CN104164852A - 一种浅水湖泊的漂浮式排污坝 - Google Patents

Abstract

一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，主要包括：漂浮管与隔水膜的上缘相连接，隔水膜的下缘设有边条，隔水膜的下部设有充泥管袋，隔水膜的幅宽大于湖泊最大水深；漂浮管为密闭空心管，设有充气口；充泥管袋为透水不过泥的柔性密闭管，设有充泥口。本发明还公开了利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法。本发明能有效防止污水与湖水掺混所致污染，保证优质水入湖且对生态、景观影响小，便捷高效，经济实用；可广泛用于湖泊水体水质保护工程。

Description

一种浅水湖泊的漂浮式排污坝

技术领域

本发明涉及一种浅水湖泊的漂浮式排污坝。

本发明还涉及一种利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法。背景技术

由于过去人类水资源利用的不合理，目前我国水环境已经恶化到极其严重的地步，尤其是我国的浅水湖泊和公园水体，其水生态环境问题尤其突出。在天然降雨初期，COD、SS、NH₃-N、TN等的含量较高，如果径流直接进入湖泊，则对湖泊水体的污染程度高。个别地方的湖泊，城市和工业污水直接排湖泊，对湖泊水体造成了严重的污染。因此，采取工程措施，将污水隔离排放到湖泊的下游河道或一些污水处理系统，能有效地防止湖泊污染。

经对现有相关技术文献的检索发现，除了对污水进行水处理外，目前的工程措施主要是建设堤坝或开凿新的河道。在修建堤坝方面，绝大多数坝体为固体，极少数为橡胶坝。橡胶坝又称橡胶水闸，是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，做成封闭状的坝袋，通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝，主要由土建部分、坝袋及锚固件、充排水(气)设施及控制系统等部分组成。如果采用此类橡胶坝阻隔污水进入浅水湖泊，虽然可达到预想效果，但工程费用较高。橡胶坝相关的专利有：

挠性橡胶堤坝(中国专利申请号：200610150537.1)、一种橡胶水坝袋体及其制备方法(中国专利申请号：201310169779.5)、橡胶折叠坝(中国专利申请号：87215737)、橡胶水坝(中国专利申请号：95233607.3)、一种橡胶坝(中国专利申请号：200420053362.9)、尼龙柔性引流水坝(中国专利申请号：200710035066.4)等。

此外，中国专利公开(公告)号CN103306247A公开了水利景观活动挡水坝，包括水坝基础、活动坝面、底部转轴、基础预埋固定座、液压缸、液压泵站和挡水高度控制装置。基础预埋固定座安装在水坝基础上，底部转轴安装于基础预埋固定座，活动坝面固定连接于底部转轴，活动坝面能够绕底部转轴转动，液压缸的一端活动连接活动坝面的背水面，液压缸的另一端活动连接基础预埋固定座，液压缸连接液压泵站，液压泵站连接挡水高度控制装置。这种工程措施比橡胶坝更贵，仅适用于短距离挡水。

中国专利公开(公告)号CN1359437公开了一种用于提供轻便式拦洪坝的方法，其中，拦洪坝部件包括两个平行且间隔开的可充气细长管，它们由防水织物连接，拦洪坝部件被放置在地面上，使一个管的侧部朝向洪水区，另一个管朝向背离洪水区。给两个管充气，并在织物上填充压载水。当洪水上涨时，侧部朝向洪水区的管漂浮在洪水中，且由于其浮性而上升，从而形成拦洪坝。该发明的特点是，有一个大直径和一个小直径的充气管和一块连接两个管的不透水织物组成，织物上加压载水。该发明无法用于浅水湖泊中，由于大管的两边有水，如对于水深2m的湖区，其所受浮力非常大，大管很难触底，不透水织物的强度也得非常高，即使工程的造价高昂，由于湖泊底泥通常稀软，很容易造成渗流冲刷，不但造成结构物不稳，而且形成二次污染。

中国专利公开(公告)号CN1408958公开了一种借助自身的浮力可随水位的涨落而自主升降的柔性坝体，其基本结构包括：坝体、基础、锚栓、锚绳四部分。该坝的坝体由橡胶锦纶复合帆布上锚固(系固)着轻质桶体构成。有固定式和移动式两种类型，固定式坝的坝体下端锚固在构造底板上，而移动式坝的坝体下端联结的是与坝体坝布联为一体的背附毛状阻水层的基础坝布。该技术同样存在渗流、飘浮力太大、工程造价高等问题。

综上所述，以及查阅现有的文献资料，发现现有的挡水技术主要针对水库和河道，鉴于浅水湖泊污水隔离问题的特殊性，仍需研发新的排污技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅水湖泊的漂浮式排污坝。

本发明的又一目的是提供一种利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法。

为实现上述目的，本发明提供的浅水湖泊的漂浮式排污坝，主要包括：

漂浮管与隔水膜的上缘相连接，隔水膜的下缘设有边条，隔水膜的下部设有充泥管袋，隔水膜的幅宽大于湖泊最大水深；

漂浮管为密闭空心管，设有充气口；

充泥管袋为透水不过泥的柔性密闭管，设有充泥口。

所述的的漂浮式排污坝，其中，隔水膜上设有若干加强筋。

所述的漂浮式排污坝，其中，漂浮管是由防腐、防紫外线的高分子材料制成；充气口是由高分子材料或金属做制的带有阀门的通道，以控制气体进入或排出漂浮管。

所述的漂浮式排污坝，其中，加强筋是由防腐、防紫外线的高分子材料做成的柔性筋条，以加强隔水膜的强度。

所述的漂浮式排污坝，其中，充泥管袋是由防腐、防紫外线的高分子材料制成，以固定隔水膜；充泥口是由高分子材料或金属做成的带有阀门的通道，以控制泥浆进入或排出充泥管袋。

所述的漂浮式排污坝，其中，边条是由高分子材料或金属制做成，以加强隔水膜膜的强度。

本发明提供的利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

从湖泊污水排入口上游的岸壁处开始，将湖泊底泥灌入充泥管袋内，使充泥管袋沉入湖底；

将充泥管袋与边条之间的隔水膜插入湖泊底床中，构筑一条漂浮式拦污坝，直至湖水排放的下游河道为止；

将空气注入漂浮管中使之漂浮在水面，在离岸的一定距离内形成一条隔离污水和湖泊水体的隔水屏障，隔水膜上边缘高于湖泊的正常水位，以阻隔湖水与入流污水掺混；

污水沿堤岸和隔水膜之间的通道排入下游河道；入流水质好时，将漂浮管内的空气排出，使漂浮管和隔水膜下沉，入流水质进入湖泊。

所述的方法，其中，利用泥水泵和输送管道通过水力方式将湖泊底泥灌入充泥管袋内。

所述的方法，其中，用气泵将空气注入漂浮管中。

所述的方法，其中，在没有岸壁作为隔离体时，构筑上述两条漂浮式拦污坝，直达下游排放河口处，形成一条湖内的排污通道。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明能够有效隔离进入湖泊的污水，将其导到湖泊出口的下游河道中排放，防止污水与湖水的掺混所导致的湖水被污染情况的出现，有效地保护湖泊的水环境；并且，当入流水体的水质较好时，漂浮管和隔离膜可以下沉，保证了优质水体可以进入湖泊；同时，由于漂浮管高度低，对生态、景观的影响小；因此，该技术实施方便，经济实用，功效高；本发明可广泛用于湖泊水体的水质保护工程。

附图说明

图1为本发明的实施例中一个漂浮式拦污坝的结构示意图。

附图中符号说明：

1漂浮管，2隔水膜，3加强筋，4边条，5充泥管袋，6充气口，7充泥口。

具体实施方式

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种将入湖污水与湖泊水体隔离，防止其掺混，使得污水直接排入下游河道或进入下游的污水处理系统的技术方案。

本发明提供的浅水湖泊的漂浮式排污坝，主要包括：漂浮管、隔水膜、加强筋、边条、充泥管袋、充气口、充泥口，其中：漂浮管漂浮在水面，隔水膜的上缘设置在漂浮管上，隔水膜上设置若干加强筋，隔水膜的下缘设置边条，隔水膜的下部设置充泥管袋，漂浮管上设置充气口，充泥管袋上设置充泥口。主要施工工艺：从湖泊污水排入口上游一定距离的岸壁处开始，利用泥水泵和输送管道将湖泊底泥通过水力方式灌入充泥管袋内，随着高浓度泥水的灌入，充泥管袋将沉入湖底，利用机械设备夹住边条将充泥管袋到边条之间的隔水膜插入底床中，防止渗流冲刷造成的结构物不稳。如此构筑一条漂浮式拦污坝，直到湖水排放的下游河道附近为止。当下雨前或污水排入前，用气泵将空气泵入漂浮管中，使之充满空气而漂浮自水面，如此在离岸一定距离内设置一条隔水屏障将污水和湖泊水体隔离，初期的雨洪或污水将沿堤岸和隔水膜之间的通道排入下游河道。下雨后期或入流水质较好时，则将漂浮管内的空气排出，让漂浮管和隔水膜自然下沉，使得入流直接进入湖泊。

优选地，漂浮管是由防腐、防紫外线的高强度高分子材料做成的密闭空心管，其作用是为隔水膜提供漂力。

优选地，隔水膜是由防腐、防紫外线的高强度高分子材料做成的、不透水的柔性膜，隔水膜的幅宽大于隔水膜所设地的湖泊的最大水深，隔水膜上边缘高于湖泊的正常水位；其作用是阻隔湖水与入流污水的掺混。

优选地，加强筋是由防腐、防紫外线的高强度高分子材料做成的柔性筋条，其作用是加强膜的强度。

优选地，边条是由高强度高分子材料或金属做成的边，其作用是加强膜的强度和便于机械施工。

优选地，充泥管袋是由防腐、防紫外线的高强度高分子材料做成的、透水不过泥的柔性密闭管，其作用是固定隔水膜，防止隔水膜漂走。

优选地，充气口是由高强度高分子材料或金属做成的带有阀门的通道，其作用是控制气体进入或排出漂浮管。

优选地，充泥口是由高强度高分子材料或金属做成的带有阀门的通道，其作用是控制泥浆进入或排出充泥管袋。

如果河岸不便于作为隔离体，则可以构筑上述的两条漂浮式拦污坝，直达下游排放河口处，形成一条湖内的排污通道，阻隔污水与湖水的掺混。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

最大水深2m、沿岸长度42km、入湖污水流量50m³/s的排污工程：

本实施例提供一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，如图1所示。主要包括：漂浮管1、隔水膜2、加强筋3、边条4、充泥管袋5、充气口6、充泥口7。其中：

漂浮管1漂浮在水面，隔水膜2的上缘设置在漂浮管1上，隔水膜2上设置若干加强筋3，隔水膜2的下缘设置边条4，隔水膜2的下部设置充泥管袋5，漂浮管1上设置充气口6，充泥管袋5上设置充泥口7。

漂浮管1是由高分子材料HDPE做成的密闭空心管，由900节组成，每一节漂浮管长50m，直径250mm，共计长45km；隔水膜2是高分子材料PU做成的不透水膜，隔水膜2的幅宽为6m，共计长45km；加强筋3是高强度高分子材料HDPE做成的柔性筋条，每2m布设一条；边条4是由高强度高分子材料HDPE做成的边，幅宽为0.2m，共计长45km；充泥管袋5是由120克的涤纶等短纤针刺土工布材料做成的，共计长45km，由900节组成，每一节充泥管袋长50m，直径500mm；充气口6是由不锈钢做成的带有阀门的通道，口径20mm；充泥口7是由高分子材料HDPE做成的带有阀门的通道，口径200mm。

本实施例利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

(1)将充泥管袋5固定设置在距离边条4的外边缘1m处，将充气口6设置在漂浮管1的每一节上，将充泥口7设置在充泥管袋5的每一节上；

(2)从湖泊污水排入口上游100m距离的岸壁处开始，距离湖岸200m处的湖中，利用机械设备夹住边条4将充泥管袋5到边条4之间的隔水膜2插入底床中，防止渗流冲刷造成的结构物不稳；

(3)利用泥水泵和输送管道将湖泊底泥通过水力方式灌入充泥管袋5内，使其充满，随着高浓度泥水的灌入，充泥管袋5将沉入湖底；

(4)重复步骤(1)到(3)，构筑一条漂浮式拦污坝，直到湖水排放的下游河道附近为止；

(5)当下雨前或污水排入前，用气泵将空气贯入漂浮管1中，使之充满空气而漂浮自水面；

(6)下雨后期或入流水质较好时，则将漂浮管1内的空气排出，让漂浮管1和隔水膜2自然下沉，使得入流直接进入湖泊。

实施效果：在距离湖岸200m距离内设置了一条长45km的隔水屏障，将50m³/s的入流污水与湖泊水体隔离，污水将沿堤岸和隔水膜2之间约200m的通道排入下游河道，有效防止了污水与湖水的掺混所导致的污染，并且保证了优质水可以进入湖泊，同时对生态、景观的影响小。因此，该技术实施方便，经济实用，功效高。

实施例2

最大水深3m、沿岸长度23km、入湖污水流量10m³/s的排污工程：

本实施例提供一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，如图1所示。

漂浮管1是由高分子材料PU做成的密闭空心管，由500节组成，每一节漂浮管长50m，直径200mm，共计长25km；隔水膜2的幅宽为8m，共计长25km；加强筋3是尼伦做成的柔性筋条，每2.5m布设一条；边条4是塑料做成的边，幅宽为0.15m，共计长25km；充泥管袋5是由150克的涤纶等短纤针刺土工布材料做成的，共计长25km，由500节组成，每一节充泥管袋长50m，直径450mm；充气口6是由不锈钢做成的带有阀门的通道，口径20mm；充泥口7是由高分子材料HDPE做成的带有阀门的通道，口径200mm。

本实施例利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

(1)将充泥管袋5固定设置在距离边条4的外边缘1.5m处，将充气口6设置在漂浮管1的每一节上，将充泥口7设置在充泥管袋5的每一节上；

(2)从湖泊污水排入口上游50m距离的岸壁处开始，距离湖岸50m处的湖中，利用机械设备夹住边条4将充泥管袋5到边条4之间的隔水膜2插入底床中1.4m，防止渗流冲刷造成的结构物不稳；

(3)利用泥水泵和输送管道将湖泊底泥通过水力方式灌入充泥管袋5内，使其充满，随着高浓度泥水的灌入，充泥管袋5将沉入湖底；

(4)重复步骤(1)到(3)，构筑一条漂浮式拦污坝，直到湖水排放的下游河道附近为止；

(5)用气泵将空气贯入漂浮管1中，使之充满空气而漂浮自水面。

实施效果：在距离湖岸50m距离内设置了一条长25km的隔水屏障，将10m³/s的入流污水与湖泊水体隔离，污水将沿堤岸和隔水膜2之间约50m的通道排入下游河道，有效防止了污水与湖水的掺混所导致的对湖水的污染，并且保证了对生态、景观的影响小。因此，该技术实施方便，经济实用，功效高。

实施例3

最大水深3m、沿岸长度15km、初期最大雨洪流量100m³/s的排污工程：

本实施例提供一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，如图1所示。

漂浮管1是由高分子材料HDPE做成的密闭空心管，由150节组成，每一节漂浮管长100m，直径300mm，共计长15km；隔水膜2是高分子材料PTU做成的不透水膜，隔水膜2的幅宽为8m，共计长15km；加强筋3是尼伦做成的柔性筋条，每2m布设一条；边条4是塑料做成的边，幅宽为0.2m，共计长15km；充泥管袋5是由150克的涤纶等短纤针刺土工布材料做成的，共计长15km，由300节组成，每一节充泥管袋长50m，直径800mm；充气口6是由不锈钢做成的带有阀门的通道，口径20mm；充泥口7是由高分子材料HDPE做成的带有阀门的通道，口径250mm。

本实施例利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

(1)将充泥管袋5固定设置在距离边条4的外边缘2m处，将充气口6设置在漂浮管1的每一节上，将充泥口7设置在充泥管袋5的每一节上；

(2)从湖泊污水排入口上游150m距离的岸壁处开始，距离湖岸150m处的湖中，利用机械设备夹住边条4将充泥管袋5到边条4之间的隔水膜2插入底床中1.8m，防止渗流冲刷造成的结构物不稳；

(3)利用泥水泵和输送管道将湖泊底泥通过水力方式灌入充泥管袋5内，使其充满，随着高浓度泥水的灌入，充泥管袋5将沉入湖底；

(4)重复步骤(1)到(3)，构筑一条漂浮式拦污坝，直到湖水排放的下游河道附近为止；

(5)当下雨前，用气泵将空气贯入漂浮管1中，使之充满空气而漂浮自水面；

(6)当下雨后期的入流水质较好时，则将漂浮管1内的空气排出，让漂浮管1和隔水膜2自然下沉，使得入流直接进入湖泊。

实施效果：在距离湖岸150m距离内设置了一条长15km的隔水屏障，将100m³/s的入流污水与湖泊水体隔离，污水将沿堤岸和隔水膜2之间约150m的通道排入下游河道，有效防止了暴雨的前期雨水与湖水的掺混所导致的湖水受污染情况的发生，并且保证了优质水可以进入湖泊，同时对生态、景观的影响小。因此，该技术实施方便，经济实用，功效高。

实施例4

最大水深5m、入湖口到出湖口长度20km、初期最大雨洪流量50m³/s的排污工程：

本实施例提供一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，如图1所示。

漂浮管1是由高分子材料HDPE做成的密闭空心管，由200节组成，每一节漂浮管长100m，直径300mm，共计长20km；隔水膜2是高分子材料PTU做成的不透水膜，隔水膜2的幅宽为10m，共计长20km；加强筋3是尼伦做成的柔性筋条，每2m布设一条；边条4是塑料做成的边，幅宽为0.2m，共计长15km；充泥管袋5是由150克的涤纶等短纤针刺土工布材料做成的，共计长20km，由400节组成，每一节充泥管袋长50m，直径1500mm；充气口6是由不锈钢做成的带有阀门的通道，口径20mm；充泥口7是由高分子材料HDPE做成的带有阀门的通道，口径300mm。

本实施例利用上述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

(1)将充泥管袋5固定设置在距离边条4的外边缘2.5m处，将充气口6设置在漂浮管1的每一节上，将充泥口7设置在充泥管袋5的每一节上；

(2)从湖泊污水排入口上游50m、下游50m距离的岸壁处开始，朝湖泊出口设置两道漂浮的拦污坝，两坝距离100m，参照实施例3，利用机械设备夹住边条4将充泥管袋5到边条4之间的隔水膜2插入底床中1.8m，防止渗流冲刷造成的结构物不稳；

(3)利用泥水泵和输送管道将湖泊底泥通过水力方式灌入充泥管袋5内，使其充满，随着高浓度泥水的灌入，充泥管袋5将沉入湖底；

(4)如此构筑两条长约20km的漂浮式拦污坝，直到湖水排放的下游河道附近为止；

(5)当下雨前，用气泵将空气贯入漂浮管1中，使之充满空气而漂浮自水面；

(6)当下雨后期的入流水质较好时，则将漂浮管1内的空气排出，让漂浮管1和隔水膜2自然下沉，使得入流直接进入湖泊。

实施效果：在距离湖岸100m距离内设置了一条长20km的隔水屏障，将50m³/s的初期洪水与湖泊水体隔离，污水将沿两隔水膜2之间约100m的通道排入下游河道，有效防止了暴雨的前期雨水与湖水的掺混所导致的对湖内水的污染，并且保证了优质水可以进入湖泊，同时对生态、景观的影响小。因此，该技术实施方便，经济实用，功效高。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要说明的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种浅水湖泊的漂浮式排污坝，主要包括：

漂浮管与隔水膜的上缘相连接，隔水膜的下缘设有边条，隔水膜的下部设有充泥管袋，隔水膜的幅宽大于湖泊最大水深；

漂浮管为密闭空心管，设有充气口；

充泥管袋为透水不过泥的柔性密闭管，设有充泥口。

2.根据权利要求1所述的的漂浮式排污坝，其中，隔水膜上设有若干加强筋。

3.根据权利要求1所述的漂浮式排污坝，其中，漂浮管是由防腐、防紫外线的高分子材料制成；充气口是由高分子材料或金属做制的带有阀门的通道，以控制气体进入或排出漂浮管。

4.根据权利要求1所述的漂浮式排污坝，其中，加强筋是由防腐、防紫外线的高分子材料做成的柔性筋条，以加强隔水膜的强度。

5.根据权利要求1所述的漂浮式排污坝，其中，充泥管袋是由防腐、防紫外线的高分子材料制成，以固定隔水膜；充泥口是由高分子材料或金属做成的带有阀门的通道，以控制泥浆进入或排出充泥管袋。

6.根据权利要求1所述的漂浮式排污坝，其中，边条是由高分子材料或金属制做成，以加强隔水膜膜的强度。

7.利用权利要求1所述漂浮式排污坝阻隔污水进入湖泊的方法：

从湖泊污水排入口上游的岸壁处开始，将湖泊底泥灌入充泥管袋内，使充泥管袋沉入湖底；

将充泥管袋与边条之间的隔水膜插入湖泊底床中，构筑一条漂浮式拦污坝，直至湖水排放的下游河道为止；

将空气注入漂浮管中使之漂浮在水面，在离岸的一定距离内形成一条隔离污水和湖泊水体的隔水屏障，隔水膜上边缘高于湖泊的正常水位，以阻隔湖水与入流污水掺混；

污水沿堤岸和隔水膜之间的通道排入下游河道；入流水质好时，将漂浮管内的空气排出，使漂浮管和隔水膜下沉，入流水质进入湖泊。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，利用泥水泵和输送管道通过水力方式将湖泊底泥灌入充泥管袋内。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，用气泵将空气注入漂浮管中。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在没有岸壁作为隔离体时，构筑上述两条漂浮式拦污坝，直达下游排放河口处，形成一条湖内的排污通道。