專利名稱：懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說，是一種懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置。
背景技術(shù)：
隨我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和國民生活水平的提高，海濱浴場是最吸引人們的旅游消閑地之一。由于國外發(fā)達國家河流泥沙濃度低，近海的海水含泥量少，海水的能見度高，海濱浴場除采用防鯊魚的懸浮式攔網(wǎng)外，尚無任何過濾泥沙或其它阻止泥沙進入海濱浴場的裝置。然而，由于我國各大河流的含沙量很高，造成我國近海岸的海水含泥沙濃度高、海水水質(zhì)差，因此，如何打造出我國的黃金海岸，是倍受關(guān)注的重大課題。由于我國近海的海水含泥沙濃度高，因此，打造我國黃金海岸、建設(shè)海濱浴場要的解決的基本問題是將浴場浴場外的海水進入浴場內(nèi)時進行泥沙過濾，保護浴場內(nèi)水體的水質(zhì)。
經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利(申請)號97116725.7，專利名稱海濱樂園娛樂裝置，公開(公告)號1214402，該裝置包括漂流裝置、造浪池和造浪機以及隔砂裝置，漂流裝置有一迂回曲折的滑道，全長達180多米，終端處有一游泳池，滑道一側(cè)是海浪池，池與黃金砂灘之間有一米球形滑梯，池的另一端有2臺造浪機，其間有過濾和消毒處理裝置，造浪池左側(cè)淋水的水亭，造浪池與砂灘之間有矮壩，壩上設(shè)置隔砂裝置，保證水流清凈無砂，海浪池由造浪機提供洶涌波濤水浪，使游人彷佛置身于海濱漂流，情趣逼真。所述裝置有三大不足，1)在海濱浴場內(nèi)海洋的水動力因為堤壩的修建而完全消失，沒有堤壩外的天然波浪；2)在潮差較大的海灘修建堤壩，滲流問題難解決，工程費用高；3)要修建造浪池和造浪機，占據(jù)土地資源，在潮差較大的海灘其實施困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，使其用于過濾進入海濱浴場內(nèi)海水中泥沙，保護浴場內(nèi)水體的水質(zhì)，并維持原有的海域波浪特性，避免在海灘修建堤壩而存在的滲流問題，為打造我國黃金海岸、建設(shè)海濱浴場提供可靠經(jīng)濟實用的裝置。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括飄浮體、沉箱(或樁、錨)、柔性網(wǎng)、過濾膜和/或不透水膜、重梁、主纜繩、副纜繩和邊墩。飄浮體飄浮在水面，主纜繩聯(lián)結(jié)所有飄浮體，主纜繩的兩端分別系在海濱浴場的邊墩上，沉箱(或樁、錨)固定在海底，用副纜繩一端聯(lián)結(jié)到系在飄浮體的主纜繩上，副纜繩另一端聯(lián)結(jié)到的沉箱(或樁、錨)上，柔性網(wǎng)上緣懸掛在飄浮體的主纜繩上，重梁設(shè)置在柔性網(wǎng)下緣并埋入海底，過濾膜和/或不透水膜設(shè)置在柔性網(wǎng)上。
為節(jié)約成本，過濾膜可以用不透水膜替代，或者柔性網(wǎng)上部分地方安裝過濾膜，其它地方用不透水膜替代安裝，不透水膜和過濾膜分別設(shè)置在柔性網(wǎng)上不同的地方。
本發(fā)明裝置的工作模式是用一根主纜繩將飄浮在水面的飄浮體聯(lián)結(jié)成一排，設(shè)置在擬定的海濱浴場外圍，主纜繩的兩端分別系在海濱浴場岸灘的、面向外海的左右兩個邊墩上，所有沉箱(或樁、錨)沿擬定的海濱浴場外圍均勻布置在海底，副纜繩一端系在海底的沉箱(或樁、錨)上，副纜繩的另一端系在飄浮體的主纜繩上，所有副纜繩系在主纜繩的結(jié)點沿主纜繩均勻布置，柔性網(wǎng)上緣沿主纜繩懸掛，從面向外海的一邊灘歷史最高潮位處懸掛到另一邊灘的歷史最高潮位處，沿柔性網(wǎng)下緣捆綁重梁，并將重梁埋入海底，將過濾膜設(shè)置在整個柔性網(wǎng)上，過濾膜采取分塊安裝。安裝好過濾膜后，整個柔性網(wǎng)從海濱浴場海岸的一側(cè)繞擬定的海濱浴場外緣延伸到其另一側(cè)，裝過濾膜的柔性網(wǎng)從水面一直懸掛到海床，柔性網(wǎng)的下邊緣與海床緊密接觸，以阻止柔性網(wǎng)兩邊的水流在海底的直接對流交換。形成一道既有透水能力又能過濾泥沙的隔墻，使海濱浴場外的海水進入浴場時都必須通過柔性網(wǎng)上的過濾膜過濾，從而有效攔阻海濱浴場以外海水中的泥沙和飄浮垃圾堆海濱浴場的入侵，達到保護海濱浴場內(nèi)水體水質(zhì)的目的；同時，本發(fā)明裝置的柔性網(wǎng)在海流的作用下，海床以上部分能夠隨波逐流，因此，海濱浴場內(nèi)原有的波浪特性基本上保持不變，使游泳者能夠享受到原有海浪的樂趣；另外，本發(fā)明裝置的柔性網(wǎng)的兩邊水位無落差，飄浮體在水面的高度小于1米，完全不會破壞海景。
所述的飄浮體由能夠漂浮在水面的、密封的空心容器組成，可以是密封的高強度的塑料空桶、充氣的橡膠或塑料密封管、也可以是金屬的密封空桶，如空油桶。其作用是將柔性網(wǎng)、主纜繩等支撐在水面上。
所述的沉箱(也可以是沉樁或錨)固定在海床上的裝置，可以是鋼筋混凝土制成，沿水質(zhì)保護區(qū)外圍均勻布置在海床上。沉箱的形狀最好為圓柱型或其它阻水作用小的形狀，布置在海床上的圓柱型沉箱的軸向與潮流方向垂直，以減少流水對其附近海床的沖刷。沉箱上設(shè)置鉤環(huán)，副纜繩的一端系在鉤環(huán)上，副纜繩的另一端系飄浮體上的主纜繩。
所述的柔性網(wǎng)由具有高抗拉強度、耐水性能好、且具有柔性材料做成的網(wǎng)繩編制而成。為安裝過濾膜，柔性網(wǎng)上均勻布置內(nèi)骨。柔性網(wǎng)的網(wǎng)孔大小由所用的過濾膜的強度決定，可以是5厘米、10厘米、20厘米不等。柔性網(wǎng)懸掛在飄浮體上，其下懸尺度與最大歷史水深H和潮流波長L有關(guān)。
所述的重梁是一條比水重的重物，可以是鋼筋混凝土或金屬制成，被捆綁在柔性網(wǎng)的下邊緣，然后沉埋在海床上。
所述的過濾膜是一種安裝在柔性網(wǎng)的內(nèi)骨上、并襯有加強強度的細(xì)小筋絲膜塊。過濾膜內(nèi)部的空隙大小根據(jù)當(dāng)?shù)睾Ｓ蚋∧嗟拇笮《?，通常過濾膜粒徑在0.05-0.5毫米之間。每塊過濾膜的尺寸由柔性網(wǎng)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小決定，略大于柔性網(wǎng)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小。例如，對于柔性網(wǎng)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小為1米×1米的情況，每塊過濾膜的尺寸以1.1米×1.1米為佳。每塊過濾膜的四周穿過螺釘用螺帽和小夾板固定在柔性網(wǎng)的內(nèi)骨上。
所述的內(nèi)骨，是用彈性的耐水材料制成的片條所編織的兩片完全相同的網(wǎng)狀夾板。這兩片網(wǎng)狀夾板將過濾膜夾在中間，寬片條構(gòu)成主網(wǎng)格，窄片條將每個主網(wǎng)格分成9-16個次網(wǎng)格，網(wǎng)狀夾板每孔竹網(wǎng)格的邊框上具有設(shè)置9-16個螺釘孔，用螺釘穿過螺釘孔，再用螺帽固定。柔性網(wǎng)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小根據(jù)過濾膜的大小而定，通常不宜太大，以1米×1米或1.5米×1.5米為佳。
整個懸浮裝置在潮流和波流作用下，隨海水的推進而推進、退落而退落，形成一道海水的過濾墻，阻止海濱浴場外部海水中的泥沙進入海濱浴場內(nèi)。如果運用過程中某一塊過濾膜被穿孔破壞，只需要下卸該塊，置換即可，因此，修補方便。
本發(fā)明有效攔阻海濱浴場以外海水中的泥沙和飄浮垃圾堆海濱浴場的入侵，達到保護海濱浴場內(nèi)水體水質(zhì)的目的；同時，海濱浴場內(nèi)原有的波浪特性基本上保持不變，使游泳者能夠享受到原有海浪的樂趣；另外，本發(fā)明裝置的柔性網(wǎng)的兩邊水位無落差，飄浮體在水面的高度小于1米，完全不會破壞海景。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、實施容易、且成本投資小，可廣泛應(yīng)用于海濱浴場的建設(shè)。


圖1是發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2過濾膜的安裝俯視示意圖。
圖3過濾膜的安裝側(cè)視示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明主要包括飄浮體1、沉箱(或樁、錨)5、柔性網(wǎng)6、過濾膜/或不透水膜8組成，還包括重梁7、主纜繩2、副纜繩3和邊墩4。飄浮體1飄浮在水面，主纜繩2聯(lián)結(jié)所有飄浮體1，主纜繩2的兩端分別系在海濱浴場的邊墩4上，沉箱5固定在海底，副纜繩3一端聯(lián)結(jié)到系在飄浮體1的主纜繩2上，另一端聯(lián)結(jié)到的沉箱5上，柔性網(wǎng)6上緣懸掛在飄浮體1的主纜繩2上，重梁7設(shè)置在柔性網(wǎng)6下緣并埋入海底，過濾膜和/或不透水膜8設(shè)置在柔性網(wǎng)6上。
所述的飄浮體1由密封的輕質(zhì)容器組成，它可以是密封的高強度的塑料空桶、充氣的橡膠密封管、也可以是金屬的密封空桶，如油桶。飄浮體1使整個安裝過濾膜8的柔性網(wǎng)6和纜繩始終飄浮在海面。
所述的主纜繩2由醋酸纖維等材料做成，將飄浮在水面的飄浮體1聯(lián)結(jié)成一排，主纜繩2的兩端分別聯(lián)結(jié)到海岸上的邊墩4。
所述的副纜繩3由醋酸纖維等材料做成，將柔性網(wǎng)6的主纜繩系到沉箱5上。
所述的邊墩4是可以是鋼筋混凝土或金屬制成，為主纜繩2的兩端分別提供海岸上的固定基礎(chǔ)。
所述的沉箱5，可以是鋼筋混凝土制成，沿水質(zhì)保護區(qū)外圍均勻布置在海床上。沉箱5的形狀為圓柱型，布置在海床上的圓柱型沉箱的軸向與潮流方向垂直，以減少流水對其附近海床的沖刷。沉箱5上設(shè)置鉤環(huán)，副纜繩3的一端系在鉤環(huán)上，副纜繩3的另一端系飄浮體1上的主纜繩2。沉箱5必須足夠重，以保證整個漂浮裝置固定在海床上，在極限風(fēng)暴潮情況下不會被海水漂走。
所述的柔性網(wǎng)6由具有高抗拉強度、耐水性能好、且具有柔性材料做成的網(wǎng)繩編制而成。為安裝過濾膜8，柔性網(wǎng)6上均勻布置內(nèi)骨9。柔性網(wǎng)6的網(wǎng)孔大小由所用的過濾膜8的強度決定，可以是5厘米、10厘米、20厘米不等。柔性網(wǎng)6懸掛在飄浮體1上，其下懸尺度與最大歷史水深H和潮流波長L有關(guān)。假設(shè)歷史最高潮位時海水的深度為H，潮流的最大波長為L，柔性網(wǎng)6的水下展幅的有效長度在理論必須大于H，為了減少波浪對整個系統(tǒng)的作用力，柔性網(wǎng)6在水下的展幅尺度至少大于1.5H2+L2.]]>如果潮流較強、海濱浴場面積較大，柔性網(wǎng)6的水下展幅長度至少為ξH2+(ΔS/BH)2,]]>其中Δ為海水水面的最大變幅，B為海濱浴場的長度，S為海濱浴場的面積，ξ為一系數(shù)，通常為1.5左右。柔性網(wǎng)6的作用是安裝過濾膜8，并使整個裝過濾膜8的柔性網(wǎng)6能夠隨海浪飄移。
所述的重梁7是一條比水重的柱狀體，可以是鋼筋混凝土或金屬制成，被捆綁在柔性網(wǎng)6的下邊緣，然后沉埋在海床上。其作用是使柔性網(wǎng)6的下邊緣與海床緊密接觸，阻止柔性網(wǎng)6兩邊的海水自海底直接對流交換，并使柔性網(wǎng)6下邊緣不會被海水漂走。
所述的過濾膜8是一種安裝在柔性網(wǎng)6的內(nèi)骨9上、并襯有加強強度的細(xì)小筋絲膜塊。過濾膜8內(nèi)部的空隙大小根據(jù)當(dāng)?shù)睾Ｓ蚋∧嗟拇笮《ǎǔ＿^濾膜8粒徑小于0.1毫米。每塊過濾膜8的尺寸由柔性網(wǎng)6內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小決定，略大于柔性網(wǎng)6內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小。例如，對于柔性網(wǎng)6內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小為1米×1米的情況，每塊過濾膜8的尺寸以1.1米×1.1米為佳。每塊過濾膜8的四周穿過螺釘用螺帽和小夾板固定在柔性網(wǎng)6的內(nèi)骨9上。過濾膜8的作用是形成一道既有透水能力又能過濾泥沙的隔墻，使浴場外海水進入浴場時都必須通過柔性網(wǎng)6的過濾膜8過濾，從而攔阻海濱浴場外海水中的泥沙和飄浮垃圾的入侵，達到保護浴場內(nèi)水體水質(zhì)之目的。過濾膜8可以用不透水膜替代，如橡膠膜或塑料膜等，或者柔性網(wǎng)9上部分地方安裝過濾膜8，其它地方用不透水膜替代安裝，如橡膠膜或塑料膜等，不透水膜和過濾膜8分別設(shè)置在柔性網(wǎng)上不同的地方。
所述的內(nèi)骨9，是用彈性的耐水材料制成的片條所編織的兩片完全相同的網(wǎng)狀夾板。如圖2和3所示，這兩片網(wǎng)狀夾板將過濾膜8夾在中間，寬片條構(gòu)成主網(wǎng)格，窄片條將每個主網(wǎng)格分成9個次網(wǎng)格，網(wǎng)狀夾板每孔竹網(wǎng)格的邊框上具有設(shè)置12個螺釘孔10，用螺釘11穿過螺釘孔10，再用螺帽12固定。柔性網(wǎng)6內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小根據(jù)過濾膜8的大小而定，通常不宜太大，以1米×1米或1.5米×1.5米為佳。內(nèi)骨9的作用是安裝和固定過濾膜8的夾板。
整個懸浮裝置在潮流和波流作用下，隨海水的推進而推進、退落而退落，形成一道海水的過濾墻，阻止海濱浴場外部海水中的泥沙進入海濱浴場內(nèi)。如果運用過程中某一塊過濾膜8被穿孔破壞，只需要下卸該塊，置換即可，因此，修補方便。
權(quán)利要求
1.一種懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，包括飄浮體(1)、主纜繩(2)、副纜繩(3)、邊墩(4)、重梁(7)，其特征在于，還包括沉箱(5)、柔性網(wǎng)(6)、過濾膜和/或不透水膜(8)，飄浮體(1)飄浮在水面，主纜繩(2)聯(lián)結(jié)所有飄浮體(1)，主纜繩(2)的兩端分別系在海濱浴場的邊墩(4)上，沉箱(5)固定在海底，用副纜繩(3)一端聯(lián)結(jié)到系在飄浮體(1)的主纜繩(2)上，副纜繩(3)另一端聯(lián)結(jié)到的沉箱(5)上，柔性網(wǎng)(6)上緣懸掛在飄浮體(1)的主纜繩(2)上，重梁(7)設(shè)置在柔性網(wǎng)(6)下緣并埋入海底，過濾膜(8)和/或不透水膜設(shè)置在柔性網(wǎng)(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，當(dāng)同時包括過濾膜和不透水膜時，不透水膜和過濾膜分別設(shè)置在柔性網(wǎng)上不同的地方，柔性網(wǎng)(6)上部分地方設(shè)置過濾膜，過濾膜以外的地方設(shè)置不透水膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的飄浮體(1)由能夠漂浮在水面的、密封的空心容器組成，是密封的高強度的塑料空桶、充氣的橡膠或塑料密封管、或者金屬的密封空桶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的沉箱(5)或者為沉樁或錨，沿水質(zhì)保護區(qū)外圍均勻布置固定在海床上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的沉箱(5)的形狀為圓柱型，布置在海床上的圓柱型沉箱(5)的軸向與潮流方向垂直，沉箱(5)上設(shè)置鉤環(huán)，副纜繩(3)的一端系在鉤環(huán)上，副纜繩(3)的另一端系飄浮體(1)上的主纜繩(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的柔性網(wǎng)(6)上均勻布置內(nèi)骨(9)，柔性網(wǎng)(6)的網(wǎng)孔大小由所用的過濾膜(8)的強度決定，柔性網(wǎng)(6)懸掛在飄浮體(1)上，其下懸尺度與歷史最高潮位時海水的深度為H和潮流的最大波長為L有關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，柔性網(wǎng)(6)在水下的展幅尺度至少大于 ，如果潮流較強、海濱浴場面積較大，柔性網(wǎng)(6)的水下展幅長度至少為 ，其中Δ為海水水面的最大變幅，B為海濱浴場的長度，S為海濱浴場的面積，ξ為一系數(shù)，為1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的內(nèi)骨(9)，是用彈性的耐水材料制成的片條所編織的兩片完全相同的網(wǎng)狀夾板，這兩片網(wǎng)狀夾板將過濾膜(8)夾在中間，寬片條構(gòu)成主網(wǎng)格，窄片條將每個主網(wǎng)格分成9個次網(wǎng)格，網(wǎng)狀夾板每孔竹網(wǎng)格的邊框上具有設(shè)置螺釘孔(10)，螺釘(11)穿過螺釘孔(10)，再通過螺帽(12)固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的過濾膜(8)是一種襯有加強強度的細(xì)小筋絲膜塊，過濾膜(8)粒徑小于0.1毫米，每塊過濾膜(8)的尺寸由柔性網(wǎng)(6)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小決定，略大于柔性網(wǎng)(6)內(nèi)骨的網(wǎng)孔大小，每塊過濾膜(8)的四周穿過螺釘用螺帽和小夾板固定在柔性網(wǎng)(6)的內(nèi)骨(9)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，其特征是，所述的重梁(7)是一條比水重的重物，被捆綁在柔性網(wǎng)(6)的下邊緣，沉埋在海床上。
全文摘要
一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的懸浮式攔沙濾泥水質(zhì)保護裝置，包括飄浮體、主纜繩、副纜繩、邊墩、沉箱、柔性網(wǎng)、重梁、過濾膜和/或不透水膜。飄浮體飄浮在水面，主纜繩聯(lián)結(jié)所有飄浮體，主纜繩的兩端分別系在海濱浴場的邊墩上，沉箱固定在海底，用副纜繩一端聯(lián)結(jié)到系在飄浮體的主纜繩上，副纜繩另一端聯(lián)結(jié)到的沉箱上，柔性網(wǎng)上緣懸掛在飄浮體的主纜繩上，重梁設(shè)置在柔性網(wǎng)下緣并埋入海底，過濾膜和/或不透水膜設(shè)置在柔性網(wǎng)上。本發(fā)明有效攔阻海濱浴場以外海水中的泥沙和飄浮垃圾堆海濱浴場的入侵，達到保護海濱浴場內(nèi)水體水質(zhì)的目的，柔性網(wǎng)的兩邊水位無落差，并不會破壞海景。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實施容易、成本投資小，可廣泛應(yīng)用于海濱浴場的建設(shè)。
文檔編號E04H4/02GK1743557SQ20051003026
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者喻國良, 劉樺 申請人:上海交通大學(xué)