CN110904919B - 一种治理小型河道断头浜的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种治理小型河道断头浜装置，在河道中出现断头浜，包括低水头重力坝、引水渠道、隔墙和引导墙，所述低水头重力坝位于河道中，低水头重力坝顶部开设多个第一堰口，在坝顶断头浜一侧开设泄水口，泄水口与引水渠道连接；在断头浜入口沿横向设置隔墙，隔墙位于引水渠道末端，沿断头浜纵向设置引导墙，引导墙与断头浜的末端留1.5m的过水通道；通过坝顶泄水口的水流经过引水渠道流入断头浜。本发明的治理小型河道断头浜装置，通过低水头重力坝将河流的水引入到断头浜中，结构简单，维护方便，并能够结合当地环境形成河道挑流景观，实现河道景观多元化，具有一定的推广价值。

Description

一种治理小型河道断头浜的装置
技术领域
本发明涉及一种治理小型河道断头浜装置，属于河道治理领域。
背景技术
断头浜指一端是盲端的小河沟。由于水体流动不畅、周边环境污水灌入，水体易发黑臭，制约了区域水质的整体提升，严重影响了区域水环境和人居环境。目前对断头浜的治理措施研究较多，但手段比较单一，主要通过外置动力装置(水泵)抽蓄水，在分隔开的断头浜两侧形成活水，由于外接动力装置，因此在装置运行过程中不可避免的产生较多的运行费用和维护费用，不利于大面积推广；同时，动力源的供给方式也对该措施的普遍适用性提出了一定的考验。因此，由必要提出一种基于无外置动力的河道断头浜治理措施。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种治理小型河道断头浜装置，结构简单，维护方便，并能够结合当地环境形成河道挑流景观，实现河道景观多元化，具有一定的推广价值。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的治理小型河道断头浜装置，在河道中出现断头浜，包括低水头重力坝、引水渠道、隔墙和引导墙，所述低水头重力坝位于河道中，低水头重力坝顶部开设多个第一堰口，在坝顶断头浜一侧开设泄水口，泄水口与引水渠道连接；在断头浜入口沿横向设置隔墙，隔墙位于引水渠道末端，沿断头浜纵向设置引导墙，引导墙与断头浜的末端留1.5m的过水通道；通过坝顶泄水口的水流经过引水渠道流入断头浜。
作为优选，所述低水头重力坝坝顶高程比隔墙高程高20cm，第一堰口高程比坝顶高程低5cm，泄水口高程比坝顶高程低10cm，通过高度的设定，在枯水期、断头浜端部高度过高的情况下，均可以实现断头浜活水的目的；低水头重力坝下游坝面与河道底部成30°，在下游坝面上铺设卵石，在临近的下游河道上设置防冲墩，防冲墩不规则排放。
作为优选，所述隔墙顶部高程比断头浜底部最高高程高20cm(断头浜底部不平整)，隔墙的断头浜侧为30°斜面，斜面上铺设卵石。
作为优选，所述引导墙顶部高程比隔墙顶部高20cm，引导墙顶部开设多个第二堰口，越靠近断头浜入口，第二堰口的堰顶高程越大，引导墙沿纵向将断头浜分为两部分。
作为优选，所述引水渠道底部高程逐渐变化，引水渠道两侧设导墙，导墙顶部高程与坝顶高程相同。
作为优选，所述泄水口宽度b1＝b-1m，由
Figure GDA0002951733370000021
求得b，Q正常情况下河道流量，ε为侧收缩系数，σ为淹没系数，m为流量系数，H为堰上水头。
本申请中，根据河道地形特点，一般河道底部不是平面，有高有底，如果断头浜底部高层高，仅仅设置部分挡水闸门，最终的引水效果不是太理想，因此，专门设置了挡水建筑物和引水建筑物。本专利申请中，挡水建筑物上设计几个堰口和一个引水工程入口，达到分流的目的，即绝大部分水会沿堰口流出，而引水口只引入少量的水；再则，引水工程入口底部高层比堰口底部高层底，因此在流量较少的情况下(小概率事件)，也能优先保障断头浜的供水，而河道中一小段(几米长度，甚至更少)少水，对河道而已影响不大；同时，在引导墙顶部开设堰口，也是为了分流，放在在丰水时，引水流量过大，减少断头浜底部冲刷。
有益效果：本发明的治理小型河道断头浜装置，通过低水头重力坝将河流的水引入到断头浜中，结构简单，维护方便，并能够结合当地环境形成河道挑流景观，实现河道景观多元化，具有一定的推广价值。本结构在枯水期和丰水期都可以在断头浜形成活水，不需要利用其它动力装置，
附图说明
图1河道断头浜治理设施三维结构示意图。
图2低水头重力坝三维结构示意图。
图3隔墙三维结构示意图。
图4引导墙三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至图4所示，在河道1中出现断头浜2。本发明的小型河道断头浜治理的工程措施，包含低水头重力坝3、引水渠道4、隔墙5、引导墙6。低水头重力坝顶部开设多个第一堰口9，在坝顶断头浜一侧开设泄水口10；在断头浜入口沿横向设置隔墙5，沿断头浜纵向设置引导墙6，引导墙6与断头浜的末端留1.5m过水通道14；通过坝顶泄水口10的水流经过引水渠道4流入断头浜2(如图1)。
低水头重力坝3坝顶高程比隔墙5顶部高程高20cm，第一堰口9顶部高程比坝顶高程低5cm，泄水口10顶部高程比坝顶高程低10cm；低水头重力坝下游坝面与河道底部成30°，在下游坝面上铺设卵石7(图2)，在临近的下游河道上设置防冲墩8，防冲墩8不规则排放。
隔墙顶部高程比断头浜底部最高高程高20cm(断头浜底部不平整)，隔墙的断头浜侧为30°斜面，斜面上铺设卵石(图3)。
引导墙6顶部高程比隔墙5顶部高20cm，引导墙顶部开设多个第二堰口11，堰口顶部高程不同，越靠近断头浜入口，堰顶高程越大，引导墙沿纵向将断头浜分为两部分。
引水渠道4底部高程逐渐变化，引水渠道4两侧设导墙13，导墙顶部高程与坝顶高程相同。
小型河道断头浜治理的工程措施的工作原理：收集河道水文资料，提取正常情况下河道流量，设为Q，结合公式1计算泄水口最大宽度b(泄水口泄水本质为堰流，假设堰上水头H＝5cm，为泄水口顶部与坝表面堰口顶部高程差)。
Figure GDA0002951733370000031
式中，ε为侧收缩系数，σ为淹没系数，m为流量系数，b为堰的过水断面宽度，H为堰上水头(侧收缩系数、淹没系数、流量系数取值查水利工程设计规范可得)。
取泄水口宽度b1＝b-1m，设计泄水口过水断面宽度。
在断头浜上游设置低水头重力坝3，拦蓄水流，低水头重力坝上游水位抬升。当水位高于泄水口顶部高程时，水流通过泄水口进入引水渠道4，通过隔墙斜面后，流入断头浜2的一侧，为防止水流对断头浜底部冲刷，在隔墙斜面上铺设卵石12，有效减小水流的动能；流入断头浜一侧的水流，在水头差的作用下，沿着引导墙6，经过导墙6与断头浜末端的过水通道14后，从断头浜的另一侧流出，从而实现断头浜内水流流动；当泄水口引入流量较大时，防止水流冲刷断头浜底部，在引导墙上开设第二堰口11，具有分流的作用。
由于来流的流量大于经过泄水口下泄的流量，重力坝上游水位继续抬升，当高于重力坝表面第一堰口9顶部高程，水流从坝体表面第一堰口9分流，流向河道下游。为防止坝体表面堰口分流冲刷河道，在下游坝面上铺设卵石7，在临近的下游河道上设置防冲墩8。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种治理小型河道断头浜装置，在河道中出现断头浜，其特征在于：包括低水头重力坝、引水渠道、隔墙和引导墙，所述低水头重力坝位于河道中，低水头重力坝顶部开设多个第一堰口，在坝顶断头浜一侧开设泄水口，泄水口与引水渠道连接；在断头浜入口沿横向设置隔墙，隔墙位于引水渠道末端，沿断头浜纵向设置引导墙，引导墙与断头浜的末端留1.5m的过水通道；通过坝顶泄水口的水流经过引水渠道流入断头浜。
2.根据权利要求1所述的治理小型河道断头浜装置，其特征在于：所述低水头重力坝坝顶高程比隔墙高程高20cm，第一堰口高程比坝顶高程低5cm，泄水口高程比坝顶高程低10cm；低水头重力坝下游坝面与河道底部成30°，在下游坝面上铺设卵石，在临近的下游河道上设置防冲墩，防冲墩不规则排放。
3.根据权利要求1所述的治理小型河道断头浜装置，其特征在于：所述隔墙顶部高程比断头浜底部最高高程高20cm，隔墙的断头浜侧为30°斜面，斜面上铺设卵石。
4.根据权利要求1所述的治理小型河道断头浜装置，其特征在于：所述引导墙顶部高程比隔墙顶部高20cm，引导墙顶部开设多个第二堰口，越靠近断头浜入口，第二堰口的堰顶高程越大，引导墙沿纵向将断头浜分为两部分。
5.根据权利要求1所述的治理小型河道断头浜装置，其特征在于：所述引水渠道底部高程逐渐变化，引水渠道两侧设导墙，导墙顶部高程与坝顶高程相同。
6.根据权利要求1所述的治理小型河道断头浜装置，其特征在于：所述泄水口宽度b1＝b-1m，由
Figure FDA0002353771360000011
求得b，Q正常情况下河道流量，ε为侧收缩系数，σ为淹没系数，m为流量系数，H为堰上水头。
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