CN111877276A - 一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰及其施工方法，在山丘区山涧内，因地制宜，修筑数座间隔的雨洪堰，每座雨洪堰涧底基坑内有砂石网袋的跌水垫，在跌水垫中部有砂石网袋的护脚体，在涧岸嵌槽内有砂石网袋的护岸，在护脚体上游侧的跌水垫上有填筑砂石网袋的兜网体，汇入山涧内的雨水受兜网体阻挡形成蓄水池。本发明可以减小引发山洪或泥石流的机率，消减了出山口水库工程的入库洪水，提高了流域防洪减灾能力；同时延长了挡住的雨洪水，充分下渗地下和植被吸收的时间，合理的利用了雨洪水资源，提高了山丘区地下水的承载力，实现了山体的水土保持，是一种防洪减灾与有效利用雨洪资源的水利工程措施。

Description

一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰及其施工方法

技术领域

本发明涉及雨洪水资源利用、防洪减灾与水工建筑物领域，具体说是一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰。

背景技术

目前在流域防洪减灾中，聚焦于控制性水库的建设和优化调度上，忽视了山丘区分散式雨洪水的集蓄利用，以及对下游防洪安全的重要作用。山丘区下雨时，雨洪水瞬时汇集于山涧，一方面这部分雨洪水白白流走，没能充分利用；另一方面，量大集中的雨洪水还会引发山洪或泥石流，并加大出山口控制性水库的防洪风险，进而影响流域中下游人们的生命财产安全。

发明内容

由于上述不合理情况的存在，本发明提出了一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，它们在山涧里保持间距分布，形成多级挡住山涧汇集水的堰体，不但减小了引发山洪或泥石流的机率，而且延长了挡住的雨洪水充分下渗地下和植被吸收的时间，提高了山丘区地下水的承载力，增强了水土保持能力；同时削减了出山口控制性水库的入库洪水，进而提高了流域防洪安全保障能力，是一种实现防洪减灾与雨洪高效利用双目标的生态工程措施。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于分布在山涧内相互间隔的涧段内，主要由跌水垫、护岸、护脚体和兜网体构成，所述跌水垫设置在基坑下游段内，所述基坑设置在涧段涧底；所述护岸设置在嵌坑内，所述嵌坑设置在涧段两侧涧岸；所述护脚体设置在所述跌水垫中部，其下游面向下游倾斜，上游面向上游倾斜；所述跌水垫、护岸、护脚体由砂石网袋按顺水流方向丁卯码筑而成；所述兜网体设置在所述护脚体上游侧的跌水垫上，其下部抵于所述护脚体；所述兜网体由兜网及兜网内按顺水流方向填筑的砂石网袋组成，兜网内砂石网袋上游面向上游倾斜。

上述山丘区分散集蓄水兜网式雨洪堰的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在山涧内选择多处相互间隔、较顺直和较平整的涧段为雨洪堰的堰址，在该些涧址上测量出堰轴线；

(2)在堰址处的涧底开挖出基坑，在两侧涧岸开挖出嵌坑，用沙石土把基坑和嵌坑石块间的缝隙填实和加固稳定；在基坑下游段的上、下游端底部开挖出与堰轴线平行的齿槽，在基坑下游段内开挖出间隔的榫槽，在基坑上游段开挖出与堰轴线平行的锚槽；在嵌坑的两端底部开挖出齿槽，在嵌坑内开挖出间隔的榫槽；

(3)在基坑下游段内按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋的跌水垫，码筑过程中把砂石网袋码筑于齿槽和榫槽，把跌水垫的砂石网袋码筑成等厚且表面平整；

(4)在两侧嵌坑内码筑护岸的砂石网袋，把两个护岸上游部分底部的砂石网袋伸入基坑上游段内码筑成扩大基础，把护岸底面的砂石网袋嵌入嵌槽的榫槽和齿槽，把两个护岸下游部分底部与跌水垫两端的砂石网袋连接；在码筑护岸砂石网袋的过程中，按顺水流方向丁卯码筑护脚体的砂石网袋，把护脚体下游面码筑成向下游倾斜的斜面，把护脚体两端与护岸的砂石网袋连接；把兜网两侧端部和两侧竖肋带和横肋带埋嵌于护岸的砂石网袋，把两个护岸砂石网袋的表面码筑平整；

(5)把网兜紧贴护脚体的上游侧，在兜网内按顺水流方向填筑砂石网袋，把兜网体填筑的砂石网袋上游面为向上游倾斜的斜面；把兜网横肋带和竖肋带的带端系于横杆，把横杆埋于基坑的锚槽内后，在锚槽内回填沙石土；

(6)当兜网体上游逐渐被泥沙石淤积平齐时，在兜网体和淤积泥沙石的顶面，用砂石网袋按顺水流方向码筑成堆筑体。

本发明山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰的结构特点在于：在山丘区山涧内修筑有数座间隔的所述雨洪堰，每座雨洪堰处的涧底有基坑，该基坑为矩形，每座雨洪堰处的两侧涧岸有嵌坑，该些嵌坑为梯形，该些嵌坑底长与所述的基坑等长，所述基坑与两侧嵌坑构成横断面为“︺”的形状。所述基坑上游段为平整密实的现场沙石土，在所述基坑下游段的上、下游端有齿槽，在该基坑下游段内有间隔的榫槽，在该基坑下游段内有按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋的跌水垫，该跌水垫等厚，该跌水垫底面的砂石网袋嵌入所述基坑的榫槽和齿槽。在所述跌水垫中部的顶面有护脚体，该护脚体为“△”的形状，该护脚体的砂石网袋按顺水流方向丁卯码筑，该护脚体的下游面为向下游倾斜的斜面。在所述嵌坑的上、下游端有齿槽，在该嵌坑内有间隔的榫槽，在该嵌坑内有按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋的护岸，该护岸底面的砂石网袋嵌入所述嵌坑的榫槽和齿槽。在所述护脚体上游侧的跌水垫上有兜网体，该兜网体的下部抵于所述的护脚体。所述的兜网体有“С”形状的兜网，在该兜网内按顺水流方向填筑砂石网袋，该兜网体填筑的砂石网袋上游面为向上游倾斜的斜面。所述的砂石网袋为长条圆筒网袋形状，在该砂石网袋的袋口、中部和袋底都有加强肋，在每道所述加强肋的两侧都有系带，在该砂石网袋内装填满沙石土。在码筑所述砂石网袋时，该些砂石网袋的袋口均朝向所述雨洪堰的上游，该些砂石网袋与相邻砂石网袋之间都用所述的系带连接。

下雨时，汇入山涧内的雨水受所述兜网体阻挡，蓄留于该兜网体上游形成蓄水池，蓄留的雨水慢慢渗入两侧山丘的土石内，或渗入所述基坑和兜网体砂石网袋缝隙流向下游的山涧；雨量大时，雨水漫过所述兜网体的顶面，顺着所述兜网体和护脚体下游面跌于跌水垫再流向下游的山涧；随着多次的下雨，当上游淤积的泥沙石逐渐与所述的兜网体顶部平齐时，在所述兜网体和淤积泥沙石的顶面，再用砂石网袋按顺水流方向码筑成堆筑体，该堆筑体横断面为“︹”的梯形。所述堆筑体继续阻挡上游汇集的雨水，让雨水渗入两侧山丘的土石内，渗入基坑和兜网体砂石网袋缝隙流向下游的山涧，或溢过堆筑体顶面经兜网体和护脚体跌于跌水垫再流向下游的山涧。

所述兜网为方格网，该兜网有数道间隔的横肋带和竖肋带，该些横肋带和竖肋带的带端分别系于横杆，该横杆埋于所述基坑上游端的锚槽内。所述的锚槽与堰轴线平行，该锚槽内埋置所述的横杆后回填沙石土。

所述的护岸表面平整，在该护岸砂石网袋内嵌固有所述兜网的端部，以及嵌固有所述兜网端部的竖肋带和横肋带。所述护岸下游段底部与所述跌水垫端部的砂石网袋连接，所述护岸上游部分底部的砂石网袋伸入所述基坑上游段内码筑成扩大基础。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，它们在山涧里相互保持间距，因地制宜布设，形成多级挡住山涧汇集水的堰体，不但减小了引发山洪或泥石流的机率，消减了出山口水库工程的入库洪水，提高了流域防洪减灾能力；同时延长了挡住的雨洪水，充分下渗地下和植被吸收的时间，合理的利用了雨洪水资源，提高了山丘区地下水的承载力，实现了山体的水土保持，是一种防洪减灾与有效利用雨洪资源的水利工程措施。

2、本发明的堰型流量系数大，堰顶水头高，消能效果好，堰体嵌固稳定且能逐步加高；砂石网袋造型合理，属半刚半柔的特性，砂石网袋堆筑后相互嵌固，抵于水平水压力的同时具备强渗透性，具有构造简单、安全稳固、抓地力强、易于施工、就地取材、因地制宜利用山涧地形地貌和造价低等综合技术效果。

附图说明

图1为本发明的横断面剖视结构示意图。

图2为本发明的前视结构示意图。

图中标号：1雨洪堰、2齿槽、3榫槽、4跌水垫、5护岸、6扩大基础、7护脚体、8兜网体、9横肋带、10竖肋带、11横杆、12堆筑体、13砂石网袋、14涧底、15涧岸、16泥沙石、17蓄水位线、18堆筑水位线。

具体实施方式

参见图1和图2，本实施例中的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰的结构如下：

在山丘区山涧内修筑数座间隔的雨洪堰1，每座雨洪堰1处的涧底14有基坑，该基坑为矩形，每座雨洪堰1处的两侧涧岸15有嵌坑，该些嵌坑为梯形，该些嵌坑底长与基坑等长，基坑与两侧嵌坑构成横断面为“︺”的形状。基坑上游段为平整密实的现场沙石土，在基坑下游段的上、下游端底部有齿槽2，基坑内齿槽平行于堰轴线布置，基坑下游段内随机间隔布置榫槽3。齿槽和榫槽与基坑底面垂直，即把基坑往下挖的更深些。在该基坑下游段内有按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋13的跌水垫4，该跌水垫4等厚，该跌水垫4底面的砂石网袋13嵌入基坑的榫槽3和齿槽2。在跌水垫4中部的顶面有护脚体7，该护脚体7为“△”的形状，其上游面向上游倾斜的斜面，下游面为向下游倾斜的斜面，该护脚体7的砂石网袋13按顺水流方向丁卯码筑。嵌坑的上、下游端也有齿槽2，嵌坑内齿槽平行于梯形嵌坑的斜边布置，嵌坑内随机间隔布置榫槽3。齿槽和榫槽均与嵌坑面垂直，即把嵌坑挖的更深些。嵌坑内有按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋13构成的护岸5，该护岸5底面的砂石网袋13嵌入嵌坑的榫槽3和齿槽2。齿槽和榫槽的作用是增加跌水垫和护岸的抓地力，码筑砂石网袋时，将砂石网袋嵌入齿槽和榫槽，增加雨洪堰的稳固性。

在护脚体7上游侧的跌水垫4上有兜网体8，该兜网体8的下部抵于所述的护脚体7。所述的兜网体8有“С”形状的兜网，在该兜网内按顺水流方向填筑砂石网袋13，该兜网体8填筑的砂石网袋13上游面为向上游倾斜的斜面。砂石网袋13为长条圆筒网袋形状，在该砂石网袋13的袋口、中部和袋底都有加强肋，在每道所述加强肋的两侧都有系带，在该砂石网袋13内装填满沙石土。在码筑所述砂石网袋13时，该些砂石网袋13的袋口均朝向所述雨洪堰1的上游，相邻砂石网袋13之间都通过所述的系带连接。兜网为方格网，该兜网有数道间隔的横肋带9和竖肋带10，该些横肋带9和竖肋带10的带端分别系于横杆11，该横杆11埋于基坑上游端的锚槽内。锚槽与堰轴线平行，该锚槽内埋置横杆11后回填沙石土。护岸5表面平整，码筑护岸时，将兜网的两侧端部以及两侧的竖肋带10和横肋带9均埋嵌在护岸5砂石网袋13下，以增强兜网的稳固性。护岸5下游段底部与跌水垫4端部的砂石网袋13连接，护岸5上游部分底部的砂石网袋13伸入基坑上游段内码筑成扩大基础6。扩大基础的作用是让护岸上游段稳定，防止护岸向基坑内滑移。

下雨时，汇入山涧内的雨水受兜网体8阻挡，蓄留于兜网体8上游形成蓄水池，蓄留的雨水慢慢渗入两侧山丘的土石内，或渗入基坑和兜网体8砂石网袋13缝隙流向下游的山涧。雨量大时，雨水漫过兜网体8的顶面，顺着兜网体8和护脚体7下游面跌于跌水垫4再流向下游的山涧。随着多次的下雨，当上游淤积的泥沙石16逐渐与的兜网体8顶部平齐时，在兜网体8和淤积泥沙石16的顶面，再用砂石网袋13按顺水流方向码筑成堆筑体12，该堆筑体12横断面为“︹”的梯形。堆筑体12继续阻挡上游汇集的雨水，让雨水渗入两侧山丘的土石内，渗入基坑和兜网体8砂石网袋13缝隙流向下游的山涧，或溢过堆筑体12顶面经兜网体8和护脚体7跌于跌水垫4再流向下游的山涧，此时由跌水垫4、护岸5、护脚体7、兜网体8和堆筑体12构成雨洪堰。

山丘区分散集蓄水兜网式雨洪堰的施工方法包括如下步骤：

(1)在山涧内选择多处相互间隔、较顺直和较平整的涧段为雨洪堰1的堰址，在该些涧址上测量出堰轴线。

(2)在堰址处的涧底14开挖出基坑，以及两侧涧岸15开挖出嵌坑，用沙石土把基坑和嵌坑石块间的缝隙填实和加固稳定。在基坑下游段的两端底部开挖出与堰轴线平行的齿槽，在基坑下游段内开挖出间隔的榫槽3，在基坑上游端开挖出与堰轴线平行的锚槽。在涧岸15嵌坑的两端底部开挖出齿槽，在嵌坑内开挖出间隔的榫槽3。

(3)在基坑下游段内按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋13的跌水垫4，码筑过程中把砂石网袋13嵌入齿槽2和榫槽3，把跌水垫4的砂石网袋13码筑成等厚且表面平整。

(4)在两侧嵌坑内用砂石网袋13码筑护岸5，把两个护岸5上游部分底部的砂石网袋13伸入基坑上游段内码筑成扩大基础6，把护岸5底面的砂石网袋13嵌入嵌坑的榫槽3和齿槽2，把两个护岸5下游部分底部与跌水垫4两端的砂石网袋13连接。在码筑护岸5砂石网袋13的过程中，按顺水流方向丁卯码筑护脚体7的砂石网袋13，把护脚体7下游面码筑成向下游倾斜的斜面，把护脚体7两端与护岸5的砂石网袋13连接；把兜网两侧端部和两侧竖肋带10和横肋带9埋嵌于护岸5的砂石网袋13，把两个护岸5砂石网袋13的表面码筑平整。

(5)把网兜紧贴护脚体7的上游侧，在兜网内按顺水流方向填筑砂石网袋13，把兜网体8填筑的砂石网袋13上游面为向上游倾斜的斜面。把兜网横肋带9和竖肋带10的带端系于横杆11，把横杆11埋于基坑的锚槽内后，在锚槽内回填沙石土。

(6)下雨时，雨水夹带着泥沙石16汇集于山涧，兜网体8蓄留住上游的来水。多余的雨水溢过兜网体8顶部，经护脚体7跌于跌水垫4流向下游的山涧，被雨水夹带来的泥沙石16沉积于兜网体8上游的涧底14。蓄留的雨水慢慢渗入兜网体8两侧山丘的土石内，或渗入基坑和兜网体8砂石网袋13缝隙流向下游的山涧。经历多次的下雨，兜网体8上游逐渐被泥沙石16淤积平齐时，在兜网体8和淤积泥沙石16的顶面，再用砂石网袋13按顺水流方向码筑成堆筑体12。堆筑体12继续阻挡上游汇集的雨水，直至汇集的雨水从堆筑体12顶部经兜网体8、护脚体7跌于跌水垫4流向下游的山涧。蓄留的雨水再慢慢渗入雨洪堰1两侧山丘的土石内，或渗入基坑、兜网体8和堆筑体12砂石网袋13缝隙流下游的山涧。

Claims (9)

1.一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于分布在山涧内相互间隔的涧段内，主要由跌水垫、护岸、护脚体和兜网体构成，所述跌水垫设置在基坑下游段内，所述基坑设置在涧段涧底；所述护岸设置在嵌坑内，所述嵌坑设置在涧段两侧涧岸；所述护脚体设置在所述跌水垫中部，其下游面向下游倾斜，上游面向上游倾斜；所述跌水垫、护岸、护脚体由砂石网袋按顺水流方向丁卯码筑而成；所述兜网体设置在所述护脚体上游侧的跌水垫上，其下部抵于所述护脚体；所述兜网体由兜网及兜网内按顺水流方向填筑的砂石网袋组成，兜网内砂石网袋上游面向上游倾斜。

2.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述基坑为矩形，所述嵌坑为梯形，嵌坑底长与基坑等长，基坑与两侧嵌坑构成横断面为“︺”形状。

3.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述嵌坑的上、下游端设有齿槽，嵌坑内随机间隔布置榫槽，所述护岸底面的砂石网袋嵌入嵌坑的榫槽和齿槽。

4.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述基坑上游段为平整密实的现场沙石土，其下游段的上、下游端设有齿槽，下游段内随机间隔布置榫槽；所述跌水垫底面的砂石网袋嵌入基坑的齿槽和榫槽。

5.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述砂石网袋为填装沙石土的长条圆筒网袋，所述砂石网袋的袋口、中部和袋底设有加强肋，每道加强肋的两侧设有系带，相邻砂石网袋之间通过系带连接，砂石网袋的袋口均朝向雨洪堰的上游。

6.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述基坑上游段设有与堰轴线平行的锚槽，所述锚槽内埋设有横杆，所述兜网为方格网，由数道间隔的横肋带和竖肋带组成，所述横肋带和竖肋带的带端分别系于所述横杆；所述兜网两侧端部及两侧横肋带和竖肋带埋嵌在所述护岸的砂石网袋下。

7.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于还包括堆筑体，所述堆筑体设置在所述兜网体和淤积泥沙石顶面，由砂石网袋按顺水流方向码筑而成，所述堆筑体横断面为“︹”形状的梯形。

8.如权利要求1所述的山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰，其特征在于所述护岸下游段底部与所述跌水垫端部的砂石网袋连接，所述护岸上游段底部的砂石网袋伸入所述基坑上游段内码筑成扩大基础。

9.如权利要求1所述山丘区分散集蓄水兜网式雨洪堰的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在山涧内选择多处相互间隔、较顺直和较平整的涧段为雨洪堰的堰址，在该些涧址上测量出堰轴线；

(2)在堰址处的涧底开挖出基坑，在两侧涧岸开挖出嵌坑，用沙石土把基坑和嵌坑石块间的缝隙填实和加固稳定；在基坑下游段的上、下游端底部开挖出与堰轴线平行的齿槽，在基坑下游段内开挖出间隔的榫槽，在基坑上游段开挖出与堰轴线平行的锚槽；在嵌坑的两端底部开挖出齿槽，在嵌坑内开挖出间隔的榫槽；

(3)在基坑下游段内按顺水流方向丁卯码筑砂石网袋的跌水垫，码筑过程中把砂石网袋码筑于齿槽和榫槽，把跌水垫的砂石网袋码筑成等厚且表面平整；

(4)在两侧嵌坑内码筑护岸的砂石网袋，把两个护岸上游部分底部的砂石网袋伸入基坑上游段内码筑成扩大基础，把护岸底面的砂石网袋嵌入嵌槽的榫槽和齿槽，把两个护岸下游部分底部与跌水垫两端的砂石网袋连接；在码筑护岸砂石网袋的过程中，按顺水流方向丁卯码筑护脚体的砂石网袋，把护脚体下游面码筑成向下游倾斜的斜面，把护脚体两端与护岸的砂石网袋连接；把兜网两侧端部和两侧竖肋带和横肋带埋嵌于护岸的砂石网袋，把两个护岸砂石网袋的表面码筑平整；

(5)把网兜紧贴护脚体的上游侧，在兜网内按顺水流方向填筑砂石网袋，把兜网体填筑的砂石网袋上游面为向上游倾斜的斜面；把兜网横肋带和竖肋带的带端系于横杆，把横杆埋于基坑的锚槽内后，在锚槽内回填沙石土；

(6)当兜网体上游逐渐被泥沙石淤积平齐时，在兜网体和淤积泥沙石的顶面，用砂石网袋按顺水流方向码筑成堆筑体。

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