CN112323717A - 水系连通系统及其实施方法 - Google Patents

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CN112323717A CN202011286027.3A CN202011286027A CN112323717A CN 112323717 A CN112323717 A CN 112323717A CN 202011286027 A CN202011286027 A CN 202011286027A CN 112323717 A CN112323717 A CN 112323717A
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刘贤才
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Abstract

本发明公开了一种水系连通系统及其实施方法，所述水系包括大坝、湖泊和江河，所述大坝与湖泊通过泵站提水排水系统和明渠景观净化系统连通；若湖泊和江河之间或两湖泊之间没有设置重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊和江河之间和两湖泊之间均通过明渠景观净化系统连通；或/和，若湖泊和江河之间或两湖泊之间设置有重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊和江河之间和两湖泊之间均通过顶管连通系统连通，所述顶管连通系统穿过重要交通公路、高楼建筑或高山地带下方的区域。本发明结构简单，成本低廉，通过排水渠排水及湖泊蓄洪有效实现排涝，通过提水泵站有效实现抗旱功能，且通过湖泊及排水渠净化景观水生植物，实现绿化水景观作用。

Description

水系连通系统及其实施方法
技术领域
本发明涉及水资源均衡调控分配领域，具体涉及一种水系连通系统及其实施方法。
背景技术
近几年来，地表水环境质量状况总体良好，水质总体保持稳定。但从湖泊、河流水资源量的分布来看，空间极不均衡，存在个别湖泊水质恶化、水量锐减等问题。有的湖泊在汛期水位过高，影响了周边居民的生活和生产。
当前，为解决湖泊、河流水质不达标的问题，主要措施是采取控制排污量、让水体自净恢复，但实践证明，此法让湖泊中的水质自净至达标的三类及以上的水质，需要5-10年时间，速度较缓慢。另外，涉及景观的湖泊、河流，部份通过建设漂浮式花坛景观(如公开号为CN208617488U的中国实用新型公开的水生景观植物的景观生态浮台结构)或护坡工程进行绿化，由植物群落对水体中的总磷、氮、化学需氧量和五日生化需氧量等进行生物吸附和吸收，虽然对周边的水质水域有一定的改善效果，起到了绿化和景观作用，但由于水流没有流动，净化效率太低，耗时较长。有的地区仅仅对单个河流、湖泊进行治理，没有整体进行系统综合治理。
因此，需要开发出一种结构简单、实施方便、将多个湖泊、水库、江河水系连通，解决干旱水源相互补充或内涝分滞蓄洪水的作用和功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水系连通系统及其实施方法；该系统利用明渠景观净化系统、泵站提水排水系统、顶管凹型连通系统，将多个湖泊、水库、江河水系连通，解决干旱水源相互补充或内涝分滞蓄洪水的作用和功能，同时解决水生态和水景观生态补水效能。
本发明的系统结构简单，成本低廉，通过排水渠排水及湖泊蓄洪有效实现排涝，通过提水泵站有效实现抗旱功能，且通过湖泊及排水渠净化景观水生植物，实现绿化水景观作用，有效地实现水体循环流动，实现兴利除害且构建水景观的目的。
为实现上述目的，本发明所设计一种水系连通系统，所述水系包括大坝、湖泊和江河，所述大坝与湖泊通过泵站提水排水系统和明渠景观净化系统连通；
若湖泊和江河之间或两湖泊之间没有设置重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊和江河之间和两湖泊之间均通过明渠景观净化系统连通；
或/和，若湖泊和江河之间或两湖泊之间设置有重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊和江河之间和两湖泊之间均通过顶管连通系统连通，所述顶管连通系统穿过重要交通公路、高楼建筑或高山地带下方的区域。
进一步地，所述泵站提水排水系统包括与大坝连接的提水管线，所述提水管线另一端连接有提水泵站；所述提水泵站与明渠景观净化系统连通(泵站提水排水系统设置在高差较大的地形位置，建设提水泵站抽提湖泊或明渠中的水流至水库储存以备抗旱急需生活饮水或灌溉供水，或抽排积水至江河而防止内涝；在地形地势较高位置的湖泊，在内涝期间，湖泊或明渠中的水流也可以通过排水系统(排水涵闸、排水渠等)自排至江河水系中)。
再进一步地，所述明渠景观净化系统包括连通两湖泊之间或湖泊与江河之间的明渠渠道，所述明渠渠道中漂浮有竹排筏，所述竹排筏的预留孔洞中放置有浮块，所述浮块上种植有水生植物从而形成水生态景观绿化带，竹排筏占明渠渠道宽度1/3～1/4，长度3～5米；
所述明渠渠道两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物形成岸边景观绿化带。
再进一步地，所述明渠渠道的断面为梯形，其底宽为2～5米，顶宽为4～8米，水深为1～3米，纵坡为1/500～1/1000；所述明渠渠道末端设置有节制闸门/控制闸门(根据江、河和湖泊水位变动，在明渠渠末端节制闸门/控制闸门，用以调节、控制相互连通的江河和湖泊水位能保持多年平均水位，实现水资源相调剂、补充，实现水资源的空间均衡理念)。
再进一步地，所述顶管连通系统包括顶管，所述顶管进出口段通过井口式连接江河或湖泊的水系(在城市湖泊水系连通建设过程中，对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，通过顶管连通水系能为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境)。
再进一步地，所述顶管一端设置有控制闸门/控制闸阀(控制水位，实行在旱涝季节根据实际需要进行控制调节)。
再进一步地，所述顶管进水端口和出水端口设置有钢筋网格拦污格栅，所述钢筋网格拦污格栅的网格孔径为5mm(顶管为钢管、铸铁管、C50以上钢筋砼、外钢内塑复合管等材料，采用钢筋网格拦污格栅防护)。
再进一步地，所述顶管上设置有环形生态景观浮台，所述环形生态景观浮台环形生态景观浮台上种植水生植物7形成水生态景观绿化带上种植水生植物形成水生态景观绿化带。
再进一步地，所述水生植物选自挺水型水生植物和沉水型水生植物，所述挺水型水生植物选自荷花、水葱和芦苇；所述沉水型水生植物选自金鱼藻、苦草和菹草(明渠渠道内的水流流动，经过根系和植物群落，对水中污染物进行过滤、吸附、截留、转化，以及在根系群内生活的水生动物、虫类、菌类对污染物进行吞食、捕捉、分解转化，进行净化处理，形成生态净化系统，促使水质净化达标)，水生景观植物选自紫薇花、美人蕉和月季花。
本发明还提供了一种水系连通系统的实施方法，包括以下步骤：
1)开挖明渠、建造泵站或施工顶管，连通江河湖泊水系
①针对地势高差相差不大的两湖泊之间或湖泊与江河之间，开挖明渠，用明渠渠道连通；
②对在高差较大的地形位置，建设泵站提水排水系统抽提湖泊或明渠中的水流至水库储存以备抗旱急需生活饮水或灌溉供水，或抽排积水至江河而防止内涝；
③在穿越重要交通公路或高山地带，人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市，利用顶管施工技术，连通江河湖泊水系；
2)在明渠渠道首建控制闸，渠末建节制闸，用以调节、控制水系
根据江、河和湖泊水位变动，通常在明渠渠道设置控制闸门，在明渠渠末端节制闸，用以调节、控制相互连通的江河湖泊水位能保持多年平均水位，实现水资源相调剂、补充，实现水资源的空间均衡理念；
3)在渠系和顶管连通装置首末端设置水生态净化和景观系统
在明渠渠道内漂浮有竹排筏，竹排筏的预留孔洞中放置有浮块，浮块上种植有水生植物从而形成水生态景观绿化带，明渠渠道两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物形成岸边景观绿化带；
同时在顶管上布置有环形生态景观浮台，环形生态景观浮台上种植水生植物形成水生态景观绿化带，利用植物根系的吸附、过滤、吸收、生物分解和转化作用，净化水质。
本发明的有益效果：
1.本发明结构简单、实施方便、成本低廉，将多个湖泊、水库、江河水系连通，解决干旱水源相互补充或内涝分滞蓄洪水的作用和功能。通过排水渠排水及湖泊蓄洪有效实现排涝，通过提水泵站有效实现抗旱功能，有效地实现水体循环流动、相互补充调节，实现水资源空间均衡和兴利除害的目的。
2.本发明连通明渠的边坡在常年水位以上采用植生六棱块，种植草皮和水生景观植物，岸边绿化种植紫薇花、美人蕉、月季花等，形成水生态景观绿化带。通过湖泊及明渠净化功能的水生景观植物，如：挺水型水生植物，荷花、水葱、芦苇等；沉水型水生植物有：金鱼藻、苦草、菹草等，种植的水生植物的水上枝叶、水下根系通过过滤、吸附、截留和转化，对湖泊原水进行净化，实现绿化景观作功能。
3.本发明及时调控水资源，干扰小，实现了在旱涝季节根据实际需要进行及时控制调节，在城市湖泊水系连通建设过程中，对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，能为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
综上所述，本发明将多个湖泊、水库、江河水系连通，解决干旱水源相互补充或内涝分滞蓄洪水的作用和功能。连通系统装置包括明渠景观净化系统、泵站提水排水系统、顶管凹型连通系统等组成。在明渠里种植漂浮浮块式水生植物带，利用高杆作物和根系群进行水质净化的明渠景观带；建设泵站抽提湖泊或明渠中的水流至水库或江河；内涝期间，湖泊或明渠中的水流也可以通过排水系统自排至江河中。在穿越重要交通公路或高山地带，为连通江河湖泊水系，在深层相应高程位置通过顶管贯穿于水系中实现连通，顶管进出口段通过井口式连接江河湖泊水系。
附图说明
图1为水系连通系统的平面示意图；
图2为明渠景观净化系统的连通横向剖面示意图；
图3为明渠景观净化系统的连通纵向剖面示意图
图4为顶管连通系统的纵向剖面示意图；
图中，大坝1、湖泊2、江河3、泵站提水排水系统4、提水管线4.1、提水泵站4.2、明渠景观净化系统5、明渠渠道5.1、浮块带5.2、节制闸门/控制闸门5.3、顶管连通系统6、顶管6.1、控制闸门/控制闸阀6.2、钢筋网格拦污格栅6.3、水生植物7、水生景观植物8、环形生态景观浮台9。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
如图1～3所示的水系连通系统，水系包括大坝1、湖泊2和江河3，其特征在于：所述大坝1与湖泊2通过泵站提水排水系统4和明渠景观净化系统5连通；
湖泊2和江河3之间或湖泊2之间没有设置重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，湖泊2和江河3之间和湖泊2之间均通过明渠景观净化系统5连通；
湖泊2和江河3之间或湖泊2之间设置有重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，湖泊2和江河3之间和湖泊2之间均通过顶管连通系统6连通，顶管连通系统6穿过重要交通公路、高楼建筑或高山地带下方的区域。
泵站提水排水系统4包括与大坝1连接的提水管线4.1，提水管线4.1另一端连接有提水泵站4.2；提水泵站4.2与明渠景观净化系统5连通；
明渠景观净化系统5包括连通湖泊2之间或湖泊2与江河3之间的明渠渠道5.1，明渠渠道5.1的断面为梯形，其底宽为2～5米，顶宽为4～8米，水深为1～3米，纵坡为1/500～1/1000；明渠渠道5.1末端设置有节制闸门/控制闸门5.3
明渠渠道5.1中漂浮有竹排筏5.2，竹排筏5.2的预留孔洞中放置有浮块，浮块上种植有水生植物7从而形成水生态景观绿化带，竹排筏5.2占明渠渠道5.1宽度1/3～1/4，长度3～5米；
水生植物选自挺水型水生植物和沉水型水生植物，挺水型水生植物选自荷花、水葱和芦苇；沉水型水生植物选自金鱼藻、苦草和菹草，
明渠渠道5.1两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物8形成岸边景观绿化带；水生景观植物8选自紫薇花、美人蕉和月季花；
顶管连通系统6包括顶管6.1，顶管6.1进出口段通过井口式连接江河3或湖泊2的水系；
顶管6.1一端设置有控制闸门/控制闸阀6.2；顶管6.1进水端口和出水端口设置有钢筋网格拦污格栅6.3，钢筋网格拦污格栅的网格孔径为5mm；
顶管6.1上设置有环形生态景观浮台9，所述环形生态景观浮台环形生态景观浮台上种植水生植物7形成水生态景观绿化带上种植水生植物形成水生态景观绿化带。
顶管为钢管、铸铁管、C50以上钢筋砼、外钢内塑复合管等材料，采用钢筋网格拦污格栅防护。在首末端即进水端口和出水端口，采用“Z字”龙抬头型，以实现湖泊水位变化，进水端口采用间距5厘米的钢筋网格拦污箱笼防护。是在穿越重要交通公路或高山地带，为连通江河湖泊水系，在深层相应高程位置通过顶管贯穿于水系中，顶管进出口段通过井口式连接江河湖泊水系。在城市湖泊水系连通建设过程中，对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的，可以为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。
上述水系连通系统的实施方法，包括以下步骤：
1)开挖明渠、建造泵站或施工顶管，连通江河湖泊水系
①针对地势高差相差不大的两湖泊之间或湖泊与江河之间，开挖明渠，用明渠渠道连通；
②对在高差较大的地形位置，建设泵站提水排水系统抽提湖泊或明渠中的水流至水库储存以备抗旱急需生活饮水或灌溉供水，或抽排积水至江河而防止内涝；
③在穿越重要交通公路或高山地带，人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市，利用顶管施工技术，连通江河湖泊水系；
2)在明渠渠道首建控制闸，渠末建节制闸，用以调节、控制水系
根据江、河和湖泊水位变动，通常在明渠渠道设置控制闸门，在明渠渠末端节制闸，用以调节、控制相互连通的江河湖泊水位能保持多年平均水位，实现水资源相调剂、补充，实现水资源的空间均衡理念；
3)在渠系和顶管连通装置首末端设置水生态净化和景观系统
在明渠渠道内漂浮有竹排筏，竹排筏的预留孔洞中放置有浮块，浮块上种植有水生植物从而形成水生态景观绿化带，明渠渠道两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物形成岸边景观绿化带；
同时在顶管上布置有环形生态景观浮台，环形生态景观浮台上种植水生植物形成水生态景观绿化带，利用植物根系的吸附、过滤、吸收、生物分解和转化作用，净化水质。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种水系连通系统，所述水系包括大坝(1)、湖泊(2)和江河(3)，其特征在于：所述大坝(1)与湖泊(2)通过泵站提水排水系统(4)和明渠景观净化系统(5)连通；
若湖泊(2)和江河(3)之间或两湖泊(2)之间没有设置重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊(2)和江河(3)之间和湖泊(2)之间均通过明渠景观净化系统(5)连通；
或/和，若湖泊(2)和江河(3)之间或两湖泊(2)之间设置有重要交通公路、高楼建筑或高山地带时，所述湖泊(2)和江河(3)之间和两湖泊(2)之间均通过顶管连通系统(6)连通，所述顶管连通系统(6)穿过重要交通公路、高楼建筑或高山地带下方的区域。
2.根据权利要求1所述水系连通系统，其特征在于：所述泵站提水排水系统(4)包括与大坝(1)连接的提水管线(4.1)，所述提水管线(4.1)另一端连接有提水泵站(4.2)；所述提水泵站(4.2)与明渠景观净化系统(5)连通。
3.根据权利要求1所述水系连通系统，其特征在于：所述明渠景观净化系统(5)包括连通两湖泊(2)之间或湖泊(2)与江河(3)之间的明渠渠道(5.1)，所述明渠渠道(5.1)中漂浮有竹排筏(5.2)，所述竹排筏(5.2)的预留孔洞中放置有浮块，所述浮块上种植有水生植物(7)从而形成水生态景观绿化带，竹排筏(5.2)占明渠渠道(5.1)宽度1/3～1/4，长度3～5米；
所述明渠渠道(5.1)两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物(8)形成岸边景观绿化带。
4.根据权利要求3所述水系连通系统，其特征在于：所述明渠渠道(5.1)的断面为梯形，其底宽为2～5米，顶宽为4～8米，水深为1～3米，纵坡为1/500～1/1000；所述明渠渠道(5.1)末端设置有节制闸门/控制闸门(5.3)。
5.根据权利要求1所述水系连通系统，其特征在于：所述顶管连通系统(6)包括顶管(6.1)，所述顶管(6.1)进出口段通过井口式连接江河(3)或湖泊(2)的水系。
6.根据权利要求5所述水系连通系统，其特征在于：所述顶管(6.1)一端设置有控制闸门/控制闸阀(6.2)。
7.根据权利要求5所述水系连通系统，其特征在于：所述顶管(6.1)进水端口和出水端口设置有钢筋网格拦污格栅(6.3)，所述钢筋网格拦污格栅的网格孔径为5mm。
8.根据权利要求5所述水系连通系统，其特征在于：所述顶管(6.1)上设置有环形生态景观浮台(9)，所述环形生态景观浮台环形生态景观浮台上种植水生植物(7)形成水生态景观绿化带上种植水生植物形成水生态景观绿化带。
9.根据权利要求3或8所述水系连通系统，其特征在于：所述水生植物(7)选自挺水型水生植物和沉水型水生植物，所述挺水型水生植物选自荷花、水葱和芦苇；所述沉水型水生植物选自金鱼藻、苦草和菹草；所述水生景观植物(8)选自紫薇花、美人蕉和月季花。
10.一种水系连通系统的实施方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)开挖明渠、建造泵站或施工顶管，连通江河湖泊水系
①针对地势高差相差不大的两湖泊之间或湖泊与江河之间，开挖明渠，用明渠渠道连通；
②对在高差较大的地形位置，建设泵站提水排水系统抽提湖泊或明渠中的水流至水库储存以备抗旱急需生活饮水或灌溉供水，或抽排积水至江河而防止内涝；
③在穿越重要交通公路或高山地带，人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市，利用顶管施工技术，连通江河湖泊水系；
2)在明渠渠道首建控制闸，渠末建节制闸，用以调节、控制水系
根据江、河和湖泊水位变动，通常在明渠渠道设置控制闸门，在明渠渠末端节制闸，用以调节、控制相互连通的江河湖泊水位能保持多年平均水位，实现水资源相调剂、补充，实现水资源的空间均衡理念；
3)在渠系和顶管连通装置首末端设置水生态净化和景观系统
在明渠渠道内漂浮有竹排筏，竹排筏的预留孔洞中放置有浮块，浮块上种植有水生植物从而形成水生态景观绿化带，明渠渠道两侧边坡上种植有草皮和水生景观植物形成岸边景观绿化带；
同时在顶管上布置有环形生态景观浮台，环形生态景观浮台上种植水生植物形成水生态景观绿化带，利用植物根系的吸附、过滤、吸收、生物分解和转化作用，净化水质。
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