專利名稱：抑咸活動(dòng)潛壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于供水安全技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種安裝在河口，以抑制咸潮上溯的抑咸活動(dòng)潛壩。
背景技術(shù)：
咸潮上溯是河口地區(qū)常見的一種自然災(zāi)害，珠江河口隨著三角洲區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，供水安全問題逐漸顯現(xiàn)。尤其在枯水期，咸潮的上溯使澳門、珠海和中山等城市的供水安全受到嚴(yán)重威脅。要阻止咸潮上溯最理想的工程方案當(dāng)然是設(shè)置擋潮閘。但檔潮閘的建設(shè)又將對(duì)防洪、納潮、航運(yùn)和泥沙排泄等帶來(lái)一系列不利影響，且耗資巨大，所以一般在大型河口很少米用。 通過對(duì)咸潮上溯的機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，弱潮河口的咸潮是在潮動(dòng)力較小的小潮期，由河道底部以鹽水楔的形式上溯的，此時(shí)的徑流主要由表層下泄；隨著潮動(dòng)力增大，咸、淡水摻混加強(qiáng)，摻混的咸水隨落潮流下泄，這就是弱潮河口咸潮上溯和消退的內(nèi)在機(jī)制。若能阻斷咸海水從河道底部上溯的通道，或設(shè)法促使咸、淡水摻混，都能有效的抑制咸潮上溯。在河道底部設(shè)置潛壩是能起到抑制咸潮的效果，也已有成功的先例。但潛壩的設(shè)置不僅會(huì)阻礙洪水的下泄，也阻止了河道泥沙的外排。所以所筑潛壩必須能在枯季修建而在洪季拆除，這種方式由于耗資具大且操作復(fù)雜而極少采用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有效抑制咸潮上溯、且可靈活裝拆的抑咸活動(dòng)潛壩。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案抑咸活動(dòng)潛壩，包括樁柱、網(wǎng)狀體和土工膜；樁柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿著河道斷面排列成行；網(wǎng)狀體可拆卸式的固定在樁柱的下游側(cè)，網(wǎng)狀體展開設(shè)置，網(wǎng)狀體的長(zhǎng)度方向與河道斷面的寬度方向一致，網(wǎng)狀體的寬度方向與樁柱的高度一致；土工膜的上方相對(duì)固定在網(wǎng)狀體頂部靠近下游的一側(cè)，土工膜展開設(shè)置且與網(wǎng)狀體疊置；網(wǎng)狀體和土工膜的下方觸及河床。采用這種結(jié)構(gòu)后，在河道斷面底部的河床立起一排樁柱，網(wǎng)狀體和土工膜沿著河道斷面張開設(shè)置。由于網(wǎng)狀體可拆卸式的固定在樁柱上，因此可根據(jù)使用需要，將網(wǎng)狀體和土工膜在枯季安裝，在洪季拆卸，裝拆方便，操作過程簡(jiǎn)單。同時(shí)，樁柱、網(wǎng)狀體和土工膜相配合的結(jié)構(gòu)，漲潮時(shí)，咸潮被土工膜阻擋，土工膜被網(wǎng)狀體阻擋，而網(wǎng)狀體被一排樁柱阻擋，有效抑制咸潮上溯，實(shí)現(xiàn)漲潮時(shí)封堵河道底部，阻擋河道底部的漲潮流；退朝時(shí)，潮水和泥沙穿過網(wǎng)狀體和下方自由飄落的土工膜從上游流向下游，實(shí)現(xiàn)落潮時(shí)敞開下泄而不起阻擋作用。樁柱靠近下游側(cè)設(shè)有掛鉤，網(wǎng)狀體掛在掛鉤上。采用這種結(jié)構(gòu)后，即掛鉤結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，制作成本低。[0010]網(wǎng)狀體為尼龍繩網(wǎng)，線徑l_2cm，網(wǎng)眼20-30cm。采用這種結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取材方便，制作成本低。樁柱沿著河道斷面相隔30-50m ;樁柱垂直插入河床，樁柱的頂部高程一致，距水面3-4m。采用這種結(jié)構(gòu)后，依據(jù)河道斷面的寬度設(shè)置樁柱之間的距離，樁柱垂直打入河床，在水面以下形成垂直固定在河床底部的一排樁柱，固定牢固。樁柱頂部高程一般設(shè)置為在水面以下3-4，m的位置。河道中設(shè)有航道，與航道對(duì)應(yīng)的樁柱的 頂部高程低于其余的樁柱的頂部高程。采用這種結(jié)構(gòu)后，可保證航行安全，避免樁柱觸碰船體的底部，造成船體和樁柱的損壞。網(wǎng)狀體沿著其長(zhǎng)度方向緊繃在各樁柱上。采用這種結(jié)構(gòu)后，可避免網(wǎng)狀體松散塌落，以保證很好的抑咸效果。網(wǎng)狀體的長(zhǎng)度與土工膜的長(zhǎng)度一致，網(wǎng)狀體的寬度比土工膜的寬度小一米。采用這種結(jié)構(gòu)后，可保證土工膜在漲潮時(shí)能將底部封住，以獲得很好的抑咸效果。土工膜的厚度為O. 2-0. 4mm,抗拉強(qiáng)度為l-2kN/m。采用這種結(jié)構(gòu)后,有效保證土工膜的正常使用和咸潮攔截效果。抑咸活動(dòng)潛壩有至少兩道，沿著河道的上下游方向、相隔一段距離依次設(shè)置。采用這種結(jié)構(gòu)后，采用多道抑咸活動(dòng)潛壩共同作用，抑咸效果有效加強(qiáng)。掛鉤設(shè)置在樁柱的頂部。采用這種結(jié)構(gòu)后，避免樁柱上方出現(xiàn)多余的部分，盡量減小樁柱的尺寸。本實(shí)用新型的原理由土工膜、網(wǎng)狀體及樁柱在水面以下組成一堵活動(dòng)式潛壩攔住河道底部的漲潮流，阻礙了河道底部鹽水楔的上溯通道，迫使上溯的咸海水從活動(dòng)潛壩的頂部翻越，在翻越的過程中就促使咸、淡水摻混。通過咸潮模型試驗(yàn)可見所述活動(dòng)潛壩雖然不能完全擋住鹽水楔的上溯，但它減少了底部高濃度的鹽水上溯，而翻越潛壩壩頂?shù)牟糠蛀}水因以淡水摻混而降低鹽度，降低了含鹽度的鹽水就容易隨落潮水流下泄，從而達(dá)到抑制咸潮上溯的效果?？偟恼f來(lái)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、制作成本低、在弱潮河口枯季有效阻擋咸潮上溯的同時(shí)可在落潮時(shí)敞開下泄。

圖I為抑咸活動(dòng)潛壩從上游向下游方向正視的示意圖，只顯示了其中一段兩根樁柱。圖2為落潮時(shí)圖I中沿著A-A方向的剖視圖。圖3為漲潮時(shí)圖I中沿著A-A方向的剖視圖。其中，I為樁柱,2為掛鉤,3為尼龍繩網(wǎng),4為土工膜,5為淡水,6為鹽水。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本抑咸活動(dòng)潛壩在珠江河口磨刀門水道的咸潮模型試驗(yàn)中應(yīng)用。磨刀門水道是珠江的主要出?？谥?，寬f 2km，主槽深8 10m。該水道是澳門、珠海和中山等地區(qū)的水源地，每年枯季咸潮上溯，影響水道沿程各取水站點(diǎn)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)咸潮上述6(T70km，造成上述地區(qū)的水荒災(zāi)害。為了解和治理咸潮，開展了磨刀門水道咸潮模型試驗(yàn)研究。通過模型試驗(yàn)和原型觀測(cè)，剖析了咸潮的上溯機(jī)理，并根據(jù)咸潮的上溯特性提出抑咸活動(dòng)潛壩的抑咸措施。在距磨刀門出?？?15km和20km的河道斷面處分別設(shè)置兩道抑咸活動(dòng)潛壩。每道抑咸活動(dòng)潛壩的結(jié)構(gòu)都相同，包括樁柱、尼龍繩網(wǎng)和土工膜。沿著所選斷面每間隔40m布置一根所述樁柱，樁柱打入河道底部的河床，成排的固定于河道的底部，樁柱的頂部高程設(shè)在-3. O的珠江基面高程，考慮到通航的要求，在航道位置的樁柱頂部高程為-4. 3m，略低于其他樁柱的頂部高程。所用的尼龍繩網(wǎng)線徑20mm，網(wǎng)眼300mm，尼龍繩網(wǎng)的頂部與樁柱的頂部同高，底部與河床面同高，尼龍繩網(wǎng)的長(zhǎng)度與樁柱的頂部高程對(duì)應(yīng)的河寬一致，網(wǎng)的頂部掛在樁柱下游側(cè)頂部的掛鉤上，尼龍繩網(wǎng)展開設(shè)置并沿一排樁柱的縱向繃緊，下部讓其自然下垂，搭在河床上。所用的土工膜厚度O. 3_，將其頂部固定在尼龍繩網(wǎng)下游側(cè)的頂部，下部自然飄落，土工膜沿垂向的高度要比尼龍繩網(wǎng)長(zhǎng)1.0m，使其在漲潮時(shí)能將底部封住，土工膜的長(zhǎng)度與尼龍繩網(wǎng)相同。這就成了抑咸活動(dòng)潛壩。利用磨刀門咸潮物理模型試驗(yàn)，對(duì)活動(dòng)潛壩的抑咸效果進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明在咸潮上溯的不同階段，活動(dòng)潛壩的抑咸效果不盡相同，在咸潮上溯的初期，活動(dòng)潛壩的抑咸效果雖然明顯，但作用不太大，咸界下降僅f 2km。在咸潮咸界上溯最遠(yuǎn)的時(shí)段，咸界受阻下降的幅度最大，可下降7、km。抑咸活動(dòng)潛壩對(duì)咸界的抑制，更多體現(xiàn)在對(duì)漲憩時(shí)的咸界影響，而對(duì)落憩時(shí)刻的影響較小。除了本實(shí)施例提及的方式外，網(wǎng)狀體可通過綁繩的方式可拆卸式的綁在樁柱上；抑咸活動(dòng)潛壩沿著上下游方向設(shè)置三道、四道或更多；網(wǎng)狀體可采用麻繩網(wǎng)或塑料繩網(wǎng)結(jié)構(gòu)；土工膜可采用塑料布或其他柔性不透水薄膜。這些變換方式均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。上述實(shí)施例為實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于包括樁柱、網(wǎng)狀體和土工膜；樁柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿著河道斷面排列成行；網(wǎng)狀體可拆卸式的固定在樁柱的下游側(cè)，網(wǎng)狀體展開設(shè)置，網(wǎng)狀體的長(zhǎng)度方向與河道斷面的寬度方向一致，網(wǎng)狀體的寬度方向與樁柱的高度一致；土工膜的上方相對(duì)固定在網(wǎng)狀體頂部靠近下游的一側(cè)，土工膜展開設(shè)置且與網(wǎng)狀體疊置；網(wǎng)狀體和土工膜的下方觸及河床。
2.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述樁柱靠近下游側(cè)設(shè)有掛鉤，網(wǎng)狀體掛在掛鉤上。
3.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述網(wǎng)狀體為尼龍繩網(wǎng)，線徑l_2cm,網(wǎng)眼 20_30cm。
4.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述樁柱沿著河道斷面相隔30-50m ;樁柱垂直插入河床，樁柱的頂部高程一致，距水面3-4m。
5.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述河道中設(shè)有航道，與航道對(duì)應(yīng)的樁柱的頂部高程低于其余的樁柱的頂部高程。
6.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述網(wǎng)狀體沿著其長(zhǎng)度方向緊繃在各樁柱上。
7.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述網(wǎng)狀體的長(zhǎng)度與土工膜的長(zhǎng)度一致，網(wǎng)狀體的寬度比土工膜的寬度小一米。
8.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述土工膜的厚度為O.2-0. 4mm,抗拉強(qiáng)度為 l_2kN/m。
9.按照權(quán)利要求I所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述抑咸活動(dòng)潛壩有至少兩道，沿著河道的上下游方向、相隔一段距離依次設(shè)置。
10.按照權(quán)利要求2所述的抑咸活動(dòng)潛壩，其特征在于所述掛鉤設(shè)置在樁柱的頂部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及抑咸活動(dòng)潛壩，包括樁柱、網(wǎng)狀體和土工膜；樁柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿著河道斷面排列成行；網(wǎng)狀體可拆卸式的固定在樁柱的下游側(cè)，網(wǎng)狀體展開設(shè)置，網(wǎng)狀體的長(zhǎng)度方向與河道斷面的寬度方向一致，網(wǎng)狀體的寬度方向與樁柱的高度一致；土工膜的上方相對(duì)固定在網(wǎng)狀體頂部靠近下游的一側(cè)，土工膜展開設(shè)置且與網(wǎng)狀體疊置；網(wǎng)狀體和土工膜的下方觸及河床。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、制作成本低、在弱潮河口枯季能有效阻擋咸潮上溯的同時(shí)可在落潮時(shí)敞開下泄的優(yōu)點(diǎn)，屬于供水安全技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)E02B8/02GK202787192SQ20122045888
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者陳榮力 申請(qǐng)人:珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院