CN108824351B - 增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 - Google Patents
增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108824351B CN108824351B CN201810673865.2A CN201810673865A CN108824351B CN 108824351 B CN108824351 B CN 108824351B CN 201810673865 A CN201810673865 A CN 201810673865A CN 108824351 B CN108824351 B CN 108824351B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- river
- dike
- spur
- water
- spur dike
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002352 surface water Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/40—Protecting water resources
- Y02A20/402—River restoration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增强河道地表水地下水交换的生态丁坝，该结构应用了河流潜流带领域的前沿成果，包括半透水坝芯与块石护面，生态丁坝与河岸正交，坝身截面为梯形，内层为砾石与当地河道底质混合而成的半透水坝芯，外层为不同直径块石堆叠而成的块石护面。与传统丁坝相比，该种丁坝不但保留了传统丁坝保护河岸、束水攻沙的功能，还能有效增强地表水与地下水之间的潜流交换作用，从而充分发挥潜流带在维持河流生境、缓解水体污染方面的重要作用，能有效修复河道生态环境。本发明成本低廉，所需人工少，易于施工，结构稳定，不易破坏，在河道生态修复等领域应用前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及河道生态修复领域，尤其涉及增强河道地表水地下水交换的生态丁坝。
背景技术
近年来，随着农业生产水平的提高，农业生产活动中氮素和磷素等营养物质、农药、重金属以及其他有机污染物质、土颗粒等沉积物，以各种不同形式进入地表水体，造成严重的水体污染，对河道生态系统造成了严重破坏，甚至威胁整个流域的群众用水安全。因此，如何恢复河流生态环境，充分发挥河流的自净功能，缓解水体污染成为了当前河道整治领域的重要课题。
河流是一个由河道地表水与左右岸以及河床地质构成的完整连续体，其中河道地表水与周围地下水的连通性构成了河流生态系统的重要结构特征。河道地表水与地下水交错的区域被称为潜流带，是物质和能量交换、生物群落生长和繁殖的区域，拥有复杂的生态功能，在河道碳、氮与磷等营养物质及重金属等有毒物质的迁移转化过程中发挥重要作用，在河道自净过程中扮演着关键角色。
丁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，主要的功能是通过挑流、导流以保护河岸免受冲刷以及通过束窄河槽、束水攻沙而满足航深。近年来，一部分学者考虑到了丁坝的生态修复功能，但多局限于为水生动植物提供栖息地等方面，未能将河道地表水与地下水作为完整连续体考虑，未能发挥潜流带在维持河流生境、缓解水体污染方面的重要作用。
因此，在河道生态修复领域，亟需开发一种能有效增强河道地表水地下水交换的生态丁坝，以充分发挥河流潜流带的生态价值。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能有效增强河道地表水地下水交换的生态丁坝，以增强河道自净能力，缓解河流污染。
技术方案：增强河道地表水地下水交换的生态丁坝，包括半透水坝芯与块石护面，生态丁坝与河岸正交，坝身截面为梯形，内层为砾石与当地河道底质混合而成的半透水坝芯，外层为不同直径块石堆叠而成的块石护面。
丁坝坝高在河道正常水位与雨季洪水水位之间，使大部分时间丁坝处于非淹没的状态，同时又不影响雨季河道行洪。
丁坝坝头为圆弧形，便于平稳过渡水流，增加坝头抗冲刷能力。
丁坝在河道内间隔连续布置，布置间距大于3倍丁坝长度。
丁坝两侧坡度范围为1:1到1:2之间。
单侧布置时，丁坝的长度在河宽的1/4到1/3；双侧布置时，丁坝长度在河宽的1/8到1/4之间。
工作原理：为了增强地表水地下水交换过程，需要坝体具有一定的透水性，又不同于透水丁坝，即需要保证水流进入坝体后停留一段时间以使潜流带内反应充分进行。通过在靠近河岸处布置丁坝阻碍河水流动，使坝前水位雍高，在丁坝两侧制造水头差，驱动水流在坝上游进入坝体与坝基，在坝下游离开，增强地表水地下水交换过程。在丁坝上游，河道水流受丁坝阻碍而壅高，水流转而集中从河道中心处过流，丁坝上游水位高于下游水位，导致上游处坝身与河床受到的压力大于下游，水流在压力差的驱使下从上游进入坝身与河床介质，在下游回到河道，形成河道地表水与地下水的交换，同时将河道水流中的溶解氧、营养物质与其他污染带入潜流带。潜流带中发生大量复杂的物理化学生物过程，完成碳、氮等营养物质的迁移转化与污染物的分解，实现河道水质的净化。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明丁坝结构能增强河道地表水与河床底质中地下水的连通性，从而强化河流潜流带的生态功能，增强河道自净能力，缓解河流污染，有助于维持河流生境。(2)本发明丁坝也具有普通丁坝所具有的功能，能够有效保护河道滩岸，束水攻沙。(3)本发明成本低廉，所需人工少，易于施工，结构稳定，不易破坏，在河道生态修复等领域应用前景十分广阔。
附图说明
图1本发明丁坝的截面图；
图2本发明丁坝的平面图；
图3本发明丁坝工作原理示意图；
图4本发明丁坝在河道中的布置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明生态丁坝包括半透水坝芯1与块石护面2，坝身内部以及坝身与河床3之间并不做任何防渗处理。丁坝坝身采用梯形截面，内层为河道底质与砾石混合而成的半透水坝芯1，保证丁坝有一定的透水性。内部半透水坝芯1也为梯形。坝芯1上覆盖一层由不同直径块石堆叠而成的块石护面2，块石直径与块石护面厚度视当地河道水流情况而定，保证丁坝整体的结构稳定性。丁坝两侧坡度范围为1:1到1:2，若水流湍急可适当增加上游坡度。丁坝与河岸正交，确保对水流的影响范围最大。单侧布置时，丁坝的长度在河宽的1/4到1/3；双侧布置时，丁坝长度在河宽的1/8到1/4之间。
如图2所示，丁坝坝头为圆弧形，便于平稳过度水流，增加坝头抗冲刷能力。河道水流在上下游的水位差的驱动下沿着图3所示的路径从坝上游进入坝身与河床介质，在下游回到河道，形成河道地表水与地下水的交换。
如图4所示，本发明生态丁坝结构在河道内间隔适当距离连续布置，可以在大尺度上增强地表水与地下水之间的潜流交换作用，实现流域尺度的生态修复。在河道中，丁坝可以沿河道单侧布置，也可双侧布置，丁坝布置间距大于3倍丁坝长度。
Claims (1)
1.一种增强河道地表水地下水交换的生态丁坝，其特征在于：包括半透水坝芯(1)与块石护面(2)，生态丁坝与河岸正交，坝身截面为梯形，内层为砾石与当地河道底质混合而成的半透水坝芯(1)，外层为不同直径块石堆叠而成的块石护面(2)；所述丁坝坝高在河道正常水位与雨季洪水水位之间；所述丁坝坝头为圆弧形；所述丁坝在河道内间隔连续布置，布置间距大于3倍丁坝长度；所述丁坝两侧坡度范围为1:1到1:2之间；单侧布置时，所述丁坝的长度在河宽的1/4到1/3；双侧布置时，丁坝长度在河宽的1/8到1/4之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810673865.2A CN108824351B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810673865.2A CN108824351B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108824351A CN108824351A (zh) | 2018-11-16 |
| CN108824351B true CN108824351B (zh) | 2020-08-11 |
Family
ID=64138897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810673865.2A Expired - Fee Related CN108824351B (zh) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | 增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108824351B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109338987B (zh) * | 2018-11-21 | 2023-09-26 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 内河生态整治丁坝群 |
| CN109487751A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-19 | 新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院 | 石笼墙与丁坝群组合的路基防冲加固结构 |
| CN110468794A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-11-19 | 南通大学 | 一种新型生态透水坝及其施工方法 |
| CN115217062B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-05-07 | 国家林业和草原局林草调查规划院 | 河流的改造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973638A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-02-16 | 河海大学 | 生态渗滤型净水丁坝系统 |
-
2018
- 2018-06-27 CN CN201810673865.2A patent/CN108824351B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973638A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-02-16 | 河海大学 | 生态渗滤型净水丁坝系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "弯曲河岸侧向潜流交换试验";林俊强等;《水科学进展》;20130131;第24卷(第1期);第118-124页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108824351A (zh) | 2018-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108824351B (zh) | 增强河道地表水地下水交换的生态丁坝 | |
| WO2016172991A1 (zh) | 一种无动力滨河景观人工湿地水质净化系统 | |
| CN100572303C (zh) | 生态净污型复式河床湿地系统成型方法 | |
| CN105800866B (zh) | 一种面向人类与环境需求的滨海湿地生态护岸技术系统 | |
| CN100464028C (zh) | 一种生态透水坝 | |
| KR100423662B1 (ko) | 하천변 자연제방과 둔치를 이용한 생물 접촉 산화식 하천 수질 정화 설비 | |
| CN109836018B (zh) | 一种严重污染河道的自然恢复方法 | |
| CN105401552B (zh) | 一种将盐碱滩地改造成低污染水湿地深度处理系统的方法 | |
| CN205222816U (zh) | 一种城市小河道雨水快速自我净化组合坝系统 | |
| CN101723514A (zh) | 退化湖滨带湿地及其生态功能的恢复技术工艺 | |
| CN105217798A (zh) | 一种城市小河道雨水快速自我净化方法 | |
| CN102322040A (zh) | 生态型预制砌块护岸 | |
| CN204238175U (zh) | 一种新型人工生态浮岛硬质护岸 | |
| CN104234007B (zh) | 一种河流盐碱土质堤坡绿化方法 | |
| CN108951527B (zh) | 增强潜流交换的生态修复结构及方法 | |
| CN202688016U (zh) | 一种地下水原位修复装置 | |
| CN204570617U (zh) | 吸附式石笼网陶粒填充排水坝系统 | |
| KR101268382B1 (ko) | 연안 및 자연습지 보호를 위한 하이브리드 인공습지 | |
| Kestner | The old coastline of the Wash | |
| CN108824365B (zh) | 双层弧形河床生态修复结构 | |
| CN108978597B (zh) | 用于河道生态修复的生物过滤护坡及其施工方法 | |
| CN208088234U (zh) | 一种应用挡土砖制作的生态护坡系统 | |
| CN205635079U (zh) | 平流型石笼生态沉淀池 | |
| CN211898143U (zh) | 一种用于增强河道潜流交换的装置 | |
| Wang et al. | Impacts of the TGP project on the Yangtze River ecology and management strategies |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200811 |