CN111996984A - 兼具行洪、防洪的防汛装置及深潭浅滩构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的兼具行洪、防洪的防汛装置及深潭浅滩构建方法，涉及生态型河道构建技术领域。针对现有深潭浅滩构建方法无法保障河道的行洪能力的问题。防汛装置包括至少三块挡板及至少三根绳索，至少三块挡板沿河道横断面宽度方向连续排列，每块挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接，每块挡板的顶端贯穿一根绳索，且绳索的两端分别与河道侧壁活动连接。构建方法：沿河道横断面宽度方向在河床内锚固多个预埋件，至少三块挡板依次连续排列，每块挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接，每块挡板的顶端分别贯穿一根绳索，且绳索的两端分别与河道两岸侧壁活动连接。
Description
技术领域
本发明涉及生态型河道构建技术领域，特别涉及一种兼具行洪、防洪的防汛装置及深潭浅滩构建方法。
背景技术
河流地貌中，河床中的凸起区域可称之为浅滩，凹陷区域可称之为深潭。深潭与浅滩作为河流地貌中最常见的生境结构类型，其交互存在能够消耗水流能量，保持河床稳定，为不同水生物提供差异化的栖息条件，维护了河道中水生生物的多样性，维持了健康的河流生态系统。
如今，生态文明建设在现代城市的建设及发展中具有举足轻重的地位，由于早期城市河道发展规划不完善及人工设施的影响，例如河道断面整齐化、流道顺直化等因素，导致城市河道的深潭浅滩消失，河道水生物多样性被严重破坏，河道生态环境岌岌可危。因此，在现代河道治理工程中，合理构建深潭浅滩对恢复、维护河流生态系统的多样性具有重要意义。
现有深潭浅滩构建方法主要包括以下几种：(1)对河床进行人工挖掘和垫高形成深潭浅滩，但随着日积月累的水流冲刷效应和泥沙淤积作用，构建效果日益降低；(2)通过人工方式改造河床构型并硬化成型构建深潭浅滩，该构建方法造价高，并且容易在深潭处形成死水，影响水质；(3)在河床预制丁坝(丁坝代指一种与河岸正交或斜交伸入河道中的河道整治建筑物)，及潜水导流堰对河道水流流速、流向进行引导形成深潭浅滩。然而，上述深潭浅滩构建方法中，采用人工垫高河床或预制丁坝、导流堰的形式均会对河道产生一定的阻水作用，形成的浅滩导致河道过流断面减小，行洪水位抬高，即使满足了河道治理开发中的行洪基本要求，仍然是以极大地牺牲了河道的行洪能力为代价，尤其是随着现代城市外部水文环境复杂化，城市河道行洪能力不断经受考验，河道行洪需求逐年增加，现有深潭浅滩构建方法牺牲河道行洪能力的弊端日趋显著，亟需提出一种既能构筑深潭浅滩又能保障河道行洪能力的构建方法。
发明内容
针对现有深潭浅滩构建方法无法保障河道的行洪能力的问题。本发明的目的是提供一种兼具行洪、防洪的防汛装置及深潭浅滩构建方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：兼具行洪、防洪的防汛装置，包括：
至少三块挡板，沿河道横断面宽度方向依次连续排列，所述挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接；
至少三根绳索，沿河道横断面宽度方向平行设置，至少三块挡板的顶端分别贯穿一根绳索，且所述绳索的两端分别与河道两岸的侧壁活动连接。
本发明的兼具行洪、防洪的防汛装置，包括至少三块挡板及至少三根绳索，至少三块挡板沿河道横断面宽度方向连续排列，每块挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接，每块挡板的顶端贯穿一根绳索，且绳索的两端分别与河道两岸侧壁活动连接；分别调整各个挡板迎水面与河床之间的夹角，并通过绳索将挡板固定于河道两岸侧壁的不同深度位置，一方面，增大靠近河岸的侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，降低侧面挡板迎水面一侧的局部水流流速，从而有利于泥沙沉积并逐渐形成浅滩，有利于增加水生物种多样性；另一方面，减小位于河道中间的中部挡板迎水面与河床之间的夹角，使得中部挡板迎水面与河床之间的夹角小于侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，当水流经过中部挡板时，中部挡板与侧面挡板之间会形成明显的水位落差，水流经过河道中部挡板背水面并迅速冲下，水流势能增加，流速增大，沿着水流流动方向长期冲刷河床可自然形成深潭，成为各类水生物的栖息地；因此，根据实际工程需求，通过调整本防汛装置各个挡板迎水面与河床的夹角，改变水流从高位向低位冲刷的速度，进而通过改变作用于河床的冲刷力来控制深潭的冲刷深度；同时，通过分别调整各个挡板迎水面与河床之间的夹角，对河道不同区域的水流实施降速或增速，实现河道同一断面不同位置处深潭浅滩的差异化效果；而且，在满足深潭浅滩构建要求的基础上，当河道面临行洪需求时，松开防汛装置的绳索与河道侧壁的连接，拆除挡板以解除其阻水作用，恢复河道的行洪能力，保障河道的行洪需求；当河道面临防洪需求时，调整挡板与河床之间的夹角使其接近垂直，起到临时防洪的作用，为河道提供临时的防洪保障。
优选的，它还包括：设置于河道两岸侧壁且位置相对应的连接装置，贯穿挡板的绳索两端分别活动连接于位于其两侧的所述连接装置。
优选的，所述连接装置包括多个竖向且间隔设置的连接组件，每个所述连接组件由多个竖向间隔排列的连接件组成，所述连接件的一端锚固于河道侧壁的混凝土结构内，所述连接件另一端的突起部用于固定所述绳索。
优选的，至少三块挡板的宽度相同，且所述挡板的宽度为河道横断面宽度的1/6～1/3。
优选的，所述挡板的高度值为河道常水位至河道行洪水位之间的数值。
优选的，相邻两块所述挡板的边缘沿其高度方向固接有柔性防水帆布。
另外，本发明还提供了一种兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，步骤如下：
在河道安装所述防汛装置，沿河道横断面宽度方向在河床内锚固多个预埋件，至少三块挡板沿河道横断面宽度方向依次连续排列，每块所述挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接，每块所述挡板的顶端分别贯穿一根绳索，且所述绳索的两端分别与河道两岸侧壁活动连接。
本发明的兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，首先，沿原有河道横断面宽度方向在河床内锚固多个预埋件，至少三块挡板沿河道横断面宽度方向依次连续排列并分别与预埋件铰接，每块挡板均通过贯穿其顶端的绳索与河道两岸侧壁活动连接；由于挡板与河床铰接连接，分别旋转不同位置的挡板调整其与河床之间的夹角，改变水流从高位向低位冲刷的速度，通过改变作用于河床的冲刷力来控制深潭的冲刷深度；而且，在深潭浅滩的构建过程中，根据工程实际需求调整各个挡板迎水面与河床之间的夹角，对河道不同区域的水流实施降速或增速，使得河道同一断面不同位置处形成的深潭浅滩具有差异化效果；在满足深潭浅滩构建要求的基础上，当河道面临行洪需求时，松开防汛装置的绳索与河道侧壁的连接，拆除挡板以解除其阻水作用，恢复河道的行洪能力，保障河道的行洪需求；当河道面临防洪需求时，调整挡板与河床之间的夹角使其接近垂直，起到临时防洪的作用，为河道提供临时的防洪保障。
更进一步，增大侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，降低侧面挡板迎水面一侧的局部水流流速并逐渐形成浅滩；减小位于河道中间的中部挡板迎水面与河床之间的夹角，使得中部挡板迎水面与河床之间的夹角小于侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，经过中部挡板和侧面挡板的水流形成水位落差并逐渐形成深潭。
更进一步，当河道面临行洪需求时，解除绳索与位于河道两岸侧壁的连接装置之间的连接，拆除挡板，恢复河道行洪能力；当河道面临临时防洪需求时，调整挡板与河床之间的夹角，使得挡板迎水面与河床垂直，为河道提供临时的防洪保障。
附图说明
图1为本发明一实施例的兼具行洪、防洪的防汛装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例中挡板的迎水面和背水面的示意图。
图中标号如下：
河道10；侧壁11；河床12；防汛装置20；挡板21；中部挡板211；侧面挡板212；预埋件22；背水面B；迎水面A；绳索24；连接装置25；浅滩30；深潭50。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例1
结合图1和图2说明本发明的兼具行洪、防洪的防汛装置20，图中箭头方向代表水流流向，所述防汛装置20包括：
至少三块挡板21，沿河道10横断面宽度方向依次连续排列，挡板21的底端与锚固于河床12的预埋件22铰接；
至少三根绳索24，沿河道10横断面宽度方向平行设置，至少三块挡板21的顶端分别贯穿一根绳索24，且绳索24的两端分别与河道10两岸的侧壁11活动连接。
本实施例中挡板21采用耐冲击的刚性板材，如钢板等材料制成，所述河道10横断面指河道10中垂直于水流流向的断面。
本发明的兼具行洪、防洪的防汛装置20，包括至少三块挡板21及至少三根绳索24，至少三块挡板21沿河道10横断面宽度方向连续排列，每块挡板21的底端与锚固于河床12的预埋件22铰接，每块挡板21的顶端贯穿一根绳索24，且绳索24的两端分别与河道10两岸侧壁11活动连接；分别调整各个挡板21迎水面A与河床12之间的夹角，并通过绳索24将挡板21固定于河道10两岸侧壁11的不同深度位置，一方面，增大靠近河岸的侧面挡板21迎水面A与河床12之间的夹角，降低侧面挡板21迎水面A一侧的局部水流流速，从而有利于泥沙沉积并逐渐形成浅滩30，有利于增加水生物种多样性；另一方面，减小位于河道10中间的中部挡板211迎水面A与河床12之间的夹角，使得中部挡板211迎水面A与河床12之间的夹角小于侧面挡板212迎水面A与河床12之间的夹角，当水流经过中部挡板211时，中部挡板211与侧面挡板212之间会形成明显的水位落差，水流经过河道10中部挡板211背水面B并迅速冲下，水流势能增加，流速增大，沿着水流流动方向长期冲刷河床12可自然形成深潭50，成为各类水生物的栖息地；因此，根据实际工程需求，通过调整本防汛装置20各个挡板21迎水面A与河床12的夹角，改变水流从高位向低位冲刷的速度，进而通过改变作用于河床12的冲刷力来控制深潭50的冲刷深度；同时，通过分别调整各个挡板21迎水面A与河床12之间的夹角，对河道10不同区域的水流实施降速或增速，实现河道10同一断面不同位置处深潭浅滩的差异化效果；而且，在满足深潭浅滩构建要求的基础上，当河道10面临行洪需求时，松开防汛装置20的绳索24与河道10侧壁11的连接，拆除挡板21以解除其阻水作用，恢复河道10的行洪能力，保障河道10的行洪需求；当河道10面临防洪需求时，调整挡板21与河床12之间的夹角使其接近垂直，起到临时防洪的作用，为河道10提供临时的防洪保障。
如图1所示，防汛装置20还包括：设置于河道10两岸侧壁11且位置相对应的连接装置25，贯穿挡板21的绳索24两端分别活动连接于位于其两侧的连接装置25，实现对挡板21倾角的定位作用。更进一步，如图1和图2所示，本实施例的连接装置25包括多个竖向且间隔设置的连接组件，每个连接组件由多个竖向间隔排列的连接件组成，连接件的一端锚固于河道10侧壁11的混凝土结构内，连接件另一端的突起部用于固定绳索24，拆卸方便快捷。当然，此处的连接装置25仅是一个示例，并不局限于此。
请继续参考图1，至少三块挡板21的宽度相同，且挡板21的宽度为河道10横断面宽度的1/6～1/3，挡板21的高度值为河道10常水位至河道10行洪水位之间的数值，保证挡板21的阻水效果。
更佳的，相邻两块挡板21的边缘沿其高度方向固接有柔性防水帆布(图中未示出)，在防洪期，挡板21与河床12接近垂直，防止河水由两个挡板21之间的间隙流出，增强其阻水效果。
实施例2
结合图1和图2说明本发明的兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，具体步骤如下：
在河道10安装防汛装置20，沿河道10横断面宽度方向在河床12内锚固多个预埋件22，至少三块挡板21沿河道10横断面宽度方向依次连续排列，每块挡板21的底端与锚固于河床12的预埋件22铰接，每块挡板21的顶端分别贯穿一根绳索24，且绳索24的两端分别与河道10两岸侧壁11活动连接。
本发明的兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，首先，沿原有河道10横断面宽度方向在河床12内锚固多个预埋件22，至少三块挡板21沿河道10横断面宽度方向依次连续排列并分别与预埋件22铰接，每块挡板21均通过贯穿其顶端的绳索24与河道10两岸侧壁11活动连接；由于挡板21与河床12铰接连接，分别旋转不同位置的挡板21调整其与河床12之间的夹角，改变水流从高位向低位冲刷的速度，通过改变作用于河床12的冲刷力来控制深潭50的冲刷深度；而且，在深潭浅滩的构建过程中，根据工程实际需求调整各个挡板21迎水面A与河床12之间的夹角，对河道10不同区域的水流实施降速或增速，使得河道10同一断面不同位置处形成的深潭浅滩具有差异化效果；在满足深潭浅滩构建要求的基础上，当河道10面临行洪需求时，松开防汛装置20的绳索24与河道10侧壁11的连接，拆除挡板21以解除其阻水作用，恢复河道10的行洪能力，保障河道10的行洪需求；当河道10面临防洪需求时，调整挡板21与河床12之间的夹角使其接近垂直，起到临时防洪的作用，为河道10提供临时的防洪保障。
如图1所示，上述步骤中，增大侧面挡板21迎水面A与河床12之间的夹角，降低侧面挡板21迎水面A一侧的局部水流流速，从而有利于泥沙沉积并逐渐形成浅滩30，有利于增加水生物种多样性；减小位于河道10中间的中部挡板211迎水面A与河床12之间的夹角，使得中部挡板211迎水面A与河床12之间的夹角小于侧面挡板212迎水面A与河床12之间的夹角，当水流经过中部挡板211时，中部挡板211与侧面挡板212之间会形成明显的水位落差，水流经过河道10中部挡板211背水面B并迅速冲下，水流势能增加，流速增大，沿着水流流动方向长期冲刷河床12可自然形成深潭50，成为各类水生物的栖息地。
请继续参考图1，上述步骤中，当河道10面临行洪需求时，解除绳索24与位于河道10两岸侧壁11的连接装置25之间的连接，拆除挡板21，恢复河道10行洪能力；当河道10面临临时防洪需求时，调整挡板21与河床12之间的夹角，使得挡板21迎水面A与河床12垂直，为河道10提供临时的防洪保障，操作灵活方便。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。
Claims (9)
1.兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于，包括：
至少三块挡板，沿河道横断面宽度方向依次连续排列，所述挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接；
至少三根绳索，沿河道横断面宽度方向平行设置，至少三块挡板的顶端分别贯穿一根绳索，且所述绳索的两端分别与河道两岸的侧壁活动连接。
2.根据权利要求1所述的兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于，还包括：设置于河道两岸侧壁且位置相对应的连接装置，贯穿挡板的绳索两端分别活动连接于位于其两侧的所述连接装置。
3.根据权利要求2所述的兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于：所述连接装置包括多个竖向且间隔设置的连接组件，每个所述连接组件由多个竖向间隔排列的连接件组成，所述连接件的一端锚固于河道侧壁的混凝土结构内，所述连接件另一端的突起部用于固定所述绳索。
4.根据权利要求1所述的兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于：至少三块挡板的宽度相同，且所述挡板的宽度为河道横断面宽度的1/6～1/3。
5.根据权利要求1所述的兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于：所述挡板的高度值为河道常水位至河道行洪水位之间的数值。
6.根据权利要求1所述的兼具行洪、防洪的防汛装置，其特征在于：相邻两块所述挡板的边缘沿其高度方向固接有柔性防水帆布。
7.兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，其特征在于，步骤如下：
在河道安装如权利要求1至6任一项所述的防汛装置，沿河道横断面宽度方向在河床内锚固多个预埋件，至少三块挡板沿河道横断面宽度方向依次连续排列，每块所述挡板的底端与锚固于河床的预埋件铰接，每块所述挡板的顶端分别贯穿一根绳索，且所述绳索的两端分别与河道两岸侧壁活动连接。
8.如权利要求7所述的兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，其特征在于：增大侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，降低侧面挡板迎水面一侧的局部水流流速并逐渐形成浅滩；减小位于河道中间的中部挡板迎水面与河床之间的夹角，使得中部挡板迎水面与河床之间的夹角小于侧面挡板迎水面与河床之间的夹角，经过中部挡板和侧面挡板的水流形成水位落差并逐渐形成深潭。
9.如权利要求7所述的兼具行洪、防洪的深潭浅滩构建方法，其特征在于：当河道面临行洪需求时，解除绳索与位于河道两岸侧壁的连接装置之间的连接，拆除挡板，恢复河道行洪能力；当河道面临临时防洪需求时，调整挡板与河床之间的夹角，使得挡板迎水面与河床垂直，为河道提供临时的防洪保障。
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