一種w型石籠生態(tài)潛壩的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型主要是針對(duì)我國(guó)北方地區(qū)城市段河道，在寬且順直河段處修建一種新型的生態(tài)攔蓄型水工建筑物——W型石籠生態(tài)潛壩。該潛壩布置于河道河槽內(nèi)，分為典型三段，即左灘地段、主河槽段和右灘地段；左灘地段和右灘地段的平面為平直形狀，該潛壩主河槽段的平面呈“W”形，本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩可過(guò)水，提高了河道的行洪能力，同時(shí)為魚(yú)類提供洄游通道，改善了以往水工建筑物阻斷河流生態(tài)連貫性的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種W型石籠生態(tài)潛壩

【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] ：本實(shí)用新型主要涉及一種新型的W型石籠生態(tài)潛壩，是河道上修建的 一種攔蓄淺水、魚(yú)類洄游的生態(tài)型水工建筑物。W型石籠生態(tài)潛壩在枯水期攔河蓄水，使壩 上游形成淺水面；豐水期過(guò)水，不影響河道排洪，同時(shí)潛壩壩面坡度緩、坡面導(dǎo)流道適合魚(yú) 類洄游，具有生態(tài)效應(yīng)，屬于生態(tài)治河。
[0002]

【背景技術(shù)】：隨著人們對(duì)生態(tài)治河理念的深入理解，河道整治工程越來(lái)越趨向于生 態(tài)化，注重景觀工程，注重生態(tài)補(bǔ)償及生態(tài)修復(fù)。以往許多水工建筑物不同程度的阻礙了河 流的連通性，如大壩破壞了河流縱向的連續(xù)性，堤防破壞了河流側(cè)向的連續(xù)性等，且許多建 筑材料多采用混凝土、漿砌石，造成河道水流不暢，影響生態(tài)環(huán)境的連續(xù)性及天然性。 實(shí)用新型內(nèi)容：
[0003] 實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型提供一種W型石籠生態(tài)潛壩，其目的是解決以往的方 式所存在的容易阻礙河流連通性的問(wèn)題。
[0004] 技術(shù)方案：
[0005] -種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：該潛壩布置于河道河槽內(nèi)，分為典型三段， 即左灘地段、主河槽段和右灘地段；左灘地段和右灘地段的平面為平直形狀，該潛壩主河槽 段的平面呈"W"形，左灘地段及右灘地段的迎水面為垂直面，主河槽段的主河槽迎水面為斜 坡面。
[0006] 主河槽迎水面的坡面坡比為1:2。
[0007] 主河槽段"W"形的兩個(gè)凹進(jìn)處形成兩個(gè)深泓區(qū)，兩個(gè)深泓區(qū)內(nèi)形成深泓背水面， 兩個(gè)深泓區(qū)之間設(shè)置有與左灘地段及右灘地段方向一致的主河槽背水面，背水面為坡面結(jié) 構(gòu)，左灘地段的背水面及右灘地段的背水面均為坡面結(jié)構(gòu)。
[0008] 深泓背水面、右灘背水面、主河槽背水面及左灘背水面的坡比分別為1:10、1:2、 1:4 和 1:2。
[0009] 左灘地段及右灘地段的背水面為坡面，背水面的坡比為1:2,迎水面與背水面之間 的壩體長(zhǎng)為l〇m?40m。
[0010] 主河槽段的"w"形斜面與岸坡夾角在20°?30°。
[0011] 該潛壩的壩頂寬為〇· 5m，壩高為lm?2. 5m。
[0012] 壩體底部lm為深埋部，壩體底部基礎(chǔ)為石籠，基礎(chǔ)末端設(shè)置成齒墻，齒墻尺寸為 深度X厚度為50cmX 50cm，齒墻下部設(shè)置20cm厚的砂墊層。
[0013] 潛壩的壩體由石籠構(gòu)成，石籠網(wǎng)墊的鐵絲采用8#?12#鐵絲，鐵絲構(gòu)成雙鉸六角形 柔性金屬網(wǎng)，石籠網(wǎng)孔尺寸8X10cm、12X10cm或15X10cm,石籠隔片間距不大于1. 0m。
[0014] 優(yōu)點(diǎn)效果：本實(shí)用新型主要是針對(duì)我國(guó)北方地區(qū)城市段河道，在寬且順直河段處 修建一種新型的生態(tài)攔蓄型水工建筑物一w型石籠生態(tài)潛壩。該潛壩布置于河道河槽 內(nèi)，分為典型三段，即左灘地段、主河槽段和右灘地段；左灘地段和右灘地段的平面為平直 形狀，該潛壩主河槽段的平面呈"W"形，左灘地段及右灘地段的迎水面為垂直面，主河槽段 的主河槽迎水面為斜坡面。北方地區(qū)的中、小河流多為季節(jié)性河道，河槽寬淺，河床寬廣，汛 期洪水源短流促，暴落暴漲；非汛期基流很小，甚至干涸，整個(gè)河道處于閑置狀態(tài)。河道上修 建W型石籠生態(tài)潛壩，其一是在河道上蓄水，形成生態(tài)水環(huán)境，為濕地工程創(chuàng)造水流條件。 壩上游可種植水生植物，如蘆葦、蒲草、千屈菜等，增加溶解氧含量、美化環(huán)境、凈化水質(zhì)，達(dá) 到城市段河流的景觀效果，同時(shí)通過(guò)局部壅水來(lái)減小水力坡度，使流速變小，降低水流沖刷 能力，穩(wěn)定河勢(shì)；其二是解決了傳統(tǒng)工程措施對(duì)河道連續(xù)性的不良影響，致使水流在局部 形成壅水、魚(yú)類無(wú)法洄游。石籠生態(tài)潛壩壩體可過(guò)水，形成了懸浮物攔截沉淀區(qū)、水質(zhì)凈化 濕地區(qū)以及自由表流濕地區(qū)，減緩水流流速，促進(jìn)懸浮物沉降，通過(guò)種植水生植物來(lái)改善水 質(zhì)，保證了河流的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸移、生物群落和信息流的連續(xù)性，同時(shí)為魚(yú)類提供洄游通道， 改善了以往水工建筑物阻斷河流生態(tài)連貫性的問(wèn)題；其三是改善了擋河建筑物柔性不足、 剛性有余的現(xiàn)狀，延長(zhǎng)了建筑物的使用壽命。生態(tài)潛壩采用石籠筑壩，石籠墊屬柔性、透水 性結(jié)構(gòu)，撓曲性較好，能適應(yīng)比較大的河底不均勻沉陷，且耐沖刷及內(nèi)外透水性良好，僅由 格賓網(wǎng)（特點(diǎn)：抗老化，耐腐蝕）包裹，形成一個(gè)整體，增強(qiáng)了抗擊洪水的能力，對(duì)基礎(chǔ)的要 求低，它與地面的接觸面積大，穩(wěn)定性較好，一般情況下，不需要開(kāi)挖基礎(chǔ)，無(wú)需導(dǎo)流、處理 流沙等復(fù)雜的工序，大大減化了工序、節(jié)省了資金，易被普遍接受；其四，抬高河道的侵蝕基 點(diǎn)，減小河道底坡，限制河道的進(jìn)一步下切變深，與此同時(shí)增加水面，形成跌水，或呈現(xiàn)景觀 瀑布，豐富河流地貌形態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0015] ：
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的W型潛壩平面布置圖；
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的I - I位置剖面圖；
[0018] 圖3為本實(shí)用新型的II - II位置剖面圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種W型石籠生態(tài)潛壩，該潛壩布置于河道河槽內(nèi)， 分為典型三段，即左灘地段111、主河槽段222和右灘地段333 ;左灘地段111和右灘地段 333的平面為平直形狀，該潛壩主河槽段222的平面呈"W"形，左灘地段111及右灘地段333 的迎水面7為垂直面，主河槽段222的主河槽迎水面2為斜坡面。
[0020] 主河槽迎水面2的坡面坡比為1:2。
[0021] 主河槽段222 "W"形的兩個(gè)凹進(jìn)處形成兩個(gè)深泓區(qū)666,兩個(gè)深泓區(qū)666內(nèi)形成深 泓背水面3,兩個(gè)深泓區(qū)666之間設(shè)置有與左灘地段111及右灘地段333方向一致的主河槽 背水面5,背水面5為坡面結(jié)構(gòu)，左灘地段111的背水面6及右灘地段333的背水面4均為 坡面結(jié)構(gòu)。
[0022] 深泓背水面3、右灘背水面4、主河槽背水面5及左灘背水面6的坡比分別為1:10、 1:2、1:4 和 1:2。
[0023] 左灘地段111及右灘地段333的背水面8為坡面，背水面8的坡比為1:2,迎水面 7與背水面8之間的壩體寬L為10m?40m。
[0024] 主河槽段222的"W"形斜面與岸坡444或555的夾角R在20°?30°。444為左 岸坡線，555為右岸坡線。
[0025] 該潛壩的壩頂1寬為0· 5m，壩高為lm?2. 5m。
[0026] 壩體底部lm為深埋部，壩體底部基礎(chǔ)為石籠，基礎(chǔ)末端設(shè)置成齒墻777,齒墻尺寸 為高X寬為50cmX 50cm，齒墻777下部設(shè)置20cm厚的砂墊層。
[0027] 潛壩的壩體由石籠構(gòu)成，石籠網(wǎng)墊的鐵絲采用8#?12#鐵絲，鐵絲構(gòu)成雙鉸六角形 柔性金屬網(wǎng)，石籠網(wǎng)孔尺寸8X 10cm、12X 10cm或15X 10cm,石籠隔片間距不大于1. 0m。圖 1中箭頭方向?yàn)樗鞣较?，A為河段下游，B為河段上游。
[0028] 本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩，河道枯水期蓄水，低水位時(shí)露出地面；豐水期高 水位時(shí)淹沒(méi)地下以輔助泄水，保證河道天然的連續(xù)性。
[0029] (1)水流特性：本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩適合修建于河寬約50m?100m、水 流流速為〇. 5m/s?6. 5m/s流速的順直河段上。石籠生態(tài)潛壩屬透水結(jié)構(gòu)，當(dāng)水流流速超 過(guò)2. 5m/s時(shí)，石籠結(jié)構(gòu)透水，壩體上下游、壩體內(nèi)水流流態(tài)復(fù)雜，在潛壩下游40m范圍內(nèi)存 在明顯的紊流場(chǎng)，且近壩區(qū)存在局部水流橫向流動(dòng)；40m以外河道流場(chǎng)相對(duì)簡(jiǎn)單，以河道流 向?yàn)橹?，恢?fù)為河道急流狀態(tài)；此外，石籠潛壩下游40m范圍內(nèi)，河底沖刷效應(yīng)減弱，高速水 流集中在石籠壩頂高程之上。當(dāng)過(guò)壩流速小于2. 5m/s時(shí)，石籠生態(tài)潛壩透水效應(yīng)不明顯， 水流以典型的堰流形式通過(guò)壩體，在壩下游20m范圍內(nèi)存在局部渦狀流場(chǎng)，橫向緩流效應(yīng) 不明顯，下游河道流場(chǎng)基本穩(wěn)定。
[0030] (2)順?biāo)鞣较蚪Y(jié)構(gòu)形式：本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩，結(jié)構(gòu)形式獨(dú)特，從平 面看呈W型，根據(jù)遼寧省中小型河流已修建好的生態(tài)潛壩情況來(lái)看，壩體寬度約10m?30m 為宜，在平灘高程位置以與岸坡夾角在20°?30°之間的方向從河岸向上游主槽延伸，但 在1/4河道平灘寬度位置處開(kāi)始向下游延伸，并逐漸抬高，形成兩個(gè)深泓。W型生態(tài)潛壩的 迎水坡坡比可以設(shè)定為1 :2,背水坡坡比為1 :10,考慮河流溢流能力，壩頂寬設(shè)定0. 5m為 且。
[0031] (3)垂直于水流方向結(jié)構(gòu)形式：本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩，垂直于水流方向 分三部分：左灘地段、主河槽段、右灘地段。灘地段長(zhǎng)度根據(jù)規(guī)劃河寬及河道灘地的天然條 件視具體情況確定，一般為l〇m?25m。主河槽段，壩體寬度與主河槽相同，一般為10m? 40m。灘地段迎水面與地面相垂直，背水坡坡比為1 :2,壩頂寬0. 5m，與主河槽段壩頂高程相 同。
[0032] (4)壩高確定：本實(shí)用新型的W型石籠生態(tài)潛壩，壩高確定，依據(jù)河底高程、枯水期 水位、壩上游形成的水面寬度，保證河流的連續(xù)性，確定壩高約lm?2. 5m。
[0033] (5)塊石直徑：生態(tài)潛壩壩體采用石籠砌筑，根據(jù)沖刷公式確定埋深，基礎(chǔ)也為石 籠，基礎(chǔ)末端設(shè)置成齒墻，齒墻尺寸為50cm X 50cm，下部設(shè)置20cm厚的砂墊層。筑壩的塊石 直徑應(yīng)滿足抗沖的要求，因不考慮塊石之間的相互咬合，故其抗沖能力相對(duì)較弱?？紤]壩 體的穩(wěn)定性，可以計(jì)算單體石籠的抗沖能力，可按下式計(jì)算：
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：該潛壩布置于河道河槽內(nèi)，分為典型三段，即 左灘地段（111 )、主河槽段（222 )和右灘地段（333 );左灘地段（111)和右灘地段（333 )的平 面為平直形狀，該潛壩主河槽段（222)的平面呈"W"形，左灘地段（111)及右灘地段（333) 的迎水面（7)為垂直面，主河槽段（222)的主河槽迎水面（2)為斜坡面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：主河槽迎水面（2)的坡 面坡比為1:2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：主河槽段（222)"W"形 的兩個(gè)凹進(jìn)處形成兩個(gè)深泓區(qū)（666)，兩個(gè)深泓區(qū)（666)內(nèi)形成深泓背水面（3)，兩個(gè)深泓 區(qū)（666)之間設(shè)置有與左灘地段（111)及右灘地段（333)方向一致的主河槽背水面（5)，背 水面（5)為坡面結(jié)構(gòu)，左灘地段（111)的背水面（6)及右灘地段（333)的背水面（4)均為坡 面結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：深泓背水面（3)、右灘 背水面（4)、主河槽背水面（5)及左灘背水面（6)的坡比分別為1:10、1:2、1:4和1:2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：左灘地段（111)及右灘 地段（333 )的背水面（8 )為坡面，背水面（8 )的坡比為1:2，迎水面（7 )與背水面（8 )之間的 現(xiàn)體長(zhǎng)為10m?40m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：主河槽段（222)的"W" 形斜面與岸坡夾角在20°?30°。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：該潛壩的壩頂（1)寬為 0· 5m，現(xiàn)高為lm?2. 5m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：壩體底部lm為深埋部， 壩體底部基礎(chǔ)為石籠，基礎(chǔ)末端設(shè)置成齒墻（777)，齒墻尺寸為深度X厚度為50cmX 50cm， 齒墻（777 )下部設(shè)置20cm厚的砂墊層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種W型石籠生態(tài)潛壩，其特征在于：潛壩的壩體由石籠構(gòu) 成，石籠網(wǎng)墊的鐵絲采用8#?12 #鐵絲，鐵絲構(gòu)成雙鉸六角形柔性金屬網(wǎng)，石籠網(wǎng)孔尺寸 8X10cm、12X10cm或15X10cm，石籠隔片間距不大于1. 0m。
【文檔編號(hào)】E02B7/06GK203878542SQ201420247781
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】郭維東, 徐偉, 楊麗萍, 林洋, 孫翠玲, 錢彤, 王學(xué)棟, 叢日義, 黃延賀, 張海良, 熊守純, 欒城, 李釗成, 郝淑莉, 王壯, 孟繁星, 孫紅偉, 胡志華, 王毅, 劉偉, 周揚(yáng), 賴倩, 姚慶宇, 張家陽(yáng), 李東斌, 李曉麗, 劉旭冉, 王麗, 陸謙益 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)