CN109629508B

CN109629508B - 一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法

Info

Publication number: CN109629508B
Application number: CN201910025861.8A
Authority: CN
Inventors: 于英潭; 王首鹏; 王俭
Original assignee: Liaoning University
Current assignee: Liaoning University
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: CN109629508A

Abstract

本发明涉及一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，包括以下步骤：1）河道上靠近两侧堤岸的位置分别对称设置丁坝；2）在两个丁坝之间设置浅滩，浅滩的过水面为V字形结构，低端位于中心，高端位于两侧，且高端低于丁坝上表面；浅滩和丁坝两侧与堤岸围合的空间为深潭；3）浅滩过水面两侧分别设置有迎水坡和背水坡，迎水坡的坡度大于背水坡的坡度，河道内的水流依次经过深潭、迎水坡、浅滩过水面和背水坡。该方法通过在河道中使用丁坝和浅滩进行深潭浅滩的构建，结构简单，能够提高河流水体自净能力，增加河道中生物多样性。

Description

一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法

技术领域

本发明涉及一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，属于河流生态修复技术领域。

背景技术

随着城市化的发展，穿梭在城市之间的缓流支流河的污染越来越严重，导致支流河的水质下降，生物多样性减少，甚至演变成黑臭水体，当其排入城市主河道时，不足以净化完全，导致主河道受到污染，引起恶性循环。长期以往，只会使城区段的河道遭到严重破坏。随着人们环保意识的增强，我们需要用生态的方法来处理河流，改善河流的生态健康。

缓流河道中流速较慢，因此河流自然复氧能力较弱，而河流中溶解氧的浓度高低直接影响河流的自净和维持水生生物多样性的能力。为了使缓流河道中的水质达到要求，我们需要提高河道的溶解氧浓度，加强河流自净能力，而在缓流河道中构建深潭浅滩是一种能够提高水体自净能力、增加河流中的生物多样性的有效方法。

自然流域中的深潭浅滩是交替存在的，因此，我们需在缓流河道中构建多个深潭浅滩会将有利于提高水体净化能力和增加生物多样性。其中的深潭部分水流流速缓慢，能够为鱼类等生物提供栖息的场所，也能够在洪水期为水生生物提供避难的场所。而浅滩则能够增加水流的流速，从而增加河流的复氧效果，浅滩上面还能够生长出水生植物，提高水体净化能力，能为鸟类等提供栖息地，浅滩的中间凹处能为鱼类提供洄游通道，增加水生生物的多样性。现有技术中人工制造的深潭浅滩需要通过挖掘和垫高来完成，而且一般都使用在弯曲的河道中，应用范围较窄，构建成本较高。为此，设计一种施工方便的深潭浅滩构建结构，对于河流的生态修复具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，该方法通过在河道中使用丁坝和浅滩进行深潭浅滩的构建，结构简单，能够提高河流水体自净能力，增加河道中生物多样性。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，包括以下步骤：

1）河道上靠近两侧堤岸的位置分别对称设置丁坝；

2）在两个丁坝之间设置浅滩，浅滩的过水面为V字形结构，低端位于中心，高端位于两侧，且高端低于丁坝上表面；浅滩和丁坝两侧与堤岸围合的空间为深潭；

3）浅滩过水面两侧分别设置有迎水坡和背水坡，迎水坡的坡度大于背水坡的坡度，河道内的水流依次经过深潭、迎水坡、浅滩过水面和背水坡。

所述的丁坝沿水流方向倾斜，且与堤岸之间的夹角为θ，θ的角度范围为：0°＜θ＜90°。

所述迎水坡的坡度为20%～30%，所述背水坡的坡度为10%～20%。

所述迎水坡的坡度为25%，背水坡的坡度为12.5%。

所述丁坝由多个石笼组成，所述石笼内具有容纳抛石的石笼容纳腔。

所述浅滩由抛石和碎石堆叠而成。

一个浅滩和相邻的两个丁坝组成一个深潭浅滩构建单元，所述河道上间隔设置有多个深潭浅滩构建单元。

本申请的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法采用河道两侧的丁坝缩小过水断面，增加水流流速，易于复氧，成形的深潭可以为鱼类等水生生物提供栖息地，为水生植物提供稳定的生长环境，中间的浅滩较低，能够成为鱼类等的洄游通道，这种深潭和浅滩的构建结构，可以长久保持河道内水体自净能力，增加生物多样性，具有很好的生态修复能力。

丁坝沿水流方向倾斜θ角度，使丁坝能够引导水流到浅滩过水面的位置，保证水流顺利通过。

采用迎水坡和背水坡的坡面角度控制，有利于引导疏散水流。

丁坝由多个石笼组成，浅滩由抛石和碎石堆叠而成，从而能够成为鱼类的洄游通道，保证河道内生物的多样性。

河道上间隔设置有多个深潭浅滩构建单元，可有效的增加水体中的溶解氧，促进好养微生物的繁殖，改善河流的生境状况，增强水体自净能力，增加生物多样性，从而使河道的生态系统得到修复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为在缓流河道中深潭浅滩的构建结构从迎水坡一侧观察的结构示意图；

图2为在缓流河道中深潭浅滩的构建结构从背水坡一侧观察的结构示意图；

图3为在缓流河道中深潭浅滩的构建结构中石笼的结构示意图。

图中：10-堤岸，11-河道，12-浅滩，13-深潭，20-丁坝，22-迎水坡，23-浅滩过水面，24-背水坡，201-石笼，202-石笼容纳腔，231-高端，232-低端。

具体实施方式

以下通过具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在下述实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，本实施例提供了一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，包括以下步骤：

1）河道11上靠近两侧堤岸10的位置分别对称设置丁坝20；

2）在两个丁坝20之间设置浅滩12，浅滩12的浅滩过水面23为V字形结构，低端232位于中心，高端231位于两侧，且高端231低于丁坝20上表面；浅滩12和丁坝20两侧与堤岸围合的空间为深潭13；

3）浅滩过水面23两侧分别设置有迎水坡22和背水坡24，迎水坡22的坡度大于背水坡24的坡度，河道11内的水流依次经过深潭13、迎水坡22、浅滩过水面23和背水坡24。

上述方案在河道11上设计丁坝20和浅滩12构成的深潭浅滩构建单元，其中浅滩12两侧分别与丁坝20连接，丁坝20一端连接到浅滩12上，另一端连接到堤岸10上。浅滩过水面23两侧为高端231，浅滩过水面23中部具有低端232，两侧的高端231与低端232的高度变化呈“V”形结构，低端232能够方便鱼类洄游，增加水生生物多样性，丁坝20一端连接到浅滩过水面23的高端231上。丁坝20的上边沿超出浅滩过水面23的高端231，丁坝20的作用是拦截在河道11上，减少河道11的过水断面，增加水流流经浅滩过水面23的流速，有利于提高河流复氧效果。

深潭浅滩构建单元在同一河道11上可以设置多个，这样便于形成深潭13、浅滩12交替的类似自然形成的深潭浅滩的环境，不仅能够在弯曲的河道中设置，也适用于顺直的河道。

河道11内靠近迎水坡22的一侧形成深潭13，堤岸10、丁坝20和浅滩12共同围合成深潭13，深潭13内水流的流速缓慢，能够为鱼类等生物提供栖息和产卵场所，还能在洪水期为水生生物提供避难的场所。

迎水坡22和背水坡24采用斜面结构设计，迎水坡22和背水坡24的斜面均自浅滩过水面23开始向外逐步降低高度，这种斜面结构设计有利于引导疏散水流，其中背水坡为梯形结构。其中迎水坡22的坡度为20%～30%，所述背水坡24的坡度为10%～20%；迎水坡22的坡度优选为25%，背水坡24的坡度优选为12.5%。比如坡度为25%的迎水坡22是指路程每100厘米，垂直方向下降25厘米。

进一步的，丁坝20自堤岸10向浅滩过水面23的延伸方向与河道11内水流的方向（即下游堤岸10的方向）之间的夹角为θ，θ的角度范围为：0°＜θ＜90°，这种与河道11内水流的方向成一定角度的丁坝20能够引导水流到浅滩过水面23的位置，保证水流顺利通过，θ的角度优选为45°。

如图3所示，丁坝20由多个石笼201组成，石笼201内具有容纳抛石的石笼容纳腔202，抛石指的是为防止河岸或构造物受水流冲刷而抛填较大石块的防护措施，抛石主要用于经常浸水且水深较大的路基边坡或坡脚以及挡土墙、护坡的基础防护。本方案中石笼201在容纳抛石后沉入河道11底部，最终多个石笼201叠放形成丁坝20，石笼201的网孔直径小于抛石的直径，确保抛石容纳在石笼201内。浅滩12由抛石和碎石堆叠而成，浅滩12上浅滩过水面23能够供水流通过，并且能够成为鱼类的洄游通道，保证河道内生物的多样性。

例如，可以在缓流顺直的河道中构建深潭浅滩。首先，在河道的一侧设置一个长度为0.8m、高度为0.5m、下底宽度为0.4m、上底宽度为0.2m的梯形丁坝，丁坝与下游的堤岸的夹角是45°。在河道的另一侧同样设置一个长度为0.8m、高度为0.5m、下底宽度为0.4m、上底宽度为0.2m的梯形丁坝，这个丁坝与下游堤岸的夹角也是45°。丁坝是由容纳抛石的石笼构成，将抛石放入石笼中，石笼的网孔直径范围在0.03m～0.1m之间，抛石的直径大于石笼的网孔直径。利用丁坝可以缩小河道的过水断面，增加水流的流速，有利于河流复氧。

然后，在两侧丁坝的中间设置一个浅滩，浅滩由河岸到中心，高度逐步低，浅滩上浅滩过水面两侧最高处为0.3m，中间最低处为0.1m，浅滩的迎水坡的坡度为25%，有利于水流的蓄积形成深潭，背水坡的坡度为12.5%，背水坡为梯形，有利于疏散水流，增加复氧能力，浅滩由抛石和碎石构成，浅滩中间的低端有利于鱼类洄游，能够增加水生生物多样性。

在浅滩的位置由于丁坝和浅滩的阻流，形成一个深潭，深潭内水流流速缓慢，能够为鱼类等生物提供栖息和产卵场所，并且深潭内还可以为水生植物提供较为稳定的生长环境，在洪水期深潭可以为水生生物提供避难的场所。

通过以上实施方案在缓流河道中构建深潭浅滩能够有效的增加水体中的溶解氧，促进好养微生物的繁殖，改善河流的生境状况，增强水体自净能力，增加生物多样性，从而使河道的生态系统得到修复。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明实施例的基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）河道上靠近两侧堤岸的位置分别对称设置丁坝；

2.如权利要求1所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：所述的丁坝沿水流方向倾斜，且与堤岸之间的夹角为θ，θ的角度范围为：0°＜θ＜90°。

3.如权利要求1所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：所述迎水坡的坡度为20%～30%，所述背水坡的坡度为10%～20%。

4.如权利要求3所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：所述迎水坡的坡度为25%，背水坡的坡度为12.5%。

5.如权利要求1所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：所述丁坝由多个石笼组成，所述石笼内具有容纳抛石的石笼容纳腔。

6.如权利要求1所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：所述浅滩由抛石和碎石堆叠而成。

7.如权利要求1所述的在缓流河道中构建深潭浅滩的方法，其特征在于：一个浅滩和相邻的两个丁坝组成一个深潭浅滩构建单元，所述河道上间隔设置有多个深潭浅滩构建单元。