CN104074166A - 一种恢复干枯河流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恢复干枯河流的方法，利用天然形成或人为制造的地下潜流作为水源恢复干枯河流，该方法包括如下步骤：1）修建水库，2）构造地下潜流，3）选择施工河段，4）河段施工。通过修建地下截水墙与溢流坝将地下潜流去路拦截，地下潜流便会顺着截水墙与溢流坝形成的围墙上升并提升到河底以上，上升到河底以上的水流沿着截水墙逆流而上，回流一段距离直到水位上升到溢流坝最顶端后，沿溢流坝留下形成流动的河流。本发明特别适合恢复季节性降水不均衡地区的季节性干枯河流，本发明造价低且不需要消耗现有水资源，地下潜流常年有水库水源供应，加之采用了粘土铺盖换填，河道的保水性能提高了。营造园林湿地景观，美化人们的生存环境。

Description

一种恢复干枯河流的方法

技术领域

本发明涉及一种恢复干枯河流的方法，特别针对季节性降水不均衡地区的季节性河流。能够恢复干枯河流、营造湿地景观，美化人们的生存空间。

背景技术

受气候的影响，特别是我国北方季节性降水不均衡的地区有许多季节性河流，这些河流只在雨季有水，旱季便干枯了。许多地区在河流的上游修建了水库，在雨季收集雨水，到旱季水资源匮乏时用于灌溉及城市供水等，这有效的缓解了该地区因季节性降水不均衡导致的用水问题。水库的渗水是不可避免的，当水库与河流的地下表层为易渗水的渗水层、下层为不易渗水的保水层时，就会沿河流在渗水层与保水层之间形成一地下潜流。地下潜流中的水资源通常是补给了地下水或形成地下径流，没有得到充分利用。

水库的建设拦截了河流的流水，加剧了旱季时河流的干枯，干枯的河流容易积累垃圾，待到雨季河流中的垃圾又随雨水扩散到人们的生活区甚至是饮用水水源中，极大的危害着人们的身体健康。

现有的恢复干枯河流的方法通常是采用水库引水、地下水补充等方式，这些方式通常工程量大，需要消耗有限的水资源或电力资源，造价高、资源浪费严重，得不偿失。基于以上情况，有必要提供一种低造价的利用地下潜流恢复干枯河流的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恢复干枯河流的方法，该方法造价低且不需要消耗现有水资源。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种恢复干枯河流的方法，利用天然形成或人为制造的地下潜流作为水源恢复干枯河流，该方法包括如下步骤：

1）、修建水库：通过现场勘察，确定河流上游是否有水库，有水库的情况直接进入步骤2），对于上游没有水库的河流，通过对水文、地形、地质数据进行分析，在河流上游选择最符合修建水库条件的位置修建水库；

2）、构造地下潜流：通过钻探对水库及水库下游的河流进行地质勘探，勘探有无地下潜流，勘探结果分有地下潜流与无地下潜流两种，有地下潜流的情况直接进入步骤3），无地下潜流的情况与地下保水层直接相关，无地下潜流的情况分以下三种情况，

A、对于河流及水库都没有地下保水层的河流采取以下施工措施：1)、在水库外围边沿修建隔水墙，隔水墙围绕水库修建并在绕过堤坝两侧后沿河流两岸修建一段距离；2)、在水库水底以下地层修建一隔水层，隔水层与隔水墙底端连接，隔水层以下降的平缓坡度延伸至河流底部，并保持在河底以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层沿河流修建部分铺设成两侧高、中间低的凹弧结构，隔水层地下覆盖区域超过河流两侧堤坝；3)、在河流地下隔水层凹弧内铺设碎石层，碎石层以上填土恢复河流原貌，水库渗水便会从碎石层流过形成地下潜流，

B、对于河流地下有保水层而水库地下无保水层的河流采取以下施工措施：1)、在水库外围边沿修建隔水墙，隔水墙围绕水库修建并在绕过堤坝两侧后沿河流两岸修建一段距离；2)、在水库水底以下地层修建一隔水层，隔水层与隔水墙底端连接，隔水层以下降的平缓坡度延伸至河流地下保水层，并贴合河流地下保水层上表面修建一段距离；3)、在河流地下保水层顶部铺设碎石层，碎石层以上填土恢复河流原貌，水库渗水便会从碎石层流过形成地下潜流，

C、对于河流地下无保水层而水库地下有保水层的河流采取以下施工措施：1)、在水库外围边沿修建隔水墙，隔水墙底部嵌入水库地下保水层，隔水墙围绕水库修建并在绕过堤坝两侧后沿河流两岸修建一段距离；2)、在河流底部修建隔水层，隔水层低于水库地下保水层并与水库地下保水层边沿平缓连接，隔水层与水库地下保水层连接后再贴合水库地下保水层上表面反向修建一段距离，隔水层保持在河底以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层沿河流修建部分铺设成两侧高、中间低的弧形结构，隔水层要超过河流两侧堤坝；3)、在河流地下隔水层凹弧内铺设碎石层，碎石层以上填土恢复河流原貌，水库渗水便会从碎石层流过形成地下潜流；

3）、选择施工河段：通过对河流坡度、地下潜流深度数据进行分析，找到河流坡度小，地下潜流深度浅的河段；

4）河段施工：在上步中得到的河段修建一截水墙,截水墙总体成U形，沿地下潜流流动方向反向修建，截水墙两侧沿河流两侧堤坝向上游延伸，三面包裹住地下潜流，截水墙下端嵌入保水层或隔水层，截水墙两侧墙体顶端延伸至河流堤坝顶端以上，截水墙与河流流向垂直部分的墙体顶端延伸至河底，截水墙与河流垂直部分的墙体顶端修建一溢流坝，溢流坝与截水墙形成一个三面闭合的围墙。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种恢复干枯河流的方法造价低且不需要消耗现有水资源，而且恢复干枯的河流立竿见影，具有保水持久，缩短河流干枯期的巨大效益。

附图说明

图1为采用本发明实施方式恢复河流的纵断面视图水库及水库下游的河流有地下潜流的情况。

图2为本发明实施方式中截水墙结构示意图箭头方向为水流方向。

图3为采用本发明实施方式恢复河流的横断面视图河流地下有保水层的情况。

图4为采用本发明实施方式构造地下潜流的纵断面视图水库及水库下游的河流无地下潜流的情况。

其中，1. 水库、2.水坝、3.地下潜流、4.渗水层、5.保水层、6.河流、7.截水墙、8.溢流坝、9.堤坝、10.河底、11.河槽边坡、12拦蓄后河流水面、13.隔水墙、14.隔水层、15.碎石层。

具体实施方式

一种恢复干枯河流的方法，利用天然形成或人为制造的地下潜流作为水源恢复干枯河流，该方法包括如下步骤：

1）、修建水库1：通过现场勘察，确定河流6上游是否有水库1，有水库1的情况直接进入步骤2），对于上游没有水库1的河流6，通过对水文、地形、地质数据进行分析，在河流6上游选择最符合修建水库1条件的位置修建水库1；

2）、构造地下潜流3：通过钻探对水库1及水库1下游的河流6进行地质勘探，勘探有无地下潜流3，勘探结果分有地下潜流3与无地下潜流3两种，有地下潜流3的情况直接进入步骤3），无地下潜流3的情况与地下保水层5直接相关，无地下潜流3的情况分以下三种情况，

A、对于河流6及水库1都没有地下保水层5的河流6采取以下施工措施：1)、在水库1外围边沿修建隔水墙13，隔水墙13围绕水库1修建并在绕过堤坝2两侧后沿河流6两岸修建一段距离；2)、在水库1水底以下地层修建一隔水层14，隔水层14与隔水墙13底端连接，隔水层14以下降的平缓坡度延伸至河流6底部，并保持在河底10以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层14沿河流6修建部分铺设成两侧高、中间低的凹弧结构，隔水层14地下覆盖区域超过河流6两侧堤坝9；3)、在河流6地下隔水层14凹弧内铺设碎石层15，碎石层15以上填土恢复河流6原貌，水库1渗水便会从碎石层15流过形成地下潜流3，

B、对于河流6地下有保水层5而水库1地下无保水层5的河流6采取以下施工措施：1)、在水库1外围边沿修建隔水墙13，隔水墙13围绕水库1修建并在绕过堤坝2两侧后沿河流6两岸修建一段距离；2)、在水库1水底以下地层修建一隔水层14，隔水层14与隔水墙13底端连接，隔水层14以下降的平缓坡度延伸至河流6地下保水层5，并贴合河流6地下保水层5上表面修建一段距离；3)、在河流6地下保水层5顶部铺设碎石层15，碎石层15以上填土恢复河流6原貌，水库1渗水便会从碎石层15流过形成地下潜流3，

C、对于河流6地下无保水层5而水库1地下有保水层5的河流6采取以下施工措施：1)、在水库1外围边沿修建隔水墙13，隔水墙13底部嵌入水库1地下保水层5，隔水墙13围绕水库1修建并在绕过堤坝2两侧后沿河流6两岸修建一段距离；2)、在河流6底部修建隔水层14，隔水层14低于水库1地下保水层5并与水库1地下保水层5边沿平缓连接，隔水层14与水库1地下保水层5连接后再贴合水库1地下保水层5上表面反向修建一段距离，隔水层14保持在河底10以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层14沿河流6修建部分铺设成两侧高、中间低的弧形结构，隔水层14要超过河流6两侧堤坝9；3)、在河流6地下隔水层14凹弧内铺设碎石层15，碎石层15以上填土恢复河流6原貌，水库1渗水便会从碎石层15流过形成地下潜流3；

3）、选择施工河段：通过对河流6坡度、地下潜流3深度数据进行分析，找到河流6坡度小，地下潜流3深度浅的河段；

4）河段施工：在上步中得到的河段修建一截水墙7,截水墙7总体成U形，沿地下潜流3流动方向反向修建，截水墙7两侧沿河流6两侧堤坝9向上游延伸，三面包裹住地下潜流3，截水墙7下端嵌入保水层5或隔水层14，截水墙7两侧墙体顶端延伸至河流6堤坝9顶端以上，截水墙7与河流6流向垂直部分的墙体顶端延伸至河底10，截水墙7与河流6垂直部分的墙体顶端修建一溢流坝8，溢流坝8与截水墙7形成一个三面闭合的围墙。

该方法还包括防渗施工步骤，包含以下步骤：1)、清除河道中的垃圾、河槽边坡11杂草及河底10淤泥；2)、碾压铺盖区域；3)、分多次铺盖防渗材料，每铺盖一次碾压一次。

所述的防渗材料铺盖总厚度≥100mm。

所述的隔水墙13与截水墙7的类型为浅层不透水换填、人工挖孔灌注桩、夯实混凝土予制柱、灌注桩、钢板桩、插塑桩、垂直铺塑、沉箱、水泥土搅拌桩、石灰桩、灰土挤压桩、水泥粉煤灰碎石桩中的一种或多种组合。各类型施工深度及重要尺寸见下表：

       类型                  深度         重要尺寸

（1）浅层不透水换填        0-3M        宽度1.0-10M  

（2）人工挖孔灌注桩        0-8M        孔径0.5-2.0M

（3）夯实混凝土予制柱      3-20M       桩径0.2-1.0M

（4）灌注桩                5-35M       桩径0.5-1.5M

（5）钢板桩                5-30M       桩薄0.2-0.8M

（6）插塑桩                0-18M       尺寸0.2-0.8M

（7）垂直铺塑              0-15M       尺寸0.15-0.5M

（8）沉箱                  3-12M       尺寸1.5-5.0M

（9）水泥土搅拌桩          2-28M       桩径0.3-0.8M

（10）石灰桩               3-12M       桩径0.3-0.8M

（11）灰土挤压桩           3-10M       桩径0.3-0.8M

（12）水泥粉煤灰碎石桩     3-8M        桩径0.3-0.8M。

所述的截水墙7下端嵌入保水层5或隔水层14深度0～3m，截水墙7抗渗透系数＞10^-4cm/秒，截水墙7高度比拦河流6两侧堤坝9顶端高出0～2.0m。

所述的隔水墙13与截水墙7通过水泥土深层搅拌桩构建，其中桩直径100mm～500mm，桩间距为桩直径的0.5～0.8倍，水泥土深层搅拌桩底部嵌入保水层5或隔水层14深度0.1～1米。

所述的隔水层14为填充防渗材料后夯实，隔水层14厚度≥100mm。

步骤2）中A、B、C所述的隔水墙13底部比水库1水底深三米以上；步骤2）中A、B所述的隔水层14位于水库1水底以下部分在水库1水底三米以下修建；步骤2）中A、C所述的隔水层14沿河修建部分保持在距离河底10一米以下地层修建。

所述的防渗材料为混凝土、浆砌石、粘土、水泥土、石灰土、水工布中的一种或多种组合。

所述的溢流坝8采用不同材料施工时，尺寸构造如下：

（1） 粘土坝        高度3-25M   底宽3-15M

（2） 浆砌石溢流坝  高度2-15M   底宽3-25M

（3） 混凝土溢流坝  高度2-15M   底宽3-20M 。

所述的水泥土深层搅拌桩所应有的水泥土中水泥含量＞15%，所用水泥标号不低于PO32.5。出于保水性考虑，根据行业惯例施工时相邻两桩施工时间不大于24小时，超过24小时需在已施工的桩两侧进行包夹。

步骤2）中A1)、B1)、C1)所述的，隔水墙13围绕水库1修建并在绕过堤坝2两侧后沿河流6两岸修建一段距离，其修建距离≥3米；步骤2）中B2)所述的，隔水层14以下降的平缓坡度延伸至河流6地下保水层5，并贴合河流6地下保水层5上表面修建一段距离，其修建距离≥3米；步骤2）中C2)所述的，隔水层14与水库1地下保水层5连接后再贴合水库1地下保水层5上表面反向修建一段距离，其修建距离≥3米。

如图1所示，要恢复河流6为北方丘陵地区的季节性干枯河流6，河流6上游多年前就修建了水库1，水库1在雨季能够收集雨水，到旱季时水库1中的水也不会枯竭；通过钻探发现河流6地下有地下潜流3；如图2所示，选择了一河流6坡度小的河段修建了一截水墙7,截水墙7总体成U形，沿地下潜流3流动方向反向修建，截水墙7两侧沿河流6两侧堤坝9向上游延伸，三面包裹住地下潜流3；如图3所示，截水墙7下端嵌入保水层5或隔水层14，截水墙7两侧墙体顶端延伸至河流6堤坝9顶端，截水墙7与河流6流向垂直部分的墙体顶端延伸至河底10，截水墙7与河流6垂直部分的墙体顶端修建一溢流坝8，溢流坝8与截水墙7形成一个三面闭合的围墙；由于截水墙7与溢流坝8将地下潜流3的去路堵截，地下潜流3会顺着截水墙7与溢流坝8形成的围墙上升并提升到河底10以上，上升到河底10以上的水流沿着截水墙7逆流而上，回流一段距离直到水位上升到溢流坝8最顶端后，沿溢流坝8留下形成流动的河流。

如图4所示，河流6及水库1都没有地下保水层5，1)、在水库1外围边沿修建隔水墙13，隔水墙13底部比水库1水底深3米以上，隔水墙13围绕水库1修建并在绕过堤坝2两侧后沿河流6两岸修建一段距离；2)、在水库1水底3米以下修建一隔水层14，隔水层14与隔水墙13底端连接，隔水层14以下降的平缓坡度延伸至河流6底部，并保持在河底1米以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层14沿河流6修建部分铺设成两侧高、中间低的凹弧结构，隔水层14地下覆盖区域超过河流6两侧堤坝9；3)、在河流6地下隔水层14凹弧内铺设碎石层15，碎石层15以上填土恢复河流6原貌，水库1渗水便会从碎石层15流过形成地下潜流3。

对于河流6地下有保水层5而水库1地下无保水层5以及河流6地下无保水层5而水库1地下有保水层5的情况亦可参照附图4。隔水层14与保水层5的作用都是防止渗水流失。

由于水库1常年有水，则地下潜流3常年有水源，由于在河流6河道中采用了粘土铺盖换填，河道的保水性能提高了,所恢复河流6能够长久有水。

本发明意在提供一种回收利用水库1渗水来恢复干枯河流6的方法，具体的施工方法除上述提到的还有很多种，属于水利、建筑施工方面的常见施工方法，不属于本发明的创意重点，在此不做敖述。

Claims (9)

1.一种恢复干枯河流的方法，其特征在于该方法利用天然形成或人为制造的地下潜流作为水源恢复干枯河流，该方法包括如下步骤：

1）、修建水库（1）：通过现场勘察，确定河流（6）上游是否有水库（1），有水库（1）的情况直接进入步骤2），对于上游没有水库（1）的河流（6），通过对水文、地形、地质数据进行分析，在河流（6）上游选择最符合修建水库（1）条件的位置修建水库（1）；

2）、构造地下潜流（3）：通过钻探对水库（1）及水库（1）下游的河流（6）进行地质勘探，勘探有无地下潜流（3），勘探结果分有地下潜流（3）与无地下潜流（3）两种，有地下潜流（3）的情况直接进入步骤3），无地下潜流（3）的情况与地下保水层（5）直接相关，无地下潜流（3）的情况分以下三种情况，

A、对于河流（6）及水库（1）都没有地下保水层（5）的河流（6）采取以下施工措施：1)、在水库（1）外围边沿修建隔水墙（13），隔水墙（13）围绕水库（1）修建并在绕过堤坝（2）两侧后沿河流（6）两岸修建一段距离；2)、在水库（1）水底以下地层修建一隔水层（14），隔水层（14）与隔水墙（13）底端连接，隔水层（14）以下降的平缓坡度延伸至河流（6）底部，并保持在河底（10）以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层（14）沿河流（6）修建部分铺设成两侧高、中间低的凹弧结构，隔水层（14）地下覆盖区域超过河流（6）两侧堤坝（9）；3)、在河流（6）地下隔水层（14）凹弧内铺设碎石层（15），碎石层（15）以上填土恢复河流（6）原貌，水库（1）渗水便会从碎石层（15）流过形成地下潜流（3），

B、对于河流（6）地下有保水层（5）而水库（1）地下无保水层（5）的河流（6）采取以下施工措施：1)、在水库（1）外围边沿修建隔水墙（13），隔水墙（13）围绕水库（1）修建并在绕过堤坝（2）两侧后沿河流（6）两岸修建一段距离；2)、在水库（1）水底以下地层修建一隔水层（14），隔水层（14）与隔水墙（13）底端连接，隔水层（14）以下降的平缓坡度延伸至河流（6）地下保水层（5），并贴合河流（6）地下保水层（5）上表面修建一段距离；3)、在河流（6）地下保水层（5）顶部铺设碎石层（15），碎石层（15）以上填土恢复河流（6）原貌，水库（1）渗水便会从碎石层（15）流过形成地下潜流（3），

C、对于河流（6）地下无保水层（5）而水库（1）地下有保水层（5）的河流（6）采取以下施工措施：1)、在水库（1）外围边沿修建隔水墙（13），隔水墙（13）底部嵌入水库（1）地下保水层（5），隔水墙（13）围绕水库（1）修建并在绕过堤坝（2）两侧后沿河流（6）两岸修建一段距离；2)、在河流（6）底部修建隔水层（14），隔水层（14）低于水库（1）地下保水层（5）并与水库（1）地下保水层（5）边沿平缓连接，隔水层（14）与水库（1）地下保水层（5）连接后再贴合水库（1）地下保水层（5）上表面反向修建一段距离，隔水层（14）保持在河底（10）以下地层沿河修建，直至覆盖整个要恢复的河段，隔水层（14）沿河流（6）修建部分铺设成两侧高、中间低的弧形结构，隔水层（14）要超过河流（6）两侧堤坝（9）；3)、在河流（6）地下隔水层（14）凹弧内铺设碎石层（15），碎石层（15）以上填土恢复河流（6）原貌，水库（1）渗水便会从碎石层（15）流过形成地下潜流（3）；

3）、选择施工河段：通过对河流（6）坡度、地下潜流（3）深度数据进行分析，找到河流（6）坡度小，地下潜流（3）深度浅的河段；

4）、河段施工：在上步中得到的河段修建一截水墙（7）,截水墙（7）总体成U形，沿地下潜流（3）流动方向反向修建，截水墙（7）两侧沿河流（6）两侧堤坝（9)向上游延伸，三面包裹住地下潜流（3），截水墙（7）下端嵌入保水层（5）或隔水层（14），截水墙（7）两侧墙体顶端延伸至河流（6）堤坝（9）顶端以上，截水墙（7）与河流（6）流向垂直部分的墙体顶端延伸至河底（10），截水墙（7）与河流（6）垂直部分的墙体顶端修建一溢流坝（8），溢流坝（8）与截水墙（7）形成一个三面闭合的围墙。

2.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于，还包括防渗施工步骤，包含以下步骤：1)、清除河道中的垃圾、河槽边坡（11）杂草及河底（10）淤泥；2)、碾压铺盖区域；3)、分多次铺盖防渗材料，每铺盖一次碾压一次。

3.根据权利要求2所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的防渗材料铺盖总厚度≥100mm。

4.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的隔水墙（13）与截水墙（7）的类型为浅层不透水换填、人工挖孔灌注桩、夯实混凝土予制柱、灌注桩、钢板桩、插塑桩、垂直铺塑、沉箱、水泥土搅拌桩、石灰桩、灰土挤压桩、水泥粉煤灰碎石桩中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的截水墙（7）下端嵌入保水层（5）或隔水层（14）深度0～3m，截水墙（7）抗渗透系数＞10^-4cm/秒，截水墙（7）高度比拦河流（6）两侧堤坝（9）顶端高出0～2.0m。

6.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的隔水墙（13）与截水墙（7）通过水泥土深层搅拌桩构建，其中桩直径100mm～500mm，桩间距为桩直径的0.5～0.8倍，水泥土深层搅拌桩底部嵌入保水层（5）或隔水层（14）深度0.1～1米。

7.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的隔水层（14）为填充防渗材料后夯实，隔水层（14）厚度≥100mm。

8.根据权利要求1所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：步骤2）中A、B、C所述的隔水墙（13）底部比水库（1）水底深三米以上；步骤2）中A、B所述的隔水层（14）位于水库（1）水底以下部分在水库（1）水底三米以下修建；步骤2）中A、C所述的隔水层（14）沿河修建部分保持在距离河底（10）一米以下地层修建。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的一种恢复干枯河流的方法，其特征在于：所述的防渗材料为混凝土、浆砌石、粘土、水泥土、石灰土、水工布中的一种或多种组合。