CN113338219A - 一种可调节透水率的生态丁坝及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节透水率的生态丁坝及其工作方法，包括一侧固定连接于河岸、下部固定连接于河床的坝体，所述坝体垂直于河岸同时也垂直于河床，所述坝体包括矩形框体，所述矩形框体中间安装有开度可调的百叶闸门；坝体的上游侧和下游侧均设有生态网箱，所述生态网箱与坝体之间设有过滤网。本发明提供的可调节透水率的生态丁坝设计合理，结构简单、施工方便、易于维护、造价较低，通过控制坝体百叶闸门的开度，可以适应大多数河道洪水期与枯水期水流的变化；通过配置生态网箱，可以降低水体富营养化程度并保护河道生物多样性，增加河道的美感，满足多数河道控制水位、保护生态的要求。

Description

一种可调节透水率的生态丁坝及其工作方法

技术领域

本发明涉及河道整治建筑物领域，特别是一种可调节透水率的生态丁坝及其工作方法。

背景技术

丁坝在河道或航道等整治工程中应用广泛，能保护河岸边坡不受水流直接冲蚀而产生掏刷破坏，同时也在保护水生态多样化方面发挥着重要作用。现有丁坝大多数为重力式丁坝，而重力式丁坝一旦建成以后，高度、长度及透水率等参数无法改变，无法对洪水期和枯水期的不同水流形态做出相应变化。国内目前已有对重力式丁坝存在的技术问题进行改进的一些有关透水丁坝的发明。

如申请号为CN201910178955.9的专利文献公开了一种透水丁坝结构。包括混凝土基座、凹槽、混凝土桩及透水孔等构件，该发明实现了透水丁坝防止水面漂浮物粘连堆积，适应河流不同流量的透水要求，改善河流生态环境。

又如申请号为CN201910215345.1公开了一种生态透水丁坝系统。包括木桩、混合填料及水生植物，该发明改变了河流原有的流场，降低河水流速，截留泥沙，为水生生物的生长和栖息创造条件，营建与恢复河道局部生态环境，丰富了河道的生物多样性。

透水丁坝较传统丁坝有效减小了水流对坝体冲刷的侵蚀，但面对河流年内环境变化较大等情况时，因丁坝长度恒定及丁坝透水率处于固定范围，丁坝运行不具有普适性，仍缺乏较好的自适应调节能力，不利于丁坝的长期使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可调节透水率的生态丁坝及其工作方法，可以根据河道水流的变化来控制坝体百叶闸门的开度实现对河水流速的调节。

本发明采用以下方案实现：一种可调节透水率的生态丁坝，包括一侧固定连接于河岸、下部固定连接于河床的坝体，所述坝体垂直于河岸同时也垂直于河床，所述坝体包括矩形框体，所述矩形框体中间安装有开度可调的百叶闸门；坝体的上游侧和下游侧均设有生态网箱，所述生态网箱与坝体之间设有过滤网。

进一步的，所述坝体的长度占河道宽度的1/4-1/2。

进一步的，所述生态网箱内部填充有吸附填料；所述生态网箱通过若干间隔设置的预应力混凝土管桩固定于河床上，预应力混凝土管桩下端设有圆台形的桩头并在桩头内插入桩尖，预应力混凝土管桩上设有若干用以固定生态网箱的凹槽；所述生态网箱周围铺设一层仿生植物垫层；生态网箱顶部种植有水生植物。

进一步的，所述坝体和河岸之间设有定位柱，所述定位柱上、下端设有T字形固定桩，定位柱上端的固定桩侧部嵌入河岸中，定位柱下端的固定桩嵌入河床中，所述定位柱上、下端侧部开设有固定槽，所述坝体朝向定位柱一端设有插入固定槽中的连接桩；所述矩形框体下侧也设有嵌入河床中的桩体。

进一步的，所述百叶闸门包括沿竖向设于矩形框体内并沿坝体长度方向排列的若干百叶板，所述百叶板上、下端固连有分别与矩形框体的上框边和下框边旋转配合的转动轴；坝体上设有驱动百叶板转动的驱动装置。

进一步的，所述驱动装置包括设于矩形框体上框边或者下框边内并能沿坝体长度方向往复移动的齿条，齿条一端设有驱动齿条往复移动的电动推杆，所述百叶板的转动轴上安装有与齿条相啮合的齿轮。

进一步的，所述矩形框体上设有在齿条移动到位后锁定其位置的锁止机构，所述锁止机构包括由电磁铁驱动伸缩的锁销，所述齿条上间隔设置有至少两个供锁销伸长时插入的销孔。

本发明另一技术方案：一种如上所述可调节透水率的生态丁坝的工作方法，在洪水期打开百叶闸门，增加河道的过水面积以降低河水流速；在枯水期关闭百叶闸门，堵截一部分河道，减少河道的过水面积，提高水流流速。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的可调节透水率的生态丁坝设计合理，结构简单、施工方便、易于维护、造价较低，具有自适应调节能力，通过控制坝体百叶闸门的开度，可以适应大多数河道洪水期与枯水期水流的变化；通过配置生态网箱，可以降低水体富营养化程度并保护河道生物多样性，增加河道的美感，满足多数河道控制水位、保护生态的要求。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例俯视示意图；

图2是本发明实施例正视示意图；

图3是本发明实施例中坝体正视图；

图4是图3中A处放大示意图；

图5是本发明实施例中生态网箱正视图；

图6是本发明实施例中预应力混凝土管桩结构示意图；

图7是本发明实施例中百叶板和齿条连接结构俯视图；

图中标号说明：001-河岸；002-生态网箱；003-定位柱；004-坝体；005-过滤网；006-水流；007-河床；008-固定桩；009-固定槽；010-驱动装置；011-齿条；012-转动轴；013-连接桩；014-电动推杆；015-锁销；016-百叶板；017-水生植物；018-预应力混凝土管桩；019-凹槽；020-桩尖；021-齿轮。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~7所示，一种可调节透水率的生态丁坝，包括一侧固定连接于河岸001、下部固定连接于河床007的坝体004，所述坝体004垂直于河岸同时也垂直于河床，所述坝体007包括矩形框体，所述矩形框体中间安装有开度可调的百叶闸门；坝体004的上游侧和下游侧均设有生态网箱002，所述生态网箱002与坝体之间设有过滤网005；该生态丁坝可以控制百叶闸门的开度，在洪水期可以完全打开百叶闸门，由方程

可知，流量一定时，增加河道的过水面积可以降低河水流速，进一步降低水流冲刷；在枯水期可以关闭百叶闸门堵截一部分河道，减少河道的过水面积，壅高水位，提高水流流速，避免河道淤积，保证通航；该生态丁坝既可以保护河岸防止水流冲刷，又可以对不同时期水流大小做出相应变化并解决水体富营养化的问题。

在本实施例中，所述坝体004的长度占河道宽度的1/4-1/2，具体长度根据实际情况确定。

在本实施例中，所述生态网箱002内部填充有吸附填料；所述生态网箱002通过若干间隔设置的预应力混凝土管桩018固定于河床上，预应力混凝土管桩018采用半径为2-5cm的圆柱形；预应力混凝土管桩018下端设有圆台形的桩头并在桩头内插入桩尖020，预应力混凝土管桩上设有若干用以固定生态网箱的凹槽019，凹槽019宽度为0.2-0.5cm；所述生态网箱周围铺设一层仿生植物垫层；生态网箱顶部种植有水生植物017；沿着河道水流方向，水体最开始先接触坝体004上游侧的生态网箱002，生态网箱增加了丁坝结构的美观性及观赏性；生态网箱内的吸附填料采用沸石、火山岩、钢渣等，可以吸附水体中的氨、氮、磷等元素，既可以防止水体出现富营养化又可以将吸收来的能量传递给种植在网箱上的水生植物017，达到即实用又美观的效果；仿生植物垫层可以有效保护河道中鱼类等水生动物，并为它们提供一个可以栖息繁衍的场所，进一步保护生态多样性。

在本实施例中，所述过滤网005为钢丝构成的3*3cm的网格结构，水流顺着河道进入过滤网005，过滤网005可以将河道中的漂浮物挡在坝体004外面，防止坝体受到漂浮物的缠绕。

在本实施例中，所述坝体004和河岸001之间设有定位柱003，所述定位柱003上、下端设有T字形固定桩008，定位柱003上端的固定桩侧部嵌入河岸中，定位柱下端的固定桩嵌入河床中，所述定位柱003上、下端侧部开设有固定槽009，所述坝体004朝向定位柱一端设有插入固定槽中的连接桩013；所述矩形框体下侧也设有嵌入河床中的桩体。

在本实施例中，所述百叶闸门包括沿竖向设于矩形框体内并沿坝体长度方向排列的若干百叶板016，百叶板上涂抹耐腐蚀层增加坝体寿命，所述百叶板016上、下端固连有分别与矩形框体的上框边和下框边旋转配合的转动轴012；坝体上设有驱动百叶板转动的驱动装置010；相邻转动轴012之间的间距为20-50cm，所述百叶板016宽度为20-50cm。

在本实施例中，所述驱动装置010包括设于矩形框体上框边或者下框边内并能沿坝体长度方向往复移动的齿条011，齿条011一端设有驱动齿条往复移动的电动推杆014，齿条与电动推杆的推杆相连接，所述百叶板的转动轴上安装有与齿条相啮合的齿轮021；电动推杆伸缩驱动齿条移动，齿条带动齿轮转动从而带动百叶板转动发生角度变化，百叶板平行于坝体长度方向时，百叶闸门处于关闭状态，百叶板垂直于坝体长度方向时，百叶闸门则完全开启，齿条可以带动百叶板在0~90°范围内转动。

在本实施例中，所述矩形框体上设有在齿条移动到位后锁定其位置的锁止机构，所述锁止机构包括由电磁铁驱动伸缩的锁销015，所述齿条上间隔设置有至少两个供锁销伸长时插入的销孔；在百叶板只有完全打开（与坝体夹角为90°）和完全关闭（与坝体角度为0°）这两种状态时，销孔只需要设置两个，其中一个销孔在百叶板完全打开时与锁销配合，保证百叶板稳定的保持在完全打开状态；另一个在百叶板完全关闭时与锁销配合，保证百叶板稳定保持在完全关闭状态。而在具体实施过程中，如果需要百叶板进行多个角度的调节，可以在上述两个销孔之间再增加销孔数。

一种如上所述可调节透水率的生态丁坝的工作方法，百叶闸门初始状态为关闭状态，在洪水期，利用电动推杆驱动齿条移动进而通过齿轮带动百叶板转动至垂直于坝体长度方向，打开百叶闸门，增加河道的过水面积以降低河水流速；在枯水期，利用电动推杆驱动齿条回到初始位置进而通过齿轮带动百叶板反向转动至平行与坝体长度方向，关闭百叶闸门，堵截一部分河道，减少河道的过水面积，提高水流流速。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：包括一侧固定连接于河岸、下部固定连接于河床的坝体，所述坝体垂直于河岸同时也垂直于河床，所述坝体包括矩形框体，所述矩形框体中间安装有开度可调的百叶闸门；坝体的上游侧和下游侧均设有生态网箱，所述生态网箱与坝体之间设有过滤网。

2.根据权利要求1所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述坝体的长度占河道宽度的1/4-1/2。

3.根据权利要求1所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述生态网箱内部填充有吸附填料；所述生态网箱通过若干间隔设置的预应力混凝土管桩固定于河床上，预应力混凝土管桩下端设有圆台形的桩头并在桩头内插入桩尖，预应力混凝土管桩上设有若干用以固定生态网箱的凹槽；所述生态网箱周围铺设一层仿生植物垫层；生态网箱顶部种植有水生植物。

4.根据权利要求1所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述坝体和河岸之间设有定位柱，所述定位柱上、下端设有T字形固定桩，定位柱上端的固定桩侧部嵌入河岸中，定位柱下端的固定桩嵌入河床中，所述定位柱上、下端侧部开设有固定槽，所述坝体朝向定位柱一端设有插入固定槽中的连接桩；所述矩形框体下侧也设有嵌入河床中的桩体。

5.根据权利要求1所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述百叶闸门包括沿竖向设于矩形框体内并沿坝体长度方向排列的若干百叶板，所述百叶板上、下端固连有分别与矩形框体的上框边和下框边旋转配合的转动轴；坝体上设有驱动百叶板转动的驱动装置。

6.根据权利要求5所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述驱动装置包括设于矩形框体上框边或者下框边内并能沿坝体长度方向往复移动的齿条，齿条一端设有驱动齿条往复移动的电动推杆，所述百叶板的转动轴上安装有与齿条相啮合的齿轮。

7.根据权利要求6所述的可调节透水率的生态丁坝，其特征在于：所述矩形框体上设有在齿条移动到位后锁定其位置的锁止机构，所述锁止机构包括由电磁铁驱动伸缩的锁销，所述齿条上间隔设置有至少两个供锁销伸长时插入的销孔。

8.一种如权利要求6所述可调节透水率的生态丁坝的工作方法，其特征在于：在洪水期打开百叶闸门，增加河道的过水面积以降低河水流速；在枯水期关闭百叶闸门，堵截一部分河道，减少河道的过水面积，提高水流流速。

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