CN107604965B - 一种河湖淤积泥沙生态清淤设备及其清淤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河湖淤积泥沙生态清淤设备及其清淤方法，包括清淤船、设置在船体同一侧的底泥移位铲斗和清淤铲斗，底泥移位铲斗和清淤铲斗均是通过可伸缩机械臂与清淤船连接，铲斗底面为能够开合的活动底板，底泥移位铲斗底高程高于清淤铲斗。本发明是清除下层淤积泥土，而保留富含营养物质、水生生物的表层底泥，达到保护河湖生物种质资源的目的。清淤分条块施工，底泥移位铲斗可先将表层底泥分批挖出并放置在相邻已清理条块，紧接着底泥清淤铲斗挖出表层底泥以下的淤积泥土层，从而达到下一条块清淤时，其表层底泥放置在本条块。本发明所提供的清淤设备适合于有一定生态环境保护要求的河湖清淤。

Description

一种河湖淤积泥沙生态清淤设备及其清淤方法

技术领域

本发明涉及到河湖生态清淤领域，具体是一种河湖淤积泥沙生态清淤设备及其清淤方法。

背景技术

目前，国内众多河湖底泥淤积问题逐渐得到重视，为了达到提标扩容要求，改善河湖水生态环境，常需要采用各种机械或人工方式清除淤积底泥。

我国许多河湖已经开展淤积底泥清淤工程，但在清淤过程中，多是将富含营养物质、水生生物的表层底泥清除，严重影响了河湖水生态环境，对河湖物种多样性保护极为不利。

发明内容

针对现有淤积底泥清淤方法的上述缺点，为了保护河湖生物种质资源，本发明提供了一种在尽量保护河湖现有表层底泥的前提下，清除下层淤积泥土的生态清淤设备及其清淤方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种河湖淤积泥沙生态清淤设备，包括清淤船，在清淤船的船体同一外侧设置有底泥移位铲斗和底泥清淤铲斗，底泥移位铲斗通过第一可伸缩机械臂与清淤船船体上设置的第一液压控制装置相连接，底泥清淤铲斗通过第二可伸缩机械臂与清淤船船体上设置的第二液压控制装置相连接，底泥清淤铲斗位于底泥移位铲斗后部，泥清淤铲斗底板高程低于底泥移位铲斗底板高程，底泥移位铲斗和底泥清淤铲斗的铲斗底面为能够控制开合的活动底板，在清淤船还安装有用于控制清淤施工作业的控制室和用于控制平面施工精度的船位北斗定位仪。

为了实现更高精度的清淤施工控制，在底泥移位铲斗和底泥清淤铲斗上配置北斗定位仪、超声波测深仪和水下摄像装置。

为了避免铲斗开挖过程中挖出的底泥和泥土掉落，在底泥移位铲斗和底泥清淤铲斗的活动底板上设置有密封装置。

在未伸缩状态下，第一可伸缩机械臂比第二可伸缩机械臂短1～3m。

5所述底泥移位铲斗和底泥清淤铲斗长3～5m，宽2～4m，高1～2m。

采用上述河湖淤积泥沙生态清淤设备的清淤方法，包括如下步骤：清淤分条块施工，先采用位于清淤船前部的底泥移位铲斗将表层底泥挖出，通过机械臂将底泥移位铲斗送至上一块已清理条块，开启底泥移位铲斗活动式底板，将底泥放至已清淤条块，紧接着采用位于清淤船后部的底泥清淤铲斗将下层淤积泥土挖出，通过机械臂将泥清淤铲斗移出水面后，开启泥清淤铲斗活动式底板，将淤积泥土放至泥驳船运走。

具体的说，包括以下步骤：

步骤一，首先采用合理网距的网格对所要清理的河湖进行区域划分；

步骤二，对划分的各个区域进行水生态环境调查及底泥淤积调查，确定各区域生态清淤需保留的表层底泥厚度和所需清除的淤积泥土厚度；

步骤三，结合北斗定位系统，对需要清理区域进行条块划分；

步骤四，将清淤船行驶至施工条块附近，调整船体使铲斗位于清淤条块上方，下放定位桩固定船位；

步骤五，通过船体上配备的超声波测深仪测定水底深度，精度控制在±2.5cm，测定数据传输至驾驶室控制台；

步骤六，根据测定深度，调整底泥移位铲斗下放深度挖出表层底泥，外伸机械臂将铲斗移至上一块清淤条块，打开铲斗底板下放斗内底泥；

步骤七，表层底泥移位后，即跟进底泥清淤铲斗对下层淤积泥土进行开挖，挖出的泥土移出水面后，装泥驳船运走；

步骤八，提起定位桩，沿条块行驶至下一位置，按照步骤五～步骤六循环往复，直至本条块清淤完成，然后从步骤三开始下一条块清淤工作，直至完成整个区域清淤施工。

本发明的有益效果是：本发明的河湖淤积泥沙生态清淤设备，适用于河湖淤积底泥的清淤，采用底泥移位铲斗将表层底泥移位保留，再利用底泥清淤铲斗将下层淤积泥土挖除，在保护富含营养物质、水生生物的表层底泥的前提下，清除下层淤积泥土，是一种理想的河湖生态清淤设备和施工方法。

附图说明

图1是本发明河湖淤积泥沙生态清淤设备的主视结构图。

图2是本发明河湖淤积泥沙生态清淤设备的俯视结构图。

图3是本发明生态清淤方法的施工过程示意图。

图中：1——定位桩；2——底泥移位铲斗；3——底泥清淤铲斗；4——密封装置；5——控制室；6——船位北斗定位仪；7——清淤船；8——第一可伸缩机械臂；9——第一液压控制装置；18——第二可伸缩机械臂；19——第二液压控制装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

图1、图2所示，本发明的河湖淤积泥沙生态清淤设备，包括清淤船7，在清淤船7的船体同一外侧设置有底泥移位铲斗2和底泥清淤铲斗3，底泥移位铲斗2通过第一可伸缩机械臂8与清淤船7船体上设置的第一液压控制装置9相连接，底泥清淤铲斗3通过第二可伸缩机械臂18与清淤船7船体上设置的第二液压控制装置19相连接，底泥清淤铲斗3位于底泥移位铲斗2后部，泥清淤铲斗3底板高程低于底泥移位铲斗2底板高程，底泥移位铲斗2和底泥清淤铲斗3的铲斗底面为能够控制开合的活动底板，在清淤船7还安装有用于控制清淤施工作业的控制室5和用于控制平面施工精度的船位北斗定位仪6。

为了实现更高精度的清淤施工控制，在底泥移位铲斗2和底泥清淤铲斗3上配置北斗定位仪、超声波测深仪和水下摄像装置(图中未示)，方便对清淤过程中的各参数进行严格控制。

为了避免铲斗开挖过程中挖出的底泥和泥土掉落，在底泥移位铲斗2和底泥清淤铲斗3的活动底板上设置有密封装置4。

在未伸缩状态下，第一可伸缩机械臂8比第二可伸缩机械臂18短1～3m。

所述底泥移位铲斗2和底泥清淤铲斗3长3～5m，宽2～4m，高1～2m。

上述河湖淤积泥沙生态清淤设备的清淤方法，包括如下步骤：清淤分条块施工，先采用位于清淤船前部的底泥移位铲斗将表层底泥挖出，通过机械臂将底泥移位铲斗送至上一块已清理条块，开启底泥移位铲斗活动式底板，将底泥放至已清淤条块，紧接着采用位于清淤船后部的底泥清淤铲斗将下层淤积泥土挖出，通过机械臂将泥清淤铲斗移出水面后，开启泥清淤铲斗活动式底板，将淤积泥土放至泥驳船运走。

如图3所示，具体地说，包括以下步骤：

步骤一，首先采用合理网距的网格对所要清理的河湖进行区域划分；

步骤二，对划分的各个区域进行水生态环境调查及底泥淤积调查，确定各区域生态清淤需保留的表层底泥厚度和所需清除的淤积泥土厚度；

步骤三，结合北斗定位系统，对需要清理区域进行条块划分；

步骤四，将清淤船行驶至施工条块附近，调整船体使铲斗位于清淤条块上方，下放定位桩固定船位；

步骤五，通过船体上配备的超声波测深仪测定水底深度，精度控制在±2.5cm，测定数据传输至驾驶室控制台；

步骤六，根据测定深度，调整底泥移位铲斗下放深度挖出表层底泥，外伸机械臂将铲斗移至上一清淤条块，打开铲斗底板下放斗内底泥；

步骤七，表层底泥移位后，即跟进底泥清淤铲斗对下层淤积泥土进行开挖，挖出的泥土移出水面后，装泥驳船运走；

步骤八，提起定位桩，沿条块行驶至下一位置，按照步骤五～步骤六循环往复，直至本条块清淤完成，然后从步骤三开始下一条块清淤工作，直至完成整个区域清淤施工。

下面结合具体实施案例进行详细说明：

某湖泊生态清淤工程，湖泊水域面积约为0.22km²，水深约为2～3m。该工程所采用生态清淤设备的底泥移位铲斗长×宽×高尺寸为4m×3m×2m，所连接的可伸缩臂杆，可伸缩长度为3m，臂杆长4m；底泥清淤铲斗长×宽×高尺寸为4m×3m×2m，所连接的可伸缩臂杆，可伸缩长度为2m，臂杆长5m。湖泊生态清淤过程如下。

首先采用100m网距的网格对湖泊进行了网格划分；

对各网格区域内水生生物垂直分布及底泥淤积情况进行调查，根据调查结果确定各区域表层底泥保留厚度及淤积泥土清除厚度；

以区域十二为例细述生态清淤过程。根据调查结果，区域十二需保留的表层底泥厚度为1.5m，需清除的淤积泥土厚度为1m；

对区域十二进行条块划分，条块宽为3m，共分为34条块；

以区域十二中第二条块为例细述生态清淤过程。将清淤船行驶至第三条块，调整船体使底泥移位铲斗和清淤铲斗位于第二条块上方，下放定位桩1固定船位；

通过船体上配备的超声波测深仪测定水底深度，测定数据传输至驾驶室控制台；

根据测定实际水底深度，调整底泥移位铲斗下放深度，使铲斗底板高程降至水底以下1.5m，挖起表层1.5m底泥高出水底高程，外伸机械臂将底泥移位铲斗移至第一条块上方，开启铲斗底板下放斗内表层底泥；

待表层底泥移位后，即可跟进底泥清淤铲斗对下层淤积泥土进行开挖，调整铲斗下放深度，使铲斗底板高程降至水底以下2.5m，挖起下层1m淤积底泥高出水面，外伸机械臂将底泥清淤铲斗移至一旁泥驳船上方，开启铲斗底板将淤积泥土弃至泥驳船，通过泥驳船送至指定位置。

提起定位桩1，操作清淤船沿条块行驶至下一位置，按上述方式继续淤积泥土开挖直至第二条块清淤完成。

将清淤船行驶至第四条块，调整船体使底泥移位铲斗和清淤铲斗位于第三条块上方，开始第三条块的清淤工作。如此循环，直至完成区域十二的清淤工作。

区域十二清淤完成后可按上述流程开始下一区域十三的清淤工作。

为了加快湖泊清淤工程施工进度，同时尽量避免相邻区域施工影响，可以在不相邻区域同时开始清淤施工，例如区域十二和区域二十可同时施工。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种河湖淤积泥沙生态清淤设备，包括清淤船(7)，其特征在于，在清淤船(7)的船体同一外侧设置有底泥移位铲斗(2)和底泥清淤铲斗(3)，底泥移位铲斗(2)通过第一可伸缩机械臂(8)与清淤船(7)船体上设置的第一液压控制装置(9)相连接，底泥清淤铲斗(3)通过第二可伸缩机械臂(18)与清淤船(7)船体上设置的第二液压控制装置(19)相连接，底泥清淤铲斗(3)位于底泥移位铲斗(2)后部，底泥清淤铲斗(3)底板高程低于底泥移位铲斗(2)底板高程，底泥移位铲斗(2)和底泥清淤铲斗(3)的铲斗底面为能够控制开合的活动底板，在清淤船(7)还安装有用于控制清淤施工作业的控制室(5)和用于控制平面施工精度的船位北斗定位仪(6)。

2.根据权利要求1所述河湖淤积泥沙生态清淤设备，其特征在于，为了实现更高精度的清淤施工控制，在底泥移位铲斗(2)和底泥清淤铲斗(3)上配置北斗定位仪、超声波测深仪和水下摄像装置。

3.根据权利要求1所述河湖淤积泥沙生态清淤设备，其特征在于，为了避免铲斗开挖过程中挖出的底泥和泥土掉落，在底泥移位铲斗(2)和底泥清淤铲斗(3)的活动底板上设置有密封装置(4)。

4.根据权利要求1所述河湖淤积泥沙生态清淤设备，其特征在于，在未伸缩状态下，第一可伸缩机械臂(8)比第二可伸缩机械臂(18)短1～3m。

5.根据权利要求1所述河湖淤积泥沙生态清淤设备，其特征在于，所述底泥移位铲斗(2)和底泥清淤铲斗(3)长3～5m，宽2～4m，高1～2m。

6.采用同如权利要求1-5任一项所述河湖淤积泥沙生态清淤设备的清淤方法，其特征在于，包括如下步骤：清淤分条块施工，先采用位于清淤船前部的底泥移位铲斗将表层底泥挖出，通过机械臂将底泥移位铲斗送至上一块已清理条块，开启底泥移位铲斗活动式底板，将底泥放至已清淤条块，紧接着采用位于清淤船后部的底泥清淤铲斗将下层淤积泥土挖出，通过机械臂将泥清淤铲斗移出水面后，开启泥清淤铲斗活动式底板，将淤积泥土放至泥驳船运走。

7.根据权利要求6所述的清淤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，首先采用合理网距的网格对所要清理的河湖进行区域划分；

步骤二，对划分的各个区域进行水生态环境调查及底泥淤积调查，确定各区域生态清淤需保留的表层底泥厚度和所需清除的淤积泥土厚度；

步骤三，结合北斗定位系统，对需要清理区域进行条块划分；

步骤四，将清淤船行驶至施工条块附近，调整船体使铲斗位于清淤条块上方，下放定位桩固定船位；

步骤五，通过船体上配备的超声波测深仪测定水底深度，精度控制在±2.5cm，测定数据传输至驾驶室控制台；

步骤六，根据测定深度，调整底泥移位铲斗下放深度挖出表层底泥，外伸机械臂将铲斗移至上一块清淤条块，打开铲斗底板下放斗内底泥；

步骤七，表层底泥移位后，即跟进底泥清淤铲斗对下层淤积泥土进行开挖，挖出的泥土移出水面后，装泥驳船运走；

步骤八，提起定位桩，沿条块行驶至下一位置，按照步骤五～步骤六循环往复，直至本条块清淤完成，然后从步骤三开始下一条块清淤工作，直至完成整个区域清淤施工。

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