河流碎屑截留结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种河流碎肩截留结构。
[0002] 在此特别地但是非排他地涉及一种碎肩截留结构（节制坝），所述碎肩截留结构 在存在相当大量的固体输送（碎肩流、泥流和高含沙流）和/或大尺寸漂浮植物物料的情 况下沿着河道构建。
【背景技术】
[0003] 用于截留河流中的碎肩的结构通常是节制坝，即，水力工程，其横贯河道的通道， 其中，所述节制坝建立并且设计成通过在其上游产生沉淀物或固体的沉积而减小由上述河 道（无论其是急流或是河流）运送的河床负载（bedload)。
[0004] 典型的节制坝可由砖石、泥土、木材和石笼（即，填充有诸如鹅卵石和石头的乱石 的金属容器）构建而成。
[0005] 上述节制坝由坝墙和设置在河床和堤岸中的基础（地下设施）构成，所述坝墙具 有大体梯形横截面，所述梯形横截面具有通常竖直的上游面，所述坝墙咬合到堤岸中。流段 还已知通常称为"堰"，其为大致梯形的并且位于工程的中央部分中。替代地，坝墙的由堰延 伸直到堤岸的部分被称作"翼"。这些翼通常略微倾斜，例如，倾斜10°。堰的任务是在正 常流动条件下包含河道，由此防止水流可能侵蚀工程的堤岸，或可能包围所述堤岸。典型的 节制坝的主要目的是校正构建节制坝所在的河床的天然斜率，一旦河床被淤泥堵塞，即，一 旦河床上游被淤泥堵塞，则可用空间被从上游到达的被运送的固体物料完全占据。
[0006] 还已知一种选择性节制坝，所述选择性节制坝以与典型的节制坝类似的方式建 成，但是其任务并非校正它们所插入的河床的斜率，而是当河道处于高流量或洪水泛滥情 况时阻截来自上游的尺寸较粗的颗粒物料。为了实现这个功能，堰由流段或开口代替，所述 流段或开口的尺寸取决于待截留的物料的颗粒尺寸。所述开口可以以多种方式构成；所述 开口可以由简单的缝隙构成，或者另外地由（水平或竖直）的钢网格构成。
[0007] 已知环网或金属丝网眼拦截围墙（即，由金属环的网或网眼构成的弹性屏障物） 用作选择性堰，其使得水能够流动。例如，由Geobrugg公司生产栏栅屏障物，用于防御碎肩 流，所述栏栅屏障物具有顶部支承缆索的翼状布置，这确定了明确界定的流段。
[0008] 上述环网屏障物根据机械筛的标准执行功能并且具有在河流的最初洪水阶段便 被完全堵塞并且因此在洪峰期间不能进行分层的缺陷。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是克服现有技术缺陷并且特别地提出一种河流碎肩截留结构，所述 河流碎肩截留结构在河流的最初洪水阶段不会被完全堵塞并且因此在洪峰期间执行分层 功能。
[0010] 通过一种结构来实现本发明的目的，所述结构具有形成随后权利要求的主题的特 征，所述特征形成关于本发明的在此提供的技术教导的一体部分。本发明的目的还在于提 供了 一种用于截留河流中的碎肩的对应方法。
【附图说明】
[0011] 现在将参照附图描述本发明，所述附图仅仅为非限制性示例并且附图中：
[0012] 图la、lb和lc分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第一实施例的示意图， 即，俯视平面图、主视图和截面图；
[0013] 图2a、2b和2c分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第二实施例的示意图， 即，俯视平面图、主视图和截面图；
[0014] 图3a、3b和3c分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第三实施例的示意图， 即，俯视平面图、主视图和截面图；
[0015] 图4a、4b分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第四实施例的示意图，即，俯 视平面图和主视图；
[0016] 图5a、5b分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第五实施例的示意图，即，俯 视平面图和主视图；
[0017] 图6a、6b分别是根据本发明的河流碎肩截留结构的第六实施例的示意图，即，俯 视平面图和主视图；
[0018] 图7是根据本发明的河流碎肩截留结构的示意图，在示意图中示出了在对应碎肩 截留方法中使用的量；和
[0019] 图8、9和10是示出了在不同实施例和流动条件下根据本发明的截留结构的截留 能力的简图。
【具体实施方式】
[0020] 简言之，在此提出了一种结构，所述结构构造成使得：在洪水的初始阶段和最后阶 段期间能够使得固体排放通过，并且能够在洪峰期间截留物料，从而执行固体排放的分层 效果，由此降低洪峰值；即，固体物料的拦截机构具有水动力特性而非机械筛类型。
[0021] 特别地，根据本发明的结构由具有水平缝隙的节制坝构造而成。上述水平缝隙位 于节制坝的底部处，即，位于流段的下部部分中。更加具体地，流段基本为梯形的，由侧壁界 定其水平延伸部，而且包括上部部分和下部部分。流段的上部部分包括用于保持来自上游 的物料的保持结构，所述结构特别地构造成用于在河流的洪流或洪水情况中拦截物料，并 且在侧壁之间水平延伸。特别地，根据本发明的优选变型方案，上述截留结构有利地由网构 成，所述网由金属丝网眼或弹性环制成或通过绳索获得，并且没有构造成整面壁。流段的下 部部分对应于水平缝隙，并且在保持结构的底部边缘与覆盖上述河床的板或河道的河床之 间延伸。上述水平缝隙相对于河床或板的高度设计成具有适当的尺寸，用于按照参照图7、 8、9和10在下文详细描述的方法根据用于在上游获得的沉积物、水动力特性以及水流的沉 积物运送来实施拦挡行为。
[0022] 有利地，根据本发明的水力截留结构涉及建造的成本和时间问题，所述建造的成 本和时间低于完全由混凝土制成的节制坝。根据本发明的水力截留结构与网状金属丝节制 坝和环网节制坝的不同之处在于存在底部开口或流段的下部部分，其目的是：
[0023] -允许固体排放的初始部分通过，授予沿着河道连续构建这些结构的阵列，实现有 效的分层能力；
[0024] -与刚性竖直缝隙节制坝相比，具有更大的自清洁能力（在传统网节制坝中不具 备此能力）；实际上，水平开口极大地降低了堵塞的可能性；和
[0025] -削减了构造成本并且缩短了构造时间。
[0026] 根据特定的分层要求，水平缝隙可以占据河床或通道的整个宽度，或者仅仅占据 河床或通道的一部分（部分宽度开口）。
[0027] 节制坝的刚性部分可以由钢筋混凝土、盒型石笼和钢梁构成。
[0028] 节制坝的流段可以由混凝土构成，所述混凝土要么被包层要么没有钢抑或牢固地 结合有卵石或岩石。
[0029] 在下文中，图1、2和3示出了一种节制坝，在所述节制坝中，水平缝隙占据河床的 整个宽度，而图4、5和6中示出了水平缝隙仅仅占据河床的一部分的部分宽度节制坝。
[0030] 图1示出了具有全宽度水平缝隙和金属丝网眼的节制坝截留结构10。
[0031] 特别地，在图la中示出了河道11的河床12的俯视平面图。附图标记13表示河道 11的堤岸。箭头14表示水流及其对应方向。节制坝结构10包括侧壁15,所述侧壁15具 有梯形横截面和垂直上游面，所述侧壁15延伸直到河床12的界限为止并且在它们之间限 定了梯形堰20,其中，梯形的最小侧边对应于河道河床12。由于静态原因，可替代地，上游 面也可以是倾斜的。堰20的上述最小侧边由板21覆盖。在图lb的主视图中，可更好地意 识到的是，侧壁15如何还具有基本水平但是略微倾斜的顶侧15a和对应于由堰20限定的 梯形的斜侧边的河流侧15b。由金属丝网17表示的保持结构在堰20的上部部分中从由顶 侦J15a和河流侧15b形成的边缘15c延伸，所述保持结构也为梯形的而且具有高度hr，所述 高度小于堰20的高度hg，使得开口 30在堰20的下部部分中限定在板21与网17之间，所 述开口 30具有高度a (a = hg-hr)。用于接合网17的绳索16从边缘15c沿着网17的主要 顶侧延伸，其受保护并且被增强，即，具有适当尺寸以便吸收施加在网上的推力，特别地吸 收由物料沉积施加的静态推力和动态推力以及在网或多或少被堵塞的情况下的静压推力。 两个锚固螺栓18设置在翼15中并且嵌入在形成上述翼15的混凝土中。通常而言，锚固螺 栓当然可以甚至多于两个。开口 30的高度a例如大于lm;然而，在本描述的随后描述中， 将说明使得开口 30的上述高度a具有适当尺寸。在图lc中图解了节制坝10的侧向横截 面。将意识到的是侧壁15如何具有上游侧竖直的上述直角梯形形状。
[0032] 图2a、2b和2c分别以俯视平面图、主视图和截面图示出了全宽度节制坝结构110。 在这个情况中，堰20包括由钢板包层的板121，同时使用弹性环网117。
[0033] 图3a、3b和3c分别以俯视平面图、主视图和截面图示出了全宽度节制坝结构210。 在这个情况中，网217用绳索制成的。堰20包括由岩石或卵石221a构成的板211，由打入 到河床中的柱或粧221b增强所述板221。
[0034] 图4、5和6以两个视图（即，俯视平面图和主视图）示出了部分宽度节制坝结构 的变型。在图4a和4b中图解了一种结构310,所述结构310包括延伸侧壁315和对应开口 330, 即，所述延伸侧壁315从河道11的堤延伸直到河床12中，而不是基本止于河床12的 边界处，由此限定了堰320,所述延伸侧壁315和对应开口 330的宽度皆小于河