近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展、新材料的出現(xiàn)，國(guó)外已成功開發(fā)一種新型閥——鴨嘴閥。鴨嘴閥由彈性氯丁橡膠加人造纖維經(jīng)特殊加工而成，形狀類似鴨嘴。在內(nèi)部無(wú)壓力情況下，鴨嘴出口在本身彈性作用下合攏；隨內(nèi)部壓力逐漸增加，鴨嘴出口逐漸增大，保持液體能在高流速下排出。鴨嘴閥與目前工程中常用的拍門、閘閥相比具有較多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于城市、工廠排水和泵站出水等工程中，在部分排海工程中也有使用，如英國(guó)的Weymouth排放口、香港特區(qū)新界排放口等排海工程中均安裝了鴨嘴閥。本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及一定的物理模型試驗(yàn)，結(jié)合上海市奉浦排海工程，簡(jiǎn)要分析了在排海工程中使用鴨嘴閥的利與弊。

         1 排海工程中使用鴨嘴閥的利與弊  

         1.1 優(yōu)點(diǎn)   

         （1）維持較高的射流速度。傳統(tǒng)排海工程中噴口為固定口徑，則噴口射流流速隨流量的增加而呈線性增加，當(dāng)排放口排放量較小時(shí)，噴口射流流速較低；鴨嘴閥的出口面積隨排放量的增加而增大。因而，在排放量較小時(shí)，其射流流速增加很快，當(dāng)流量增大到一定值時(shí)，射流速度的增加與流量的增加趨向于線性關(guān)系。圖1所示為同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的射流速度隨排放量增加而變化的比較圖［2］。由圖1可見(jiàn)，裝設(shè)鴨嘴閥后的射流速度明顯高于固定噴口的射流速度，在排放量較低的情況下，裝設(shè)鴨嘴閥的排放口仍能有較高的射流速度。   圖1 單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥射流流速的比較 

         （2）防止海水和泥沙入侵。海水與排放的污水存在一定的密度差，當(dāng)污水排放量較小時(shí)，傳統(tǒng)排放口擴(kuò)散器由于噴口射流速度減小，此密度差將會(huì)引起海水入侵?jǐn)U散器，并將海底環(huán)境泥沙帶入擴(kuò)散器［3］。而鴨嘴閥出口隨出流量的變化而變化，排放量為零時(shí)閉合，而且在排放量較低的情況下能維持較高的射流速度，因此防止了海水和環(huán)境泥沙的入侵。    

          （3）有利于排放管沖洗。在排放口初次運(yùn)行或停止使用一段時(shí)間后使用時(shí)，擴(kuò)散器內(nèi)充滿了海水，對(duì)傳統(tǒng)排放管來(lái)講，當(dāng)污水沖洗流量逐漸增加時(shí)，污水一般是先從近岸很好根上升管排出，遠(yuǎn)岸上升管則會(huì)發(fā)生海水倒灌而形成擴(kuò)散器內(nèi)的海水循環(huán)現(xiàn)象；只有當(dāng)污水排放

量達(dá)到一定的值時(shí)，上升管才逐漸開始全部排放污水，并清除擴(kuò)散器管內(nèi)海水［4］。當(dāng)排放管上裝設(shè)鴨嘴閥時(shí)，同樣條件下排放量很小時(shí)，污水便能從所有上升管排出，隨排放量的逐漸增加，管底的海水逐漸被卷吸排出。    

          （4）在一定的條件下，可獲得更高的稀釋度。對(duì)相同環(huán)境條件單噴口擴(kuò)散器進(jìn)行模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同向水流中水平射流情況下，裝設(shè)鴨嘴閥比裝設(shè)固定噴口能獲得更高的污水稀釋度［1］。    

          （5）不腐蝕。對(duì)于不常使用的排放口（如緊急排放口）來(lái)說(shuō)，在噴口上裝設(shè)活動(dòng)拍門或其它防止回流設(shè)施是必要的。但是，金屬構(gòu)件長(zhǎng)期淹沒(méi)在海水中，易產(chǎn)生銹蝕和海洋生物繁殖現(xiàn)象，使排放口不能正常運(yùn)行，給維護(hù)帶來(lái)不便。鴨嘴閥是由橡膠特殊處理加工而成，避免了銹蝕的威脅。  

           1.2 缺點(diǎn)    

         （1）增加工程造價(jià)。因?yàn)轼喿扉y加工工藝復(fù)雜，目前世界上只有少數(shù)廠家能夠生產(chǎn)合乎使用要求的產(chǎn)品，并根據(jù)具體工程而定制，因此售價(jià)昂貴。    

          （2）增加擴(kuò)散器水頭損失。圖2為同樣條件下單孔排放口裝設(shè)固定噴口與鴨嘴閥的水頭損失比較圖。由圖2可見(jiàn)，裝設(shè)鴨嘴閥后的水頭損失基本上是裝設(shè)固定噴口的2倍，這樣增大了排放口的能耗，增加了常年運(yùn)行費(fèi)用。圖2 單孔排放口設(shè)固定噴口與鴨嘴閥水頭損失的比較。