CN109837863A - 一种河道防冲促淤装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种河道防冲促淤装置及其安装方法，其特征在于，该装置包括位于防护区域上游、浮于水面的消能部件以及将消能部件锚固于河床的系泊部件；所述消能部件包括一个或多个沿流向以柔性绳索串联的消能浮体，所述消能浮体包括多个板面垂直于流向布置的消能板，所述消能板间刚性固连且形成沿流向的扰流通道，所述消能板淹没于水中高度与水流上层清水高度对应。本发明克服了低水整治建筑物“清水下泄”的缺点，装置下游河床不会产生持续冲刷，从而有利于保证长久的整治效果，并且避免了传统整治建筑物经常发生水毁的情况。

Description

一种河道防冲促淤装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及治河工程，具体地指一种河道防冲促淤装置及其安装方法。

背景技术

在河道整治工程中，修筑低水整治建筑物是常用的技术措施之一，如修筑淹没丁坝、潜锁坝、鱼嘴、护滩带、护滩潜堤、护底带等。由于河道中水体具有“上层流速大而含沙量小，下层流速小而含沙量大”的特点，因此，低水整治建筑物导沙功能强于调水功能，阻碍了推移质和水体下层泥沙向下游输移，大量泥沙被滞留在整治建筑上游或导向整治建筑物两侧，上层低含沙量水流则顺畅地通过整治建筑物顶部排向下游，形成“清水下泄”的现象。受“清水下泄”的影响，低水整治建筑物下游河床往往会产生大范围持续冲刷，造成工程效果随时间的推移逐步减弱甚至失效，同时，下游冲刷对整治建筑物的稳定也产生不利影响。

公开号为CN1687530A的中国发明专利申请公开了一种河床与海床泥沙截留、促淤积防冲刷的装置，包括浮体、浮帘、过沙窗口、锚定构件，锚定构件固定于河床，浮体将浮帘漂浮于水体中，泥沙从浮帘底部的过沙窗口进入下游淤积，该装置的缺点为：1.从“水流的大部份底部来流被浮帘导向水流上部”可知，浮帘顶部位于水体下部，清水依然是从浮帘顶部越过将下游冲刷，对下游河床仍会造成大范围冲刷，无法解决清水下泄问题；2.无法对浮帘上方流过的清水进行消能，减缓下游冲刷速度；3.浮帘在水中由于水流影响上端会向下游倾斜，流速大时甚至水平，造成淤积效果大大减弱； 4.浮帘上的过沙窗口尺寸无论如何设置，终会滞留一部分泥沙至浮帘上游侧，削弱下方的淤积效果；5.大范围的浮帘设置将阻隔水体与河床的物质交换，不利于河流中底栖生物的生存。

因此，需要开发出一种将上层清水消能减速防止冲刷下游、下层水体顺利通过后在下游淤积的河道防冲促淤装置及其安装方法。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种将上层清水消能减速防止冲刷下游、下层水体顺利通过后在下游淤积的河道防冲促淤装置及安装方法。

本发明的技术方案为：一种河道防冲促淤装置，其特征在于，包括位于防护区域上游、浮于水面的消能部件以及将消能部件锚固于河床的系泊部件；

所述消能部件包括一个或多个沿流向以柔性绳索串联的消能浮体，所述消能浮体包括多个板面垂直于流向布置的消能板，所述消能板间刚性固连且形成沿流向的扰流通道，所述消能板淹没于水中高度为水深的1/10-1/2。

优选的，所述消能浮体内多个消能板垂直于流向间隔布置成行，多行消能板沿流向间隔布置成阵列，相邻两行消能板间沿垂直于流向交错设置。

进一步的，所述扰流通道由各行消能板内的间隙沿流向连通形成，相邻两行消能板中后一行消能板的各板体将前一行消能板各间隙沿垂直流向完全阻挡。

优选的，所述消能浮体还包括立方体框架，多个所述消能板间通过杆件连接成整体且固连于立方体框架内。

优选的，所述系泊部件包括河床上的锚石以及通过锚链与锚石连接的水面上的浮筒，消能浮体通过柔性绳索连接于浮筒上。

优选的，所述消能板淹没于水中高度为水深的1/5-1/3。

优选的，所述消能浮体宽度为与防护区域沿垂直于流向的宽度对应。

本发明还提供一种上述任一河道防冲促淤装置的安装方法，其特征在于，步骤为：

a.根据河道及防护区域的水流泥沙条件，设计消能部件结构及布设位置；

b.选择相应的系泊部件并安装；

c.将消能部件悬挂于系泊部件上。

优选的，步骤b中选择的系泊部件为锚链连接的锚石、浮筒，安装时将锚石抛设水中，浮筒浮于水面固定。

优选的，步骤a中设计的消能部件为多个串联的消能浮体，步骤c中先将第一个消能浮体通过柔性绳索悬挂到浮筒上，再在前方将其余消能浮体通过柔性绳索依次首尾连接。

本发明的有益效果为：

1.消能部件浮于上层水面对清水进行阻挡消能，水流遇消能板后产生强烈湍流，极大地增加了河流上层水体阻力和能量损耗。在消能部件位置处，上层低含沙水流部分受阻被导向至消能部件两侧，推移质和下层高含沙水流则可正常通过。由于消能部件下游流速减小，挟沙力降低，部分泥沙会在消能部件下游落淤，由此达到防护目标。

2.为使消能浮体中的每块消能板均发挥出较好效果，消能板采用梅花形交错布置形成扰流通道，为了加强消能浮体的消能效果，避免梅花形布置的消能板沿流向形成不受阻碍的过水通道，要求后一行消能板的各板体将前一行消能板各间隙沿垂直流向完全阻挡。

3.克服了低水整治建筑物“清水下泄”的缺点，装置下游河床不会产生持续冲刷，从而有利于保证长久的整治效果，并且避免了传统整治建筑物经常发生水毁的情况。

4.传统低水整治建筑物一旦建成，位置和作用强度都很难更改，而本装置位置可移动，作用强度可调整；传统低水整治建筑物需进行大面积护底，会阻隔水体与河床的物质交换，不利于河流中底栖生物的生存，本装置仅作用于上层水体，不会阻碍推移质和水体下层泥沙向下游输移，有利于工程的优化和持续改进。

5.本装置抛设、拆除方便，可在高洪水时拆除，洪水过后重新安装复原，因此，工程对防洪无不利影响。

附图说明

图1本发明装置应用于河道的俯视图

图2为消能浮体结构示意图

图3本发明装置应用于河道的正视图

其中：1-防护区域2-消能浮体3-消能板4-扰流通道3.1-第一间隙5-立方体框架6-锚石7-浮筒8-柔性绳索9-锚链。

具体实施方式

下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-3所示，本发明提供一种河道防冲促淤装置，包括位于防护区域1上游、浮于水面的消能部件以及将消能部件锚固于河床的系泊部件；消能部件包括一个或多个沿流向以柔性绳索8串联的消能浮体2，消能浮体2包括多个板面垂直于流向布置的消能板3，消能板3间刚性固连且形成沿流向的扰流通道4，消能板3淹没于水中高度与水流上层清水高度对应，一般为稍大于水流上层清水高度。本实施例中以沿水流向为纵向，垂直于水流向为横向。

消能浮体2包括立方体框架5，多个消能板3间通过杆件连接成整体且固连于立方体框架5内，立方体框架5既可以固定消能板 3，又不影响水流进入消能板3。消能浮体2内多个消能板3横向间隔布置成行，多行消能板3纵向间隔布置成阵列，相邻两行消能板 3间横向交错设置。扰流通道4由各行消能板3内垂直于流向的间隙沿流向连通形成，相邻两行消能板3设置时后一行消能板的各板体将前一行消能板各间隙沿垂直流向完全阻挡。

本实施例中，各行消能板3内消能板3均以第一间隔3.1横向等间隔布置，消能板3横向宽度≥第一间隔3.1间距，相邻两行消能板3设置时后方的消能板3均将前方第一间隔3.1阻挡，避免形成纵向的过水通道，影响扰流效果，消能板3为自浮于水面的材质制成，本实施例中为轻质塑料。

系泊部件包括河床上的锚石6以及通过锚链9与锚石6连接的水面上的浮筒7，浮筒7以柔性绳索8连接于消能浮体2上。本实施例中消能板3淹没于水中高度为整体水深的1/10-1/2，优选 1/5-1/3。消能浮体2宽度(各行消能板3的整体宽度)为与防护区域1沿垂直于流向的宽度对应。

上述河道防冲促淤装置的安装方法，步骤为：

a.根据河道及防护区域1的水流泥沙条件，设计消能部件结构及布设位置，选择消能部件为3个串联的消能浮体2；

b.选择相应的系泊部件并施工，选择系泊部件为锚链9连接的锚石6、浮筒7，施工将锚石6抛设水中，浮筒7浮于水面固定；

c.将第一个消能浮体2通过柔性绳索8悬挂到浮筒7上，再在纵向前方将其余消能浮体2通过柔性绳索8依次首尾连接。

本实施例的工作原理为：

河道防冲促淤装置安装完成后，在流速变化不大的河道中浮筒 7位置固定，因此将消能浮体2位置进行定位，消能浮体2对清水进行阻挡消能，水流遇消能板3后产生强烈湍流，极大地增加了河流上层水体阻力和能量损耗。在消能板3处，上层低含沙水流部分受阻被导向至消能浮体2两侧，推移质和下层高含沙水流则可正常通过。由于消能部件下游流速减小，挟沙力降低，部分泥沙会在消能部件下游落淤，由此达到防护目的。

Claims (10)

1.一种河道防冲促淤装置，其特征在于，包括位于防护区域(1)上游、浮于水面的消能部件以及将消能部件锚固于河床的系泊部件；

所述消能部件包括一个或多个沿流向以柔性绳索(8)串联的消能浮体(2)，所述消能浮体(2)包括多个板面垂直于流向布置的消能板(3)，所述消能板(3)间刚性固连且形成沿流向的扰流通道(4)，所述消能板(3)淹没于水中高度为水深的1/10-1/2。

2.如权利要求1所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述消能浮体(2)内多个消能板(3)垂直于流向间隔布置成行，多行消能板(3)沿流向间隔布置成阵列，相邻两行消能板(3)间沿垂直于流向交错设置。

3.如权利要求2所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述扰流通道(4)由各行消能板(3)内的间隙沿流向连通形成，相邻两行消能板(3)中后一行消能板的各板体将前一行消能板各间隙沿垂直流向完全阻挡。

4.如权利要求1所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述消能浮体(2)还包括立方体框架(5)，多个所述消能板(3)间通过杆件连接成整体且固连于立方体框架(5)内。

5.如权利要求1所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述系泊部件包括河床上的锚石(6)以及通过锚链(9)与锚石(6)连接的水面上的浮筒(7)，消能浮体(2)通过柔性绳索(8)连接于浮筒(7)上。

6.如权利要求1所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述消能板(3)淹没于水中高度为水深的1/5-1/3。

7.如权利要求1所述的河道防冲促淤装置，其特征在于，所述消能浮体(2)宽度为与防护区域(1)沿垂直于流向的宽度对应。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的河道防冲促淤装置的安装方法，其特征在于，步骤为：

a.根据河道及防护区域(1)的水流泥沙条件，设计消能部件结构及布设位置；

b.选择相应的系泊部件并安装；

c.将消能部件悬挂于系泊部件上。

9.如权利要求8所述的安装方法，其特征在于，步骤b中选择的系泊部件为锚链(9)连接的锚石(6)、浮筒(7)，安装时将锚石(6)抛设水中，浮筒(7)浮于水面固定。

10.如权利要求9所述的安装方法，其特征在于，步骤a中设计的消能部件为多个串联的消能浮体(2)，步骤c中先将第一个消能浮体(2)通过柔性绳索(8)悬挂到浮筒(7)上，再在前方将其余消能浮体(2)通过柔性绳索(8)依次首尾连接。