专利名称：抑咸活动潜坝的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供水安全技术领域，具体的说，涉及一种安装在河口，以抑制咸潮上溯的抑咸活动潜坝。
背景技术：
咸潮上溯是河口地区常见的一种自然灾害，珠江河口随着三角洲区域的经济发展和人口增长，供水安全问题逐渐显现。尤其在枯水期，咸潮的上溯使澳门、珠海和中山等城市的供水安全受到严重威胁。要阻止咸潮上溯最理想的工程方案当然是设置挡潮闸。但档潮闸的建设又将对防洪、纳潮、航运和泥沙排泄等带来一系列不利影响，且耗资巨大，所以一般在大型河口很少米用。 通过对咸潮上溯的机理研究发现，弱潮河口的咸潮是在潮动力较小的小潮期，由河道底部以盐水楔的形式上溯的，此时的径流主要由表层下泄；随着潮动力增大，咸、淡水掺混加强，掺混的咸水随落潮流下泄，这就是弱潮河口咸潮上溯和消退的内在机制。若能阻断咸海水从河道底部上溯的通道，或设法促使咸、淡水掺混，都能有效的抑制咸潮上溯。在河道底部设置潜坝是能起到抑制咸潮的效果，也已有成功的先例。但潜坝的设置不仅会阻碍洪水的下泄，也阻止了河道泥沙的外排。所以所筑潜坝必须能在枯季修建而在洪季拆除，这种方式由于耗资具大且操作复杂而极少采用。
实用新型内容针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、有效抑制咸潮上溯、且可灵活装拆的抑咸活动潜坝。为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案抑咸活动潜坝，包括桩柱、网状体和土工膜；桩柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿着河道断面排列成行；网状体可拆卸式的固定在桩柱的下游侧，网状体展开设置，网状体的长度方向与河道断面的宽度方向一致，网状体的宽度方向与桩柱的高度一致；土工膜的上方相对固定在网状体顶部靠近下游的一侧，土工膜展开设置且与网状体叠置；网状体和土工膜的下方触及河床。采用这种结构后，在河道断面底部的河床立起一排桩柱，网状体和土工膜沿着河道断面张开设置。由于网状体可拆卸式的固定在桩柱上，因此可根据使用需要，将网状体和土工膜在枯季安装，在洪季拆卸，装拆方便，操作过程简单。同时，桩柱、网状体和土工膜相配合的结构，涨潮时，咸潮被土工膜阻挡，土工膜被网状体阻挡，而网状体被一排桩柱阻挡，有效抑制咸潮上溯，实现涨潮时封堵河道底部，阻挡河道底部的涨潮流；退朝时，潮水和泥沙穿过网状体和下方自由飘落的土工膜从上游流向下游，实现落潮时敞开下泄而不起阻挡作用。桩柱靠近下游侧设有挂钩，网状体挂在挂钩上。采用这种结构后，即挂钩结构，结构简单，装拆方便，制作成本低。[0010]网状体为尼龙绳网，线径l_2cm，网眼20-30cm。采用这种结构后，结构简单，取材方便，制作成本低。桩柱沿着河道断面相隔30-50m ;桩柱垂直插入河床，桩柱的顶部高程一致，距水面3-4m。采用这种结构后，依据河道断面的宽度设置桩柱之间的距离，桩柱垂直打入河床，在水面以下形成垂直固定在河床底部的一排桩柱，固定牢固。桩柱顶部高程一般设置为在水面以下3-4，m的位置。河道中设有航道，与航道对应的桩柱的 顶部高程低于其余的桩柱的顶部高程。采用这种结构后，可保证航行安全，避免桩柱触碰船体的底部，造成船体和桩柱的损坏。网状体沿着其长度方向紧绷在各桩柱上。采用这种结构后，可避免网状体松散塌落，以保证很好的抑咸效果。网状体的长度与土工膜的长度一致，网状体的宽度比土工膜的宽度小一米。采用这种结构后，可保证土工膜在涨潮时能将底部封住，以获得很好的抑咸效果。土工膜的厚度为O. 2-0. 4mm,抗拉强度为l-2kN/m。采用这种结构后,有效保证土工膜的正常使用和咸潮拦截效果。抑咸活动潜坝有至少两道，沿着河道的上下游方向、相隔一段距离依次设置。采用这种结构后，采用多道抑咸活动潜坝共同作用，抑咸效果有效加强。挂钩设置在桩柱的顶部。采用这种结构后，避免桩柱上方出现多余的部分，尽量减小桩柱的尺寸。本实用新型的原理由土工膜、网状体及桩柱在水面以下组成一堵活动式潜坝拦住河道底部的涨潮流，阻碍了河道底部盐水楔的上溯通道，迫使上溯的咸海水从活动潜坝的顶部翻越，在翻越的过程中就促使咸、淡水掺混。通过咸潮模型试验可见所述活动潜坝虽然不能完全挡住盐水楔的上溯，但它减少了底部高浓度的盐水上溯，而翻越潜坝坝顶的部分盐水因以淡水掺混而降低盐度，降低了含盐度的盐水就容易随落潮水流下泄，从而达到抑制咸潮上溯的效果。总的说来，本实用新型具有如下优点结构简单、装拆方便、制作成本低、在弱潮河口枯季有效阻挡咸潮上溯的同时可在落潮时敞开下泄。
图I为抑咸活动潜坝从上游向下游方向正视的示意图，只显示了其中一段两根桩柱。图2为落潮时图I中沿着A-A方向的剖视图。图3为涨潮时图I中沿着A-A方向的剖视图。其中，I为桩柱,2为挂钩,3为尼龙绳网,4为土工膜,5为淡水,6为盐水。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式
来对本实用新型做进一步详细的说明。本抑咸活动潜坝在珠江河口磨刀门水道的咸潮模型试验中应用。磨刀门水道是珠江的主要出海口之一，宽f 2km，主槽深8 10m。该水道是澳门、珠海和中山等地区的水源地，每年枯季咸潮上溯，影响水道沿程各取水站点的正常运行，严重时咸潮上述6(T70km，造成上述地区的水荒灾害。为了解和治理咸潮，开展了磨刀门水道咸潮模型试验研究。通过模型试验和原型观测，剖析了咸潮的上溯机理，并根据咸潮的上溯特性提出抑咸活动潜坝的抑咸措施。在距磨刀门出海口 15km和20km的河道断面处分别设置两道抑咸活动潜坝。每道抑咸活动潜坝的结构都相同，包括桩柱、尼龙绳网和土工膜。沿着所选断面每间隔40m布置一根所述桩柱，桩柱打入河道底部的河床，成排的固定于河道的底部，桩柱的顶部高程设在-3. O的珠江基面高程，考虑到通航的要求，在航道位置的桩柱顶部高程为-4. 3m，略低于其他桩柱的顶部高程。所用的尼龙绳网线径20mm，网眼300mm，尼龙绳网的顶部与桩柱的顶部同高，底部与河床面同高，尼龙绳网的长度与桩柱的顶部高程对应的河宽一致，网的顶部挂在桩柱下游侧顶部的挂钩上，尼龙绳网展开设置并沿一排桩柱的纵向绷紧，下部让其自然下垂，搭在河床上。所用的土工膜厚度O. 3_，将其顶部固定在尼龙绳网下游侧的顶部，下部自然飘落，土工膜沿垂向的高度要比尼龙绳网长1.0m，使其在涨潮时能将底部封住，土工膜的长度与尼龙绳网相同。这就成了抑咸活动潜坝。利用磨刀门咸潮物理模型试验，对活动潜坝的抑咸效果进行了试验分析。试验结果表明在咸潮上溯的不同阶段，活动潜坝的抑咸效果不尽相同，在咸潮上溯的初期，活动潜坝的抑咸效果虽然明显，但作用不太大，咸界下降仅f 2km。在咸潮咸界上溯最远的时段，咸界受阻下降的幅度最大，可下降7、km。抑咸活动潜坝对咸界的抑制，更多体现在对涨憩时的咸界影响，而对落憩时刻的影响较小。除了本实施例提及的方式外，网状体可通过绑绳的方式可拆卸式的绑在桩柱上；抑咸活动潜坝沿着上下游方向设置三道、四道或更多；网状体可采用麻绳网或塑料绳网结构；土工膜可采用塑料布或其他柔性不透水薄膜。这些变换方式均在本实用新型的保护范围内。上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.抑咸活动潜坝，其特征在于包括桩柱、网状体和土工膜；桩柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿着河道断面排列成行；网状体可拆卸式的固定在桩柱的下游侧，网状体展开设置，网状体的长度方向与河道断面的宽度方向一致，网状体的宽度方向与桩柱的高度一致；土工膜的上方相对固定在网状体顶部靠近下游的一侧，土工膜展开设置且与网状体叠置；网状体和土工膜的下方触及河床。
2.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述桩柱靠近下游侧设有挂钩，网状体挂在挂钩上。
3.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述网状体为尼龙绳网，线径l_2cm,网眼 20_30cm。
4.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述桩柱沿着河道断面相隔30-50m ;桩柱垂直插入河床，桩柱的顶部高程一致，距水面3-4m。
5.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述河道中设有航道，与航道对应的桩柱的顶部高程低于其余的桩柱的顶部高程。
6.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述网状体沿着其长度方向紧绷在各桩柱上。
7.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述网状体的长度与土工膜的长度一致，网状体的宽度比土工膜的宽度小一米。
8.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述土工膜的厚度为O.2-0. 4mm,抗拉强度为 l_2kN/m。
9.按照权利要求I所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述抑咸活动潜坝有至少两道，沿着河道的上下游方向、相隔一段距离依次设置。
10.按照权利要求2所述的抑咸活动潜坝，其特征在于所述挂钩设置在桩柱的顶部。
专利摘要本实用新型涉及抑咸活动潜坝，包括桩柱、网状体和土工膜；桩柱有多根，立起于河道底部的河床，且沿着河道断面排列成行；网状体可拆卸式的固定在桩柱的下游侧，网状体展开设置，网状体的长度方向与河道断面的宽度方向一致，网状体的宽度方向与桩柱的高度一致；土工膜的上方相对固定在网状体顶部靠近下游的一侧，土工膜展开设置且与网状体叠置；网状体和土工膜的下方触及河床。本实用新型具有结构简单、装拆方便、制作成本低、在弱潮河口枯季能有效阻挡咸潮上溯的同时可在落潮时敞开下泄的优点，属于供水安全技术领域。
文档编号E02B8/02GK202787192SQ20122045888
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者陈荣力 申请人:珠江水利委员会珠江水利科学研究院