CN103306241B - 一种河道橡胶坝蓄水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于河流蓄水技术领域，特别涉及一种河道橡胶坝蓄水系统。沿河道由上游至下游设置若干个橡胶坝坝体，橡胶坝坝体的一端直接与河道堤防的一岸连接，另一端通过生物挂膜与河道堤防的另一岸连接；相邻两个橡胶坝坝体分别与河道堤防的两侧岸堤直接相连，即相邻的两道生物挂膜分别位于河道堤防的不同岸堤侧。橡胶坝在平面上交错布设，促使水流弯折前进，增加水体停留时间，加大水流自身流速，减小整体水量下泄速度；当来水量增大时，水流可自行下泄，不影响蓄水效果；多个低水头橡胶坝群联合使用，有效增加蓄水面积和有水河道长度；水流在流经生物挂膜的同时，进行水质净化处理，达到水质改善的目的。
Description
技术领域
本发明属于河流蓄水技术领域，特别涉及一种河道橡胶坝蓄水系统，尤其适用于北方干旱地区城市河道的蓄水、水质改善工程。
背景技术
北方河道生态环境一般较差，相当部分河道处于常年缺水或干枯状态，生态用水缺乏。但在洪期，这些河道往往又担负着防洪排涝的重任，因此，如何合理利用这些河道，合理蓄水，保障生态用水和景观用水，又不影响其排洪功能成为研究的热点。因此，在北方城市河道，修建蓄水工程的同时，还需要兼顾防洪和水质问题。
随着综合治理、河流健康、生态防洪、人水和谐等治理新理念的不断提出和实践，修建引蓄水工程、清淤清障、景观建设等逐渐成为北方河道治理方向和模式。
在治理过程中，水量保障是河道整治工程的最基本要求。在一些城市河道，为了保障景观用水，在天然水资源严重缺乏的情况下，补充调入大量污水处理厂排出的中水，并通过闸坝将其蓄在河道内，形成蓄水水面。但静止的水体使得水质进一步恶化，富营养化问题严重，同时城市河道闸坝水头较小，采用单一闸坝蓄水时受河道坡度影响，坝前水深大，但整体河道蓄水面有限。
橡胶坝是河道整治过程常用的一种水工建筑，用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水（气）将其充胀形成的袋式挡水坝，可根据需要调节坝高，控制上游水位。橡胶坝运用条件与水闸相似，与常规闸坝相比又有造价低、施工期短、汛期不阻水等特点，且维修少，管理方便，因此常用于城市河道整治、园林美化中。
目前，河道蓄水通常采用单个橡胶坝阻水形式，当坝顶高度高于坝前水位时，形成小水库，水体全部蓄在坝前，并保持静止状态。此类情况适用于干枯型河道节点式蓄水，但由于水体静止与坝前，自净能力减弱，容易发生富营养化。当坝顶高度低于坝前水位时，水体通过溢流方式下泄，虽然下泄水体通过坝头翻越时具有一定曝气功能，但坝前底层大部分为死水区，不利于水质改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于干旱地区城市河道蓄水、水质改善的河道橡胶坝蓄水系统。
本发明采用的技术方案为：
沿河道由上游至下游设置若干个橡胶坝坝体，橡胶坝坝体的一端直接与河道堤防的一岸连接，另一端通过生物挂膜与河道堤防的另一岸连接；相邻两个橡胶坝坝体分别与河道堤防的两侧岸堤直接相连，即相邻的两道生物挂膜分别位于河道堤防的不同岸堤侧；
所述生物挂膜为多道横向布设的生物挂膜链，挂膜填料采用多面空心球。
所述相邻两道橡胶坝坝体的间距满足在来水频率为75%的条件下，水面首尾相接。
所述单个橡胶坝坝体的跨度满足在来水频率为75%的条件下，过水断面处水流流速不小于5cm/s。
所述生物挂膜采用多排串联形式，单排挂膜阻水体积不超过总过水断面的50%，相邻两排间隔为4-6cm。
所述生物挂膜的下方河道床面增加防护层，该防护层采用大颗粒卵石加防护网形式，厚度在50cm以上，以保障河道的抗冲性。
本发明的有益效果为：
（1）橡胶坝在平面上交错布设，促使水流弯折前进，增加水体停留时间，加大水流自身流速，减小整体水量下泄速度；
（2）当来水量增大时，水流可自行下泄，不影响蓄水效果；在洪水期，排空坝袋，安全行洪；
（3）多个低水头橡胶坝群联合使用，有效增加蓄水面积和有水河道长度，根据来水量情况，橡胶坝可间隔使用；
（4）橡胶坝与河堤连接处布设生物挂膜，水流在流经生物挂膜的同时，进行水质净化处理，达到水质改善的目的；
（5）可采用彩色坝袋，造型优美，线条流畅，并可附上宣传标语或图案，形成人文景观。
附图说明
图1为坝体、生物挂膜与河道堤防的平面布设示意图；
图2为坝体与水面、河道底坡关系的剖面示意图；
图3为生物挂膜剖面示意图。
图中标号：
1-河道堤防；2-橡胶坝坝体；3-生物挂膜；4-蓄水水面；5-生物挂膜填料；6-河床。
具体实施方式
本发明提供了一种适用于北方干旱地区城市河道蓄水、水质改善的橡胶坝蓄水系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本系统的典型结构如图1和图2所示。沿河道由上游至下游设置若干个橡胶坝坝体2，橡胶坝坝体2的一端直接与河道堤防1的一岸连接，另一端通过生物挂膜3与河道堤防1的另一岸连接；相邻两个橡胶坝坝体2分别与河道堤防1的两侧岸堤直接相连，即相邻的两道生物挂膜3分别位于河道堤防1的不同岸堤侧；生物挂膜3为多道横向布设的生物挂膜链，挂膜填料采用多面空心球。
在实际工程应用中，需要注意以下几点：
相邻两道橡胶坝坝体2的间距由拟整治的河道坡度决定，需满足在来水频率为75%的条件下，水面首尾相接。
单个橡胶坝坝体2的跨度由所在点河道宽度与来水量决定，需满足在来水频率为75%的条件下，过水断面处水流流速不小于5cm/s。
生物挂膜3采用多排串联形式，单排挂膜阻水体积不超过总过水断面的50%，相邻两排间隔为4-6cm，以5cm为宜。水流流经空心球时，在挂膜链横向布设的条件下，球体沿轴向快速旋转，叶片可带动水体上下掺混，提高水质净化效果。
生物挂膜3的下方河道床面增加防护层，该防护层采用大颗粒卵石加防护网形式，厚度在50cm以上，以保障河道的抗冲性。
若在水资源严重缺乏区域，上游河道无来水时，需在河道边铺设循环管线，将下泄水通过循环管线由泵站提升至上游，达到水资源循环利用。
Claims (4)
1.一种河道橡胶坝蓄水系统，其特征在于，沿河道由上游至下游设置若干个橡胶坝坝体(2)，橡胶坝坝体(2)的一端直接与河道堤防(1)的一岸连接，另一端通过生物挂膜(3)与河道堤防(1)的另一岸连接；相邻两个橡胶坝坝体(2)分别与河道堤防(1)的两侧岸堤直接相连，即相邻的两道生物挂膜(3)分别位于河道堤防(1)的不同岸堤侧；
所述生物挂膜(3)为多道横向布设的生物挂膜链，挂膜填料采用多面空心球；所述生物挂膜(3)采用多排串联形式，单排挂膜阻水体积不超过总过水断面的50％，相邻两排间隔为4-6cm；水流流经空心球时，在挂膜链横向布设的条件下，球体沿轴向快速旋转，叶片可带动水体上下掺混，提高水质净化效果。
2.根据权利要求1所述的河道橡胶坝蓄水系统，其特征在于，所述相邻两道橡胶坝坝体(2)的间距满足在来水频率为75％的条件下，水面首尾相接。
3.根据权利要求1所述的河道橡胶坝蓄水系统，其特征在于，所述单个橡胶坝坝体(2)的跨度满足在来水频率为75％的条件下，过水断面处水流流速不小于5cm/s。
4.根据权利要求1所述的河道橡胶坝蓄水系统，其特征在于，所述生物挂膜(3)的下方河道床面增加防护层，该防护层采用大颗粒卵石加防护网形式，厚度在50cm以上，以保障河道的抗冲性。
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