专利名称：一种用于岸边防护并有利于多种生物繁育的潜水丁坝系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及湖泊、水库等水体岸边的保护和修复，尤其是一种用于岸边防护并有利于多种生物繁育的潜水丁坝系统。
背景技术：
人类需要保护水体的岸坡，在进行岸边防护过程中，要注重水道行洪、排涝、水质净化、水环境改善和生物多样性提高。丁坝和潜坝是广泛使用的河道整治和维护建筑物，其主要功能为保护河岸不受来流直接冲蚀而产生掏刷破坏，传统的目的比较单一，没有考虑生物多样性的构建。
发明内容
本发明的目的是构筑一种潜水丁坝系统，利用自然水动力势能运送泥沙到岸边，强化泥沙在岸边预定沉积区内的淤积，为岸边水生生物的生长和栖息提供一个良好的环境，可以有效改善岸边区域的水体水质。
该发明为一突出岸边且潜没于水面下的构造物，藉由其形状(坝顶水深、坝宽、坡度、空隙)使入射波产生破碎、分裂、渗透、反射或折射等行为，以减衰入射波能量或改变其进行方向，抑制坝背后的透过波能。
发明主要在湖泊、水库等水体岸边构筑。发明的平面结构为Y字形，其中Y字形的上半部分分叉紧贴已有岸边带，Y字形分叉之间的夹角可变动，Y字形的下半部分伸向水体。其主轴方向基本与岸边垂直或根据主水流方向略作调整。潜水丁坝外观可分为左支体、右支体、结合部、主体和头部等部分。为加强潜水丁坝的稳定性和抗风浪能力，主体和头部边坡的坡度宜较缓，顶宽稍宽，支体内外两侧由于与已有岸边带毗邻，修筑坡度可稍陡，顶宽稍窄。潜水丁坝的头部是直迎风浪冲刷严重的部位，所以在丁坝头部靠近水流主方向处伸出一平台，其顶宽约与主体部顶宽相等。
潜水丁坝抛石工程隐于水下。在潜水丁坝系统的头部区域架设漂浮体结构。此结构可用竹排构建，四角用地锚(钢筋混凝土浇灌)或钢筋(钉入水底硬质土中)进行牵引固定。漂浮体主轴方向与潜水丁坝的主轴方向相垂直。采用潜水丁坝加漂浮体的组合，可实现泥沙分级。粗颗粒泥沙在潜水丁坝的头部区域进行沉积，水流及其所携带的藻类、细颗粒泥沙和污染物可以从漂浮体下方流向岸边，在潜水丁坝的支体和近岸区域沉积，污染物得到净化，从而实现对广大水体的净化功能。
潜水丁坝的底基和边坡用块石抛筑。丁坝内部以填充介质填充，这部分区域称为潜水丁坝的种植区。填充介质的下层是种植土或泥石混合料。种植区顶部的覆盖层填料配方为土∶粗砂(2mm-5mm)∶碎石(20mm-80mm)以1∶1∶2比例配制，随着时间推移，表面的土和粗砂可被水流和波浪冲走，碎石的比例得以提高，对下层种植土和潜水丁坝起到保护作用。在种植区和抛石区之间用可降解的土工合成材料分隔。
在局部风浪和水流特大区域，为了增加边坡块石层上方的稳固性和抵御风浪能力，在支体、主体和头部边坡抛石层顶部可加设内装碎石(20mm-80mm)的圆柱形石笼进行加固，石笼与石笼之间采用角形钢筋进行箍定。
在潜水丁坝的种植区栽种芦苇等高等水生植物。潜水丁坝的Y字形状自岸边向水体由宽变窄，有利于岸边植物向水体深扎生长。潜水丁坝顶部在水面下的深度根据常年水位波动情况和栽种的水生植物种类不同而定。
潜水丁坝可在浅水岸边区域以不等间隔进行修建，构成潜水丁坝群，从而促使泥沙沉积在岸边区形成门字形结构，保护和修复原有岸边带。潜水丁坝通过增加岸边的水力糙率，消浪促淤，给其它水生生物的生长和栖息创造条件。潜水丁坝系统的益处在于修建的潜水丁坝工程量较小，通过诱导性工程来保护和稳定现有岸边带系统，成本较低。此外，系统对水循环妨碍较小，且对生态环境影响较少，加上主要结构物不露出水面，无损于视觉景观，保证了岸边区域的景观美化。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是潜水丁坝的外观立体结构示意图。
图中1.左支体，2.右支体，3.结合部，4.主体，5.头部，6.漂浮体结构。左支体与右支体对称分布，头部的平台可在潜水丁坝主轴方向的左侧或右侧，根据主要水流方向而定。
图2是潜水丁坝的平面结构示意图。
图中1.潜水丁坝的种植区，2.石笼放置区，3.抛石区，4.漂浮体结构。
图3是潜水丁坝主体部分的横剖面示意图。
图中1.抛石区，2.潜水丁坝的种植区，3.表面覆层，4.石笼，5.土工合成材料，6.挺水植物。
具体实施例方式
下面以实例并结合附图详细阐述本发明。
实施例1图1中，潜水丁坝的外观形状为Y字形，其中Y字形的上半部分分叉(支体)紧贴着岸边带已有芦苇型湿地，支体间夹角为67°。主体向主水流方向略微弯曲。潜水丁坝主体部分边坡坡度选为1∶3。支体内外侧由于与已有芦苇带毗邻，修筑坡度分别为1∶2和1∶1.5。潜水丁坝支体顶宽为1m，长度为8m。主体部分顶部长度15m或20m，宽度1.5m。在潜水丁坝的头部靠近水流主方向处伸出一平台，平台宽度2m(图1，图2)。在潜水丁坝的底部和侧面分别为20cm厚的块石层(图3)，起加固和防护作用。在潜水丁坝种植区栽种挺水植物芦苇，表层覆以10cm厚的碎石(20mm-50mm)(图3)，以减少下层种植土散失。潜水丁坝的顶部高程与水面年平均高程之差为60cm。表层碎石之下是芦苇培养基-种植土，层厚50cm，主要取自当地芦苇种植区或者其它耕层土壤。采取原位土壤连同芦苇作为一体，装于竹筐(或柳篓)(规格70×40×45cm3，壁厚1cm)，放在底部块石层之上。竹筐位于芦苇种植区的中央，长向与潜水丁坝的延伸方向垂直。竹筐外围以土或泥石混合料填实。整个土层(包括竹筐)外面铺垫土工合成材料(图3)，防止土壤被波浪冲刷而散失。
实施例2与实施例1相同，在潜水丁坝的头部架设竹排(图2)，通常应用于风浪作用力强掏蚀严重的区域。每组竹排宽度为2m，长度为20m，竹排用竹直径为10cm-15cm。架设好的竹排漂浮于水面，竹排四角用地锚(钢筋混凝土浇灌)或钢筋(钉入水底硬质土1m深)进行牵引固定。每个地锚块规格为0.8m×0.8m×0.5m，每根钢筋(φ16mm)平均长度为1.2m，牵引绳索直径为16mm。
实施例3与实施例1相同，在潜水丁坝的支体、主体和头部边坡抛石层顶部加设内装碎石的圆柱形石笼进行加固(图2，图3)。石笼网为金属线材编织的角形网(六角网)制成的网箱，外观呈圆柱形(截面30cm)。六角网网目尺寸为80mm×100mm，使用12号热镀锌铁丝(线径2.6mm)。要求石笼有底和盖，内部填装468石子。为了防止石笼中石子漏出，在石笼内部衬以聚乙烯石笼网，网孔大小以石子不漏出为宜。单个石笼长度为1m，石笼与石笼之间采用角形钢筋(φ12mm)进行箍定。增设石笼主要在风浪较大和冲刷严重的区域使用。
权利要求
1.一种用于岸边防护并有利于多种生物繁育的潜水丁坝系统，主要用于湖泊、水库等水体岸边的保护和修复。其特征是外观呈Y字形，包括左支体、右支体、结合部、主体和头部等部位；支体紧贴已有岸边带，支体间夹角可变动，主体与岸边基本垂直；系统由抛石区和种植区组成，二区之间以可降解的土工合成材料分隔；潜水丁坝的底基和边坡用块石抛筑，内部种植区用种植介质填充，种植芦苇等挺水植物；潜水丁坝系统的抛石工程隐于水下。
2.在潜水丁坝系统的头部区域架设漂浮体结构。此结构可用竹排构建，四角用地锚(钢筋混凝土浇灌)或钢筋(钉入水底硬质土中)进行牵引固定。漂浮体主轴方向与潜水丁坝的主轴方向相垂直。采用潜水丁坝加漂浮体的组合，可实现泥沙分级。粗颗粒泥沙在潜水丁坝的头部区域进行沉积，水流及其所携带的藻类、细颗粒泥沙和污染物可以从漂浮体下方流向岸边，在潜水丁坝的支体和近岸区域沉积，污染物得到净化，从而实现对广大水体的净化功能。
3.根据权利要求1所述的潜水丁坝系统，其种植介质特征是下层为种植土或泥石混合料，上层为覆盖层，其配方为碎石(20-80mm)∶土或粗砂以1∶0.5-1比例配制，随着时间推移，表面的土和粗砂可被水流和波浪冲走，碎石的比例得以提高，对下层种植土和潜水丁坝起到保护作用。
4.根据权利要求1所述的潜水丁坝系统，其特征是为加强潜水丁坝的稳定性和抗风浪侵蚀能力，主体和头部修筑的坡度宜较缓。支体内外侧由于与已有岸边带毗邻，修筑坡度可稍陡。为起加固和增强抗风浪侵蚀能力，在潜水丁坝头部靠近水流主方向处伸出一平台。
5.根据权利要求1和2所述的潜水丁坝系统，其特征是可在浅水岸边区域以不等间隔进行修建潜水丁坝群，在岸边区形成门字形或齿形结构。通过增加岸边的水力糙率，从而消浪促淤，给其它水生生物的生长和栖息创造条件。
全文摘要
一种用于岸边防护并有利于多种生物繁育的潜水丁坝系统。涉及湖泊、水库岸边和其他水体的保护和修复。系统外观呈Y字形，左右支体与原岸边带毗邻，主体伸向水体。由抛石区和种植区组成，在种植区栽种挺水植物。在丁坝头部架设漂浮体结构，可以消浪，并使粗砂在丁坝头部沉积，水流及其携带的细沙、藻类和污染物等可通过漂浮体结构在丁坝支体部和岸边沉积，从而实现对广大水体的净化。潜水丁坝系统抛石工程隐于水下，在岸边区以不等间隔构筑丁坝群，可促使泥沙沉积形成门字结构，保护和修复原有岸边带。为其它水生生物生长和栖息创造条件，加速稳定岸边带的形成。
文档编号E02B3/06GK1854395SQ20051006463
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者王为东, 卢金传, 王洪君, 尹澄清 申请人:中国科学院生态环境研究中心