CN111456151A - 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法 - Google Patents

黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111456151A
CN111456151A CN202010332287.3A CN202010332287A CN111456151A CN 111456151 A CN111456151 A CN 111456151A CN 202010332287 A CN202010332287 A CN 202010332287A CN 111456151 A CN111456151 A CN 111456151A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
artificial lake
pump station
yellow river
west
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.)
Withdrawn
Application number
CN202010332287.3A
Other languages
English (en)
Inventor
申岭
孟繁亮
申琳
蒋雪峰
闫磊
张振彬
刘方
高聪聪
李庆磊
位宁博
李明欣
王恒
王贝
李元凯
张会利
何永洲
苗澍成
张全国
梁洪涛
王子畅
张海彦
景红
王金明
赵冰冰
郭泳芳
王宇辉
刘宪武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Yunrui Engineering Consulting Co ltd
Original Assignee
Henan Yunrui Engineering Consulting Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Yunrui Engineering Consulting Co ltd filed Critical Henan Yunrui Engineering Consulting Co ltd
Priority to CN202010332287.3A priority Critical patent/CN111456151A/zh
Publication of CN111456151A publication Critical patent/CN111456151A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/04Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from surface water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/02Settling tanks with single outlets for the separated liquid
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/02Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/10Dams; Dykes; Sluice ways or other structures for dykes, dams, or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/32Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water with artificial enrichment, e.g. by adding water from a pond or a river
    • E03B3/36Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water with artificial enrichment, e.g. by adding water from a pond or a river of surface water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B5/00Use of pumping plants or installations; Layouts thereof
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/30Flood prevention; Flood or storm water management, e.g. using flood barriers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

本发明属于黄河大堤内滩地开发技术领域,涉及一种黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统实现沉沙、供水、应急储水和行洪的方法。该人工湖系统集沉沙、城市供水、城市应急备用储水和黄河行洪四项功能于一体,包括人工湖、取水泵站、出水泵站和输水系统;人工湖是由南大堤、东多孔闸、河中堤、西多孔闸形成的长方形人工湖,所述西多孔闸与东多孔闸平行且两端分别与南大堤、河中堤垂直连接;取水泵站设置在河中堤西侧,所述出水泵站设置在南大堤中部,人工湖中设置有大型挖泥船;输水系统包括与出水泵站连通的洪峰沉沙池、送水泵站和输送管道,洪峰沉沙池设置在南大堤南侧,输送管道连接城市自来水厂,洪峰沉沙池中设置有小型挖泥船。

Description

黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、 应急储水和行洪的方法
技术领域
本发明涉及黄河大堤内滩地开发技术领域,涉及一种黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统实现沉沙、供水、应急储水和行洪的方法。
背景技术
1、大城市亟需应急备用储水。2、大城市的应急备用储水,必须储存在市区低位。3.大城市需要水面景观提升风貌。4、黄河滩地蕴藏着巨大的经济潜力。以上4项社会背景技术是本发明的基础和出发点。城市建设的需求是本发明的动力,发明创造的巨大价值体现在解决疑难课题的效果上。
郑州市区的规模正在迅速扩大,城市水源暂时短缺的机率正在加大,城市应急备用储水量也应随之增加。发明人最先想到的方案是立即在北龙湖畔建造城市应急备用水源泵站,用北龙湖替代尖岗水库和常庄水库的储水功能,并在尖岗、常庄水库的坝体上开凿溢流孔洞,使其最大库容小于100万m3,根除这两座水库的崩溃隐患。上述方案作为临时救急办法确实可行,但从长远考虑还存在许多问题亟需解决。郑东新区的大片人工湖是用极高经济代价取得的,它自身没有足够的直接经济效益用于回收其巨额投资;它的日常经营管理费用,包括蒸发、渗漏的水量补充费用,都要由市财政拨款支出;它占用了市区内极其昂贵的建设用地,却无法带来相应的税收;它给周围居民和工商企业造成了交通障碍,计划在人工湖岸边建造许多行船码头,解决上下班交通问题,但水上交通的速度显然比陆上交通慢得多,日常赶路要求快捷,无心欣赏沿途景色。随着市政建设的飞速发展,前述各种问题都将显露,市区内大片人工湖未必会长期全部存在下去。于是把目标转移到黄河滩地上,其关键难题是既要占用黄河滩地建造储水设施又不妨碍黄河汛期行洪。历史上南、北大堤之间一直保持大量滩地而不敢开发利用,其原因就在于此。曾设想把已毁掉的1958年黄委会的拦河土坝方案改换成拦河闸,以形成人工湖,用于城市的应急备用储水。如果把南裹头现有18孔弧形闸向北延伸至北裹头,用多孔闸将黄河拦腰截断,拦河闸前可形成面积极大的人工湖。设想平时黄河水从露顶式闸板顶部溢流或开启部分闸板放水,洪水期闸板全开,可不妨碍黄河行洪。其致命要害是:平时黄河泥沙在闸前大量淤积,人工湖的水面很大而水深甚小,无法储水和取水;洪峰到来时,闸前泥沙早已将闸板淤死,多数闸板无法开启,闸前黄河水位必然急剧壅高,黄河南、北大堤定将漫顶,酿成严重水灾。这是绝对不可行的方案。
经过近两年的反复思考,多次到黄河南、北两岸现场踏勘,终于想出了一种很笨且难以实现的方案:在黄河大堤内建造一座巨大的长方形储水池,它紧靠南大堤,与南大堤平行的河中堤用永久结构型式,而东、西两边则用临时的草土围堰。平时储水,而当黄河汛期水位上涨,需要使用滩地行洪时,用炸药把东、西两边的临时草土围堰毁掉,以确保黄河顺利行洪,洪峰过后,再恢复草土围堰,继续储水。很快认识到该方案危险而麻烦,是没有可行性的原始土办法。但猛然感到该方案正是通向成功的阶梯:只要把草土围堰改成多孔闸就行了。以上是本发明艰难求索,绝路逢生,最终酝酿成熟的历程。
发明内容
以下是本发明采用的技术方案:
一种黄河大堤内的人工湖系统,所述人工湖系统集沉沙、城市供水、城市应急备用储水和黄河行洪四项功能于一体,包括人工湖、取水泵站、出水泵站和输水系统;
所述人工湖是由南大堤、东多孔闸、河中堤、西多孔闸形成的长方形人工湖,所述西多孔闸与东多孔闸平行且两端分别与南大堤、河中堤垂直连接;所述取水泵站设置在河中堤西侧,所述出水泵站设置在南大堤中部,人工湖中设置有大型挖泥船;
所述输水系统包括与出水泵站连通的洪峰沉沙池、送水泵站和输送管道,所述洪峰沉沙池设置在南大堤南侧,所述输送管道连接城市自来水厂,洪峰沉沙池中设置有小型挖泥船。
进一步地,所述南大堤和河中堤的长度均为10km,西多孔闸和东多孔闸的长度均为2.2km。
进一步地,所述西多孔闸和东多孔闸的孔数均为220、相邻两孔的中心线间距均为10m、每孔均采用两道钢结构露顶式平板闸门,东多孔闸的闸板高度为6~8m,西多孔闸的闸板高度为5~7m。
进一步地,所述人工湖的湖底由西向东设置0.01%的递降纵向坡度、由北向南设置0.1%的递增横向坡度,所述西多孔闸和东多孔闸的闸板高度均由南向北依次增高。
进一步地,所述人工湖的水体总容积为1.21亿m3,其中应急备用储水量6050万m3,取水泵站和出水泵站均设置10台轴流式低扬程大流量立式水泵、装机容量均为100万m3/日。
进一步地,所述洪峰沉沙池长度为1km、宽度为0.4km。
进一步地,所述洪峰沉沙池的总容积为220万m3,送水泵站的总装机容量为100万m3/日。
本发明利用上述黄河大堤内的人工湖系统实现沉沙、城市供水和应急备用储水的方法,包括以下步骤:黄河处于丰水期时,关闭东多孔闸和西多孔闸,取水泵站抽取黄河主流水进入人工湖沉沙,沉沙后的清水由出水泵站送入洪峰沉沙池,再由送水泵站经输送管道送至城市自来水厂给城市供水,此时人工湖和洪峰沉沙池的水位均处于最高水位状态,人工湖内50%的存水同时作为应急备用储水。
本发明利用上述黄河大堤内的人工湖系统实现城市供水和黄河行洪的方法包括以下步骤:黄河处于汛期需要滩地辅助行洪时,取水泵站停止运行,大型挖泥船及其排泥管道被绑牢在河中堤或南大堤上停止运行,打开东多孔闸和西多孔闸,人工湖成为黄河主流水的辅助行洪通道,此时洪水从西多孔闸进入人工湖、从东多孔闸流出汇入黄河主流水;在行洪期间,人工湖中很少量洪水经出水泵站进入洪峰沉沙池,沉沙后的清水由送水泵站经输送管道送至城市自来水厂给城市供水。
本发明利用上述黄河大堤内的人工湖系统实现应急备用储水和城市供水的方法,包括以下步骤:黄河处于枯水期时,黄河主流水横向摆动使取水泵站无水可取,取水泵站、大型挖泥船停用,东多孔闸、西多孔闸均关闭,小型挖泥船停用,出水泵站和送水泵站正常运行,人工湖内的储水作为应急备用储水,沉沙后的清水由出水泵站送入洪峰沉沙池,再经输送管道送至城市自来水厂给城市供水。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明黄河大堤内的人工湖,不占用农田或市区土地,具有沉沙、城市供水、城市应急备用储水、黄河顺利行洪等四项效用,其结构是:在黄河南大堤内建造与南大堤平行的河中堤;河中堤两端与南大堤之间分别建造东、西两处多孔闸;两处多孔闸之间,形成了四用人工湖。在河中堤西段建造取水泵站,在人工湖中设置挖泥船,在南大堤中部建造出水泵站。在南大堤之外建造洪峰沉砂池,池中也有挖泥船。池外建造东、西两座送水泵站。
正常运行时,取水泵站把黄河水抽入人工湖,经沉沙后的清水由出水泵站输入洪峰沉沙池,经东、西送水泵站分别把清水送至东、西水厂;人工湖经常保持最高水位运行,以达到储水备用效果;黄河洪水期需要滩地辅助行洪时,停用取水泵站,开启东、西两处多孔闸,人工湖变成了行洪通道,可确保黄河行洪安全;通道内高含沙量的洪水有一部分由出水泵站输入洪峰沉沙池,清水分别由东、西送水泵站送至东、西水厂,在黄河行洪期间,城市用水正常供应。当黄河取不到水时,取水泵站停用,出水泵站和东、西送水泵站开启,人工湖的水位可由最高水位降至最低水位,从而释放出足够的城市应急备用水量,城市供水不停。
本发明具有黄河下游地域特色,开创了高质量开发黄河滩地的先例,挖掘出黄河滩地的巨大经济潜力,彻底解决了城市应急备用储水的低位储存难题,是一项原创性发明。此外本发明给郑州市带来了数万亩水面景观,为广大群众创造了休闲养生、旅游观光的场所,还可开展水产养殖等第三产业,帮助弱势人群就业谋生。
附图说明
图1为本发明实施例中黄河大堤内的人工湖系统的平面示意图。
附图中标记:1为南大堤,2为东多孔闸,3为人工湖,4为河中堤,5为黄河主流水,6为北大堤,7为取水泵站,8为大型挖泥船,9为西多孔闸,10为出水泵站,11为输水管,12为洪峰沉砂池,13为东送水泵站,14为东输水管,15为东区水厂,16为小型挖泥船,17为西送水泵站,18为西输水管,19为西区水厂。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明,实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
本发明描述中,需要说明的是,术语“东”、“西”、“南”、“北”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”“两侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或地理位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,不能理解为对本发明的限制。
本发明黄河大堤内的人工湖系统集沉沙、城市供水、城市应急备用储水和黄河行洪四项功能于一体,包括人工湖3、取水泵站7、出水泵站10和输水系统;所述人工湖3是由南大堤1、东多孔闸2、河中堤4、西多孔闸9形成的长方形人工湖,所述西多孔闸9与东多孔闸2平行且两端分别与南大堤1、河中堤4垂直连接;所述取水泵站7设置在河中堤4西侧,所述出水泵站10设置在南大堤1中部,人工湖3中设置有大型挖泥船8;所述输水系统包括与出水泵站10连通的洪峰沉沙池12、送水泵站和输送管道,所述洪峰沉沙池12设置在南大堤1南侧,所述输送管道连接城市自来水厂,洪峰沉沙池12中设置有小型挖泥船16。
本发明黄河大堤内的人工湖系统基于黄河下游地区的平缓地势,建造在黄河河道沿岸的滩地上,具体可根据黄河河道滩地面积及沿岸城市用水状况进行设计建造。本实施例以在郑州市区北部黄河河道南岸、黄河南大堤与北大堤之间建造的人工湖系统为例,以下结合附图1对本实施例作详细说明。
如图1所示,在黄河南大堤1向北2.2km处,建造一条与南大堤1平行、长度为10km的河中堤4,在其东端和西端分别建造与南大堤1垂直的东多孔闸2和西多孔闸9,在两处多孔闸之间,形成的一个长方形人工湖3,其中设置大型挖泥船8;在河中堤4的西侧建造取水泵站7,河中堤4位于黄河主流水5的南侧,北大堤6在黄河主流水5的北侧;在南大堤1的中部建造出水泵站10,在南大堤1的南边建造洪峰沉沙池12,用输水管11连通洪峰沉砂池12与出水泵站10;在洪峰沉沙池12中设置小型挖泥船16,在其东侧和西侧,分别建造东送水泵站13、东输水管14、东区水厂15和西送水泵站17、西输水管18、西区水厂19。
根据郑州市区北部黄河河道滩地面积及郑州市城市供水现状,人工湖3的周边构筑物平面尺寸如下:南大堤1长10km,东多孔闸2长2.2 km,河中堤4长10 km,西多孔闸9长2.2 km。人工湖3的面积为10000km×2200km=2200万m2,即3.3万亩,相当于本市北龙湖水面的4倍,是杭州西湖水面的10倍,但人工湖3没有占用郑州市北区的建设用地,地价若按500万元/亩,则节省的土地费用为3.3万亩×500万元/亩=1650亿元。
洪峰沉沙池12的尺寸如下:长1000 m,宽400 m,平均水深5.5 m,则洪峰沉砂池12的总容积1000 m×400 m×5.5 m=220万m3,占地面积40万m2,即600亩。
人工湖3的周边构筑物南大堤1、东多孔闸2、河中堤4、西多孔闸9具有相同的通行路面高程,该高程等于西多孔闸9与南大堤1联结点处南大堤1的原有高程。原有的南大堤1从西向东具有约0.01%的递降纵向坡度,整平后的南大堤1长10 km,顶面无纵坡,宽度约为5-10m,其东端顶面可能高出现有堤顶路面1m,以适当坡度与东部现有路面衔接起来。
若周边构筑物的通行路面高程记为±0.00 m,人工湖3内的相关水位高程如下:东多孔闸2、西多孔闸9的露顶式闸板顶面高程-0.50 m,人工湖3内的最高水位-1.00 m,最低水位-3.75 m,人工湖3的平均湖底高程-6.5 m。则人工湖3的最大平均水深为5.50 m,人工湖3内的水体总容积为10000 m×2200 m×5.5 m=1.21亿m3;人工湖3的最小平均水深为2.75 m,人工湖3的可用有效容积,即城市的应急备用储水量为10000 m×2200 m×2.75 m=6050万m3。全市总人口1000万人,人均6 m3,人均用水0.15 m3/人·日,可用40天。
取水泵站7、出水泵站10的取水能力均为80万m3/日,装机容量均为100万m3/日,均安装10台轴流式低扬程大流量立式水泵,单排布置,水泵间距15m,泵站宽度16m,其室内运转层地面高程+0.15 m;取水泵站7的取水窗口底边高程为黄河主流水5的97%保证率最低水位之下2m;出水泵站10的取水窗口底边高程为-5.5m。东送水泵站13、西送水泵站17各安装5台水泵,装机容量均为50万m3/日,送水能力均为40万m3/日。
东多孔闸2、西多孔闸9的构造型式完全相同,相邻两孔的中心线间距均为10m,孔数均为220,每孔均采用两道钢结构露顶式平板闸门,以保证运行安全,便于检修,减少日常渗漏水量,动水启闭,每块闸板均配置一台双杆螺旋式电动启闭机,手动备用,东多孔闸2的闸板高度约为6~8m,西多孔闸9的闸板高度约为5~7m。人工湖3的湖底设置由西向东约0.01%的递降纵向坡度,西高东低,故东多孔闸2的闸板高度较大;人工湖3的湖底设置由北向南0.1%的递增横向坡度,故同闸各孔闸板高度不尽相等,东多孔闸2、西多孔闸9的闸板高度均由南向北依次增高。东多孔闸2、西多孔闸9总计配置880套闸板启闭机设备。钢结构平板闸门的定轮和滑轮都要采用全密封的滚柱或滚珠轴承,以减少启门力和下闸力;螺旋式启闭机的螺旋机构中,也应加入滚珠零件,以大幅提高传动机械效率,这种机构,国外1958年前后已有产品出售。
初步估算的工程投资是,人工湖3的周边构筑物,包括南大堤1的10km整治加固,东多孔闸2、西多孔闸9、河中堤4、取水泵站7、出水泵站10的工程建造,大型挖泥船8的购置,总计大约需要30亿元。南大堤1南边的洪峰沉沙池12及其相关构筑物和设备,是常规工程项目,其投资另行考虑。人工湖3的周边构筑物,估计施工期限为5年。
基于上述人工湖系统实现沉沙、城市供水和应急备用储水的方法如下:黄河处于丰水期时,东多孔闸2、西多孔闸9都处于关闭状态,取水泵站7抽取黄河主流水5进入人工湖3,沉沙后的清水经出水泵站10、输水管11进入洪峰沉沙池12,分东、西两路分别进入东送水泵站13,经东输水管14至东区水厂15和进入西送水泵站17,经西输水管18至西区水厂19;正常运行时,人工湖3和洪峰沉沙池12的水位始终处于最高水位状态,人工湖3内50%的存水作为应急备用储水,达成储水效用。此种情况下,大型挖泥船8正常运行,它排出的高浓度含沙水送到南大堤1外的低洼地里,其沉沙作淤厚南大堤1背部之用,澄出的清水供市内人工湖补水或河道稀释污水之用;这种运行方式约占全部运行时间的99%。
基于上述人工湖系统实现城市供水和黄河行洪的方法如下:黄河处于汛期,在数十年一遇的黄河洪峰到来需要滩地辅助行洪时,东多孔闸2、西多孔闸9同时打开,这时的人工湖3变成了黄河主流水5的辅助行洪通道,洪水从西多孔闸9进入人工湖3,从东多孔闸2流出,汇入黄河主流水5,取水泵站7停止运行,大型挖泥船8和它的排泥管道被绑牢在河中堤4或南大堤1之上停止运行;在行洪期间,城市供水仍保持正常运行状态,此时人工湖3中含沙量很高的洪水有一小部分经出水泵站10、输水管11进入洪峰沉沙池12,沉沙后的清水分别经东送水泵站13、东输水管14送至东区水厂15和经西送水泵站17、西输水管18送至西区水厂19;小型挖泥船16适时启用,也可在洪峰过后再运行;个别年份,如果洪峰沉沙池12的出水浊度达不到生产要求,可以投加混凝剂,或购置微滤机除沙,这种装置1958年法国已有产品出售;洪峰沉沙池12的运行水位随人工湖3中的黄河水位变动;行洪运行方式,每次持续时间约7-15天,数十年累计,行洪运行方式约占全部运行时间的0.5%。平常年份的汛期,无需采用这种运行方式。人工湖3的行洪功能是本发明的核心发明点。
基于上述人工湖系统实现应急备用储水和城市供水的方法如下:动用应急储水救城市供水之急;在黄河枯水期,若黄河主流水5横向摆动,取水泵站7无水可取,南水北调中线水源无法满足城市全部用水,此时取水泵站7停用,大型挖泥船8原地停用,东多孔闸2、西多孔闸9均继续正常关闭,出水泵站10、东送水泵站13、西送水泵站17正常运行,人工湖3内的储水作为应急备用储水,人工湖3的水位可从最高降至最低,把储存的大量应急备用水释放出来,送至东区水厂15和西区水厂19,小型挖泥船16原地停用,动用应急储水的运行方式,约占全部运行时间的0.5%,但作用极大。
本发明的核心思想在于:人工湖3表面上看起来占用了黄河南大堤1的滩地地面,但在黄河洪峰到来,黄河亟需使用滩地辅助行洪的危急时刻,人工湖3会立刻让步,把它平时占用的黄河滩地交给黄河原主使用。也就是说,在黄河行洪期间,人工湖3变身成为行洪通道。因此,在黄河滩地建造人工湖3后,不会妨碍滩地顺利行洪,也不会因妨碍行洪而壅高黄河水位进而危及南大堤1、北大堤6的安全。事实上,人工湖3在某种程度上还有助于黄河行洪。这是因为,目前黄河南大堤1内的滩地上违章建造的许多度假村、游乐设施,包括南裹头景点在内,以及栽种的许多树木,在人工湖3开始建造之前,这些障碍物需被清除净,人工湖3建成之后,在行洪之间,黄河水通过的人工湖3将是极为畅通且加深了的超大型明渠,与行洪当十分有利。
人工湖3的水面高程与郑州市区地面高程几近相等,它属于低位储水设施。它的水体内不存在危害市区安全的巨量位能。这与尖岗水库和常庄水库是绝然不同的。更何况人工湖3建造于黄河南大堤1内的河滩上,而且它的最高运行水位低于黄河南大堤1顶面高程,所以即使它的东多孔闸2、西多孔闸9、河中堤4遭到了破坏,也不会淹没郑州市区,极而言之,可能遭受的最大损失也只是人工湖3储存的清水白白泄入黄河而已。
以上所述之实施例,只是本发明的较佳实施例而已,仅仅用以解释本发明,并非限制本发明实施范围,对于本技术领域的技术人员来说,当然可根据本说明书中所公开的技术内容,通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式,故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等,均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述人工湖系统集沉沙、城市供水、城市应急备用储水和黄河行洪四项功能于一体,包括人工湖、取水泵站、出水泵站和输水系统;
所述人工湖是由南大堤、东多孔闸、河中堤、西多孔闸形成的长方形人工湖,所述西多孔闸与东多孔闸平行且两端分别与南大堤、河中堤垂直连接;所述取水泵站设置在河中堤西侧,所述出水泵站设置在南大堤中部,人工湖中设置有大型挖泥船;
所述输水系统包括与出水泵站连通的洪峰沉沙池、送水泵站和输送管道,所述洪峰沉沙池设置在南大堤南侧,所述输送管道连接城市自来水厂,洪峰沉沙池中设置有小型挖泥船。
2.根据权利要求1所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述南大堤和河中堤的长度均为10km,西多孔闸和东多孔闸的长度均为2.2km。
3.根据权利要求1或2所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述西多孔闸和东多孔闸的孔数均为220、相邻两孔的中心线间距均为10m、每孔均采用两道钢结构露顶式平板闸门,东多孔闸的闸板高度为6~8m,西多孔闸的闸板高度为5~7m。
4.根据权利要求3所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述人工湖的湖底由西向东设置0.01%的递降纵向坡度、由北向南设置0.1%的递增横向坡度,所述西多孔闸和东多孔闸的闸板高度均由南向北依次增高。
5.根据权利要求1或2所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述人工湖的水体总容积为1.21亿m3,其中应急备用储水量6050万m3,取水泵站和出水泵站均设置10台轴流式低扬程大流量立式水泵、装机容量均为100万m3/日。
6.根据权利要求1所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述洪峰沉沙池长度为1km、宽度为0.4km。
7.根据权利要求1或4所述的黄河大堤内的人工湖系统,其特征在于,所述洪峰沉沙池的总容积为220万m3,送水泵站的总装机容量为100万m3/日。
8.利用权利要求1~7任一项所述的黄河大堤内的人工湖系统实现沉沙、城市供水和应急备用储水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
黄河处于丰水期时,关闭东多孔闸和西多孔闸,取水泵站抽取黄河主流水进入人工湖沉沙,沉沙后的清水由出水泵站送入洪峰沉沙池,再由送水泵站经输送管道送至城市自来水厂给城市供水,此时人工湖和洪峰沉沙池的水位均处于最高水位状态,人工湖内50%的存水同时作为应急备用储水。
9.利用权利要求1~7任一项所述的黄河大堤内的人工湖系统实现城市供水和黄河行洪的方法,其特征在于,包括以下步骤:
黄河处于汛期需要滩地辅助行洪时,取水泵站停止运行,大型挖泥船及其排泥管道被绑牢在河中堤或南大堤上停止运行,打开东多孔闸和西多孔闸,人工湖成为黄河主流水的辅助行洪通道,此时洪水从西多孔闸进入人工湖、从东多孔闸流出汇入黄河主流水;在行洪期间,人工湖中很少量洪水经出水泵站进入洪峰沉沙池,沉沙后的清水由送水泵站经输送管道送至城市自来水厂给城市供水。
10.利用权利要求1~7任一项所述的黄河大堤内的人工湖系统实现应急备用储水和城市供水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
黄河处于枯水期时,黄河主流水横向摆动使取水泵站无水可取,取水泵站、大型挖泥船停用,东多孔闸、西多孔闸均关闭,小型挖泥船停用,出水泵站和送水泵站正常运行,人工湖内的储水作为应急备用储水,沉沙后的清水由出水泵站送入洪峰沉沙池,再经输送管道送至城市自来水厂给城市供水。
CN202010332287.3A 2020-04-24 2020-04-24 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法 Withdrawn CN111456151A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010332287.3A CN111456151A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010332287.3A CN111456151A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111456151A true CN111456151A (zh) 2020-07-28

Family

ID=71683943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010332287.3A Withdrawn CN111456151A (zh) 2020-04-24 2020-04-24 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111456151A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182817A (zh) * 1996-11-19 1998-05-27 冯灿周 一种快速治理泥沙淤积严重宽河道的方法
CN101260657A (zh) * 2008-04-28 2008-09-10 钮本良 多沙宽河段渠槽滩库开发治理方法
TW201625834A (zh) * 2015-01-08 2016-07-16 Wu-Xiong Wu 治水系統
CN106193261A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 中国水利水电科学研究院 一种湿陷性黄土地区雨洪集蓄梯级人工湖系统和设计方法
CN108560483A (zh) * 2018-04-28 2018-09-21 深圳春沐源控股有限公司 一种河道结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1182817A (zh) * 1996-11-19 1998-05-27 冯灿周 一种快速治理泥沙淤积严重宽河道的方法
CN101260657A (zh) * 2008-04-28 2008-09-10 钮本良 多沙宽河段渠槽滩库开发治理方法
TW201625834A (zh) * 2015-01-08 2016-07-16 Wu-Xiong Wu 治水系統
CN106193261A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 中国水利水电科学研究院 一种湿陷性黄土地区雨洪集蓄梯级人工湖系统和设计方法
CN108560483A (zh) * 2018-04-28 2018-09-21 深圳春沐源控股有限公司 一种河道结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107964917B (zh) 一种水利系统
CN101736717B (zh) 一种清淤疏浚治理江河的方法
CN101260657A (zh) 多沙宽河段渠槽滩库开发治理方法
CN106948310A (zh) 一套根治江河水库淤塞的蓄清排浑除淤系统
CN108842716B (zh) 一种全方位永久性持续清除蓄水库区沉积泥沙的装置
Abdullah et al. Irrigation projects in Iraq
Kashef Technical and ecological impacts of the High Aswan Dam
CN112267419A (zh) 一种沿海自动清淤截流排污输水港口
WO2020044355A1 (en) Integration of multipurpose box tunnels with empty lakes and mini dam for effective flood control
US11885089B2 (en) Mitigating flooding in existing coastal plain areas
Yang Coastal reservoir—How to develop freshwater from the sea without desalination
CN111456151A (zh) 黄河大堤内的人工湖系统及利用人工湖系统进行沉沙、供水、应急储水和行洪的方法
CN105297673A (zh) 用于景观河湖的岸边自循环式曝气清淤装置及控制方法
CN210177445U (zh) 增大城市河道蓄水量的调蓄防涝系统
Du et al. History of water supply in pre-modern China
CN100383343C (zh) 环保型多用通洪、排水河床
Zhang et al. Application of sponge urban design concept in river watercourse landscape renovation
JP2012145090A (ja) 人工水路式水車発電機による発電方法と海水干満式水車発電機による発電方法と人工水路式水車発電機と海水干満式水車発電機と下掛け水車発電機用の人工水路と人工水路式灌漑用水車。
RU2754365C1 (ru) Способ использования двухуровневой структуры рек крымского полуострова для водоснабжения республики крым и города севастополя
Peng et al. Practice of ecological management in the chuanzi river basin, changde city
CN218115036U (zh) 一种井下均质岩层自净化污水处理结构
CN102234993A (zh) 高位溢流堰海水单向流动工程
CN117684503A (zh) 一种超大型环状米字型水系连通系统及方法
TWI616574B (zh) Double sea dike reservoir and construction method thereof
Zhang et al. Research on Urban Ecological Levees under the Background of the Great Protection of the Yangtze River

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200728