CN110804998A - 一种可变过水断面的生态人工河道 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可变过水断面的生态人工河道,包括河道本体、底坡和河道岸坡,其特征在于,在河道本体的两侧设置有河道功能分区导墙,在底坡上放置有底坡囊体,在底坡囊体上开设有充水口和放水口,沿河道岸坡设置生态景观分区。

Description

一种可变过水断面的生态人工河道
技术领域
本发明涉及一种可变过水断面的生态人工河道。
背景技术
目前,对于生态河道的建设一般都从两个方面进行:一方面是河道内流水生态的建设, 主要由河流中的水生生物系统组成,包括分解者、生产者和消费者,以及其他影响水生生物 生存的环境条件、物质代谢原料等因素。另一方面是河岸生态的建设,河道护岸是河流与陆 地的过渡地带,紧密连接了水陆带,是生态河道水体运动的外边界条件,是生态河道稳定的 关键地带。河道护岸带主要由护坡、小型动物、水生植物以及微生物构成。
基于现阶段对于生态河道内涵的理解和建设措施的实践,生态河道的建设存在以下缺陷 和不足:
(1)现行生态河道型式的常水位需要保证一定的水位高度而满足生态要求,在强降雨 台风来临时此常水位高度会造成河道排涝能力不足。当河道缺乏灵活调节性质导致河道水位 过高时,会给予市政管网顶托压力而造成城市内涝等诸多问题。
(2)在强降雨台风区域,一场强降雨排水过后,现行生态河道型式中生态建设的措施 需要重新布置,造成资源的浪费。
(3)现行生态河道型式在河道排涝时仅依靠上下游水头高度差控制排涝效率,排涝保 障能力不足。
(4)现行生态河道型式在强降雨排涝过后,水流流速变慢后出现底泥淤积。底泥清理 需要专门在非汛期降低河道水位人工清淤,河水在汛期非降雨时会因河底淤泥二次污染的问 题,不利于河道生态能力持续发挥。
(5)对于城建区河道改造时,原有河道蓝线范围大多相对较窄,现行河道型式不利于 在较窄的河道用地范围内修建,因而不利于河道排涝功能、生态功能、景观功能的综合体现。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是克服现有河道型式的不足,结合河道排涝功能、生态功 能和景观功能的需求,提供一种可调节河道底坡坡度的,适用于强降水和台风频发区域,有 一定短时间容蓄水量能力,并有一定程度自净能力的人工河道型式。本发明能够增强城市内 河道排涝功能和生态功能的综合整体性能,并节约现行河道型式对于生态部分建设资源的浪 费。本发明的技术方案如下:
一种可变过水断面的生态人工河道,包括河道本体、底坡和河道岸坡,其特征在于,在 河道本体的两侧设置有河道功能分区导墙,在底坡上放置有底坡囊体,在底坡囊体上开设有 充水口和放水口,沿河道岸坡设置生态景观分区。
本发明针对生态河道型式运行特点进行创新,与现有技术相比具有以下优点:
(1)本发明使河道过流能力具有可调节性。本发明通过调节底坡坡度,可对于河道过流 能力进行调节。在传统河道设计中,河道型式的确定是由水文资料、上下游水位标准和防洪 标准综合考虑过水流量后确定其过流断面型式。当一般过水流量和汛限过水流量差异不显著 时,常采用梯形断面型式;当一般过水流量和汛限过水流量差异较为显著时,常采用复合断 面型式。无论哪种过流型式,均有一次设计不可调节的性质。本发明在河道运用中,底坡坡 度可根据来水流量进行调节:来水水量大、需要加大过水能力时,底坡坡度变陡,增大过水 断面面积,从而增大过流流量;来水水量小、大过流断面会造成边坡裸露过大、需要减少过 水能力时,底坡坡度变缓,减小过水断面面积,从而减小过流流量。从而对于河道的过流能 力进行调节。
(2)本发明使河道具有短时间内超蓄涝水的能力。本发明通过调节河道底坡坡度,在 纵断面的维度增加河道空间,以保证在高强度降水或台风过境时强降雨量带来的高标准涝水 能短时间容蓄在河道中,并且不额外给与市政管网的顶托压力,从而减少城市内涝的可能。
(3)本发明对河道断面功能分区,减少资源浪费。本发明在河道过水断面上分区,对 于不同分区主导不同的河道功能:河道排涝功能主要由流动分区承担;河道景观功能及生态 功能主要由生态景观分区承担。涝水来临时,排涝分区与生态景观分区分隔开来,涝水由流 动分区排走,景观植物、水体净化设施和净水微生物则保全在生态景观分区中,减少此类资 源的消耗及损害。当排水完成后,流动分区和生态景观分区融合,由生态景观分区内设施完 成全河道的生态净化。由此可减少现行河道在强降雨排涝过后需要人为补充相关资源而造成 的浪费。
(4)本发明使河道具有自净能力。强降雨过境后,雨水会裹挟地表泥沙和杂物进入河 道,市政管网中入河雨水同样会携带许多泥沙。在河道排涝时河水流速大,河水中会携带大 量泥沙排入下游;而随着排涝水量下降,河水流速降低,水中泥沙会沉积在河道中,长此以 往会降低河道的功能效率。本发明在排涝期通过增加河道底坡坡度加快排水,减少泥沙在河 道中淤积;在非排涝期间通过改变河道纵坡,由上游放水冲刷河道,降低河道中底泥淤积程 度。此外,由于河道中生态景观分区的植被及微生物能够最大限度的保存,这也保证了河道 的自净能力得以充分发挥。
(5)城建区河道改造时,本发明降低空间蓝线对于河道布置的限制。在进行城市河道 改造时,河道边界线只能受限于原有河道蓝线的范围。这就导致了不能扩大河道占地范围, 同时满足河道排涝功能和生态景观功能变得异常困难。本发明可使河道布置具有灵活调节 性,通过流动分区在纵向空间的拓展增加河道的排涝能力的同时,并不改变河道横向的占地 范围,同样满足了河道生态功能及景观功能。
附图说明
图1是本发明的河道型式横断面布置图;
图2是本发明的河道型式纵断面布置图;
图3是本发明的河道功能分区图;
图4是本发明的排涝期横断面示意图;
图5是本发明的排涝期纵断面示意图。
图中标号说明:1河道岸坡;2河道功能分区导墙;3底坡囊体;4充水口;5放 水口;I流动分区;Ⅱ生态景观分区;Ⅲ底坡囊体充水区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明。
本发明由河道岸坡1、河道功能分区导墙2,底坡囊体3,充水口4和放水口5组成。河道横断面分为3个区域:流动分区I、生态景观分区Ⅱ和底坡囊体充水区Ⅲ。河道岸坡1 由土质和石块组成;河道功能分区导墙2由混凝土浇筑而成;底坡囊体3由橡胶制成,囊体 中空,可充水使其膨胀。在未排涝时期,底坡囊体充水区Ⅲ充满水,底坡较缓;流动分区I 区域内水流缓慢流动;生态景观分区Ⅱ区域内由水流、景观植物、净水微生物和水生动物组 成。当暴雨来临前,由放水口5开始放出存水,底坡囊体3放水体积变小,河道底坡坡度增 大,提高河道容蓄能力,加大河道排涝能力。涝水在流动分区I区域内快速向下游流动,生 态景观分区Ⅱ区域内组成物不受影响。当暴雨即将结束时,打开充水口4,底坡囊体充水区 Ⅲ由下而上开始蓄水,底坡囊体3充水体积膨胀,河道底坡坡度减少,河道过水能力降低, 水流流速减缓。

Claims (1)

1.一种可变过水断面的生态人工河道,包括河道本体、底坡和河道岸坡,其特征在于,在河道本体的两侧设置有河道功能分区导墙,在底坡上放置有底坡囊体,在底坡囊体上开设有充水口和放水口,沿河道岸坡设置生态景观分区。
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