CN102182160A

CN102182160A - 鱼巢生态丁坝

Info

Publication number: CN102182160A
Application number: CN 201110089429
Authority: CN
Inventors: 陆彦; 徐成伟; 李寿千; 王志力; 刘怀湘; 左利钦; 季荣耀
Original assignee: Nanjing Hydraulic Research Institute of National Energy Administration Ministry of Transport Ministry of Water Resources
Current assignee: Nanjing Hydraulic Research Institute of National Energy Administration Ministry of Transport Ministry of Water Resources
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-09-14

Abstract

鱼巢生态丁坝，该鱼巢丁坝一端与河岸相连、另一端伸向河槽的坝形建筑物，在平面上与河岸连接成丁字形，其特征在于，在坝体周边底部设置有若干个透水框架，所述的透水框架是空心的斜立方体，该斜立方体的高度为坝高的1/2。本发明的鱼巢生态丁坝与常规丁坝相比具有：（1）生态效应；（2）高稳定性；（3）同样的整治效果。鱼巢生态丁坝有利于各种水生物的附着和生存，鱼巢生态丁坝周围透水框架体内部的低紊动区域有利于水生物停留和吸附，强紊动带又提供给鱼类戏水空间，可以满足多种生物特性需求，生态效应明显。本发明鱼巢生态丁坝坝头最大冲深、冲刷坑范围都有所减小，且冲刷坑有朝下游远离坝头方向移动的趋势，均有利于坝体的稳定。

Description

鱼巢生态丁坝

技术领域

本发明涉及一种丁坝（丁字坝），具体涉及一种新结构的鱼巢生态丁坝。

背景技术

丁坝也称为丁字坝，是河道整治与航道整治建筑物中最常用的一种，是一端与河岸相连、另一端伸向河槽的坝形建筑物，在平面上与河岸连接成丁字形。在治河工程中，丁坝通过挑流、导流以保护河岸免受冲刷；在航道整治工程中，则通过束窄河槽、束水攻沙而满足航深。丁坝的种类很多，按平面形状分类有直线形、勾头形和丁字形等。就构筑丁坝的材料而言，整治工程中最常用的是块石类丁坝，包括混凝土丁坝、铁丝蛇笼丁坝、抛石丁坝和复合式丁坝等。

丁坝坝身结构尺寸一般符合以下要求：（1）坝身结构：块石丁坝梯形横断面，迎水坡可取1:1至1:1.5，背水坡可取1:1至1:2.5：（2）坝顶纵坡：坝顶宽b可取1至4m，流速大的地区可取偏大值；坝顶应平整，纵坡可取1:100至1:300（3）坝头结构：坝头10至20m范围内的坝顶可适当加宽，坝头平面上为圆滑曲线，其向河坡宜取为1:2.5至1:3。丁坝的坝长L和坝高H分别由具体河段的整治线宽度和整治水位而定，通常坝长为几十米至几百米不等，坝高为几米至十几米不等。图（1）给出了现有技术常规丁坝平面及立面图。

河道设置丁坝后，河槽缩窄，过水面积减小，流速加大，冲深原有床面，从而达到航道整治工程“束水攻沙”效果。主槽冲深的同时，在坝头附近，水流受挤压，绕过丁坝的水流与丁坝迎流面下潜流相互作用在床面形成一连串旋涡，同时也形成了强紊流带，导致坝头下游局部冲刷（见图2），冲深最大可达数十米，危及坝体的稳定。对西江生态调查表明，西江航道整治工程的开展降低了生境条件质量甚至使得原有生物栖息地丧失，由此会对底栖动物的生存产生不利影响；洲滩位置的移动也迫使鱼类原有的产卵场地被破坏。因此，丁坝束水攻沙满足航深的同时，也破坏了胁迫了河流生态系统，坝头冲刷坑的形成给坝体稳定带来了新的问题。

发明内容

本发明的目的，是针对常规丁坝存在的降低了生境条件质量、破坏鱼类产卵场等问题，提供一种新型的鱼巢生态丁坝。这种新型的鱼巢生态丁坝有利于各种水生物的附着和生存，有利于鱼类的戏水和觅食。可以满足多种生物特性需求；还可以提供生物躲避大型生物捕食的空间。

完成上述发明任务的方案是，一种鱼巢生态丁坝，该鱼巢生态丁坝是一端与河岸相连、另一端伸向河槽的坝形建筑物，在平面上与河岸连接成丁字形，其特征在于，在该鱼巢生态丁坝坝体周边的水下部分设置有若干个透水框架，所述的透水框架是空心的斜立方体，该斜立方体的高度为坝高的1/2。

所述的空心斜立方体的结构可以是：

（以下结构说明中，是以几何学中，立方体具有六个面、12条棱和8个顶的空间结构为定位的）。

所述斜立方体的每个“棱”均由刚性杆状材料构成，各个刚性杆状材料在所述斜立方体的每个“顶”处连接固定。

上述结构中，所述斜立方体的每两个处于对角线的“顶”之间，固定有刚性杆状材料，这些刚性杆状材料在斜立方体内部交叉成十字。

所述的空心斜立方体还可以是，由刚性材料制成的斜立方体的每两个相对的“面”之间开设有一个大的贯通的孔洞；或者开设有若干个小的贯通的孔洞。所述“大的贯通的孔洞”是指孔洞的直径不小于斜立方体边长的80%。

优化方案中，每个斜立方体的长度、宽度与高度保持一致。

以上所述的刚性杆状材料可以是钢材、毛竹、有色金属或塑料等材料；所述制成斜立方体的刚性材料可以是毛竹、塑料或混凝土材料。

换言之，本发明的结构是：鱼巢生态丁坝是在常规的块石丁坝周边底部增设透水框架（见图3）。鱼巢生态丁坝周围的透水框架由许多个十字型斜棱柱体结构组成，单个棱柱体高度为1/2坝高，长度及宽度与高度保持一致，见图5。

这种鱼巢生态丁坝与常规丁坝相比具有（1）生态效应；（2）高稳定性；（3）同样的整治效果。

鱼巢生态丁坝周围透水框架体内部高流速和低流速区域交错分布，格局明显，有利于各种水生物的附着和生存，有利于鱼类的戏水和觅食。同时框架体的内部存在着高低紊动强度交错分布现象，低紊动区域有利于水生物停留和吸附，强紊动带又提供给鱼类戏水空间。无论纵向紊动强度，还是横向、垂向的紊动强度都存在强弱连续转换水域，可以满足多种生物特性需求。空腔可以提供生物躲避大型生物捕食的空间。

鱼巢生态丁坝的生态效应主要体现在如下三个方面：多样流效应、庇护效应和饵料效应。这三种效应是相互联系、相辅相承的，多样流使得各种浮游生物和底栖动物在此滞留成为饵料，提供鱼类以嬉戏和觅食场所，生态丁坝透水框架形成的庇护空间可供幼鱼等小型动物避敌，成为优良的微小生境，生态效应明显。

鱼巢的增设减弱了坝头的扰流，并阻断了坝头下潜流，与常规丁坝相比，鱼巢生态丁坝坝头最大冲深、冲刷坑范围都有所减小，且冲刷坑有朝下游远离坝头方向移动的趋势，均有利于坝体的稳定。

生态结构透水框架只调整了坝体周围的局部水流结构，对主槽区水流基本没有影响，主槽区的普遍冲刷变化不大，航道整治效果与常规丁坝一致。

附图说明

图1-1与图1-2分别为现有技术的丁坝平面及立面图；

图2 为现有技术的常规丁坝作用下的局部冲刷示意图；图中的2为主流区与回流区的分界线；3为狭长型淤积体。图中的数值，正值表示淤积；负值表示冲刷；

图3-1与图3-2分别为本发明的鱼巢丁坝平面及立面图；

图4-1与图4-2分别为透水框架立体图及侧面图。

具体实施方式

实施例1，鱼巢生态丁坝，参照图3-1、图3-2、图4-1与图4-2：鱼巢生态丁坝坝体1的一端与河岸相连、另一端伸向河槽，在平面上与河岸连接成丁字形。在坝体1周边底部设置有若干个透水框架4，所述的透水框架是空心的斜立方体，该斜立方体的高度为坝高的1/2。所述斜立方体的每个“棱”均由刚性杆状材料构成，各个刚性杆状材料在所述斜立方体的每个的“顶”处连接固定。斜立方体的每两个处于对角线的“顶”之间固定有刚性杆状材料，这些刚性杆状材料在斜立方体内部交叉成十字

实施例2，与实施例1基本相同，但所述的空心斜立方体由刚性材料制成的斜立方体，每两个相对的“面”之间开设有一个大的贯通的孔洞；或者开设有若干个小的贯通的孔洞。所述“大的贯通的孔洞”是指孔洞的直径不小于斜立方体边长的80%。

Claims

1.一种鱼巢生态丁坝，该鱼巢丁坝一端与河岸相连、另一端伸向河槽的坝形建筑物，在平面上与河岸连接成丁字形，其特征在于，在坝体周边底部设置有若干个透水框架，所述的透水框架是空心的斜立方体，该斜立方体的高度为坝高的1/2。

2.根据权利要求1所述的鱼巢生态丁坝，其特征在于，所述的空心斜立方体的每个“棱”均由刚性杆状材料构成，各个刚性杆状材料在所述斜立方体的每个的“顶”处连接固定。

3.根据权利要求2所述的鱼巢生态丁坝，其特征在于，所述斜立方体的每两个处于对角线的“顶”之间还固定有刚性杆状材料，这些刚性杆状材料在斜立方体内部交叉成十字。

4.根据权利要求1所述的鱼巢生态丁坝，其特征在于，所述的空心斜立方体由刚性材料制成，该斜立方体的每两个相对的“面”之间开设有一个大的贯通的孔洞；或者开设有若干个小的贯通的孔洞；所述“大的贯通的孔洞”是指孔洞的直径不小于斜立方体边长的80%。

5.根据权利要求1~4之一所述的鱼巢生态丁坝，其特征在于，每个斜立方体的长度、宽度与高度保持一致。