現(xiàn)代國際旅游城市”的戰(zhàn)略目標，黃山市依托新安江優(yōu)越的山水風景和燦爛的歷史文化，先后規(guī)劃建設(shè)了新安江延伸段綜合開發(fā)工程和新安江上游段綜合治理工程，分別建設(shè)了湖邊樞紐、橫江壩(閘)、梅林壩(閘)等一系列大型的景觀閘壩工程。其中湖邊水利樞紐，單孔凈寬42．6m，共5孔，設(shè)計泄洪流量為5862m3/s;橫江壩(閘)工程，單孔凈寬40m，共3孔，設(shè)計泄洪流量為3593．3m3/s;梅林壩(閘)工程，單孔凈寬45m，共4孔，設(shè)計泄洪流量為3348．4m3/s。這些景觀閘壩的建設(shè)均采用了鋼壩為主體的擋水蓄水結(jié)構(gòu)，從實際運行來看，結(jié)構(gòu)可靠，能很好的適應(yīng)山丘地區(qū)河流的水文泥沙特性，且其景觀效果好。
6．結(jié)束語
從技術(shù)分析來看，鋼壩(底軸驅(qū)動翻板閘)結(jié)構(gòu)作為城市景觀水利中的一個新寵。雖然其工程投資相對于其他活動閘壩較高，但其具有大跨度、啟閉靈活、結(jié)構(gòu)可靠、抗沖刷、耐磨損、建筑造型美觀、人工景觀效果好等一些獨特的優(yōu)勢，能更好的適應(yīng)山丘地區(qū)的水文泥沙特性，在山丘地區(qū)城市景觀水利的建設(shè)用地應(yīng)用效果好。
