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适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流技术

时间:2021-03-01 17:06      浏览次数:       来源: 无锡市生态环境局       字号:[ ]

  

先进环保治理技术展示

  

技术名称  

  适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流技术  

技术领域  

  环境科学技术、水利工程  

技术来源与知识产权概况  

  技术研究任务来自十三五太湖水专项《河口水文水动力特征及优化技术研究与工程示范》子课题(编号:2017ZX07203-005-03),该子课题隶属于梅梁湾滨湖城市水体水环境深度改善和生态功能提升技术与工程示范项目的《滨湖城市水体出入湖河口水域生境改善技术与工程示范课题》。

  该技术目前授权发明专利1项,申报中发明专利2项,授权实用新型专利3项,发表论文2篇。  

核心技术及产品介绍(工艺流程图)  

  水文水动力是河口最显著的特征之一,因此为改善滨湖城市水体河口水环境,需要为河口生境改善工程塑造良好水动力条件,以利于水生植物生长。基于以上需求,课题研发了适用于河口区水文水动力条件的多功能生态型柔性导流技术,该技术可改善河口水流流态,减小水流对水生植物,尤其是水生植物幼苗的冲刷,提高水生植物成活率,保障生境改善工程效果。

  在滨湖城市河口水动力调查分析的基础上,课题首先提出了一种确定出入湖河口水域范围的方法,该方法先依据河水径流与湖泊波浪分别确定河口区上下游边界,再依据底质与水生植物生长情况进行调整。

  之后,对河口区出现的水动力改善需求,提出了三种适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流装置:(1)针对水流流速强、水流冲刷大的河口区域,研发了一种鱼刺型生态导流装置,装置由主坝、支坝、浮筒、桩基等构成,采用高强度有纺材料,起到防护下游冲刷、保护水生植物的作用,可标准化、批量模块化生产。(2)针对一些水流的大小和流向都不固定的往复流河口,研发了一种鱼嘴型柔性生态防护装置,该装置呈弧形,可对水生植物进行多方位保护。(3)针对水深变化大的河口,研发了一种拼接式柔性导流装置,装置通过可快速拼接式幕布块保证装置呈紧、直状态,以保证良好的导流效果。 

该技术对柔性导流装置在河口区域应用的平面布置提出了指导,导流装置主坝与水流角度宜为60°,以避免装置后较显著的回流,但也不应小于30°;在保证柔性导流装置稳固的情况下,可通过增大支坝与水流方向夹角,提高导流效果;在水流冲击较大区域,宜设置支坝与水流方向相同,以提高抗冲击能力;在岸带抗冲刷能力差的河口,导流装置不宜设置超过河道宽度的1/3。

  适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流技术主要优势在于:基于水动力的出入湖河口范围划定方法综合考虑了影响河口水动力条件的影响因素,科学性、系统性高,可操作性强;柔性导流装置适用于不同水动力条件的河口区域,且安装拆卸方便,施工快速,汛期可快速收起,不影响行洪;经济性好,该导流装置抗冲击强度高、水深适应性好,工程造价不会随水深或水流速增加而显著上升;环保、可循环利用,装置拆卸后可复用于其它水域的导流工程。

  

图1 适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流技术应用技术路线图  

应用案例

  

  1 蠡湖新湖田庄浜河口示范工程;

  适用于河口区水文水动力条件下的多功能生态型柔性导流技术于蠡湖新湖田庄浜进行工程示范。新湖田庄浜河口设置有调水泵,不定期抽调蠡湖水改善河口水质。而水泵出水对种植的水生植物造成较大冲击,不利于水生植物生长。因此在水泵出口设置导流装置,改善水流态。装置主坝与水流夹角为60°,支坝与主坝垂直相交。

图2 蠡湖新湖田庄浜导流装置应用

  通过导流装置前后水流监测,柔性导流装置改善了调水泵出水口水流态,降低了泵出水管水流速。装置前后断面平均流速减少23%以上。

  2.咸宁斧头湖流域治理一期工程项目

  为保证水系连通,在几条支流入湖口处建设柔性导流装置,将枯水期沟渠水导流至湿地,进行水质净化。汛期将导流装置拆除,恢复原河道过水断面,不影响河道行洪。该工程选用的鱼刺型导流装置安装和拆卸方便,施工快速,提高了施工效率,降低了施工成本。

图3 咸宁斧头湖流域治理

  除以上应用情境外,该技术还可应用于以下河口水动力导流:

  1)河口生境改善工程水生植物幼苗防护

  在水生植物生长初期,根系不强,波浪对河口的冲刷造成水生植物难以定植,因此设置导流防护装置,可为水生动植物塑造良好的生长条件。

  2)闸控条件下河口水生植物防护

  闸控条件下河口水动力变化频繁,水流对水生植物冲击大,设置导流装置可为水生植物塑造生态屏障,保证水生植物正常生长。

  3)极端天气条件下河口水生境防护

  河口受湖泊波浪影响较大,尤其在极端天气条件下,湖面形成的波浪可能对河口水生动植物造成破坏性冲击,因此在极端天气前,设置导流装置可对河口生境做好防护。

  4)河口其他重要设备保护性防护

  河口区水动力条件复杂,设置导流装置可保护河口区设置的其他价值较高设备或构筑物。  

联系方式  

  单位名称:中交(天津)生态环保设计研究院有限公司  

  办公电话:23152528  

  联系人、联系电话:刘璟  

  地址:天津市河西区台儿庄路41号  

  单位简介:中交(天津)生态环保设计研究院有限公司(简称生态环保院),原名中交天津港航勘察设计研究院有限公司,是中交天津航道局有限公司的全资子公司,成立于1978年。在40多年的风雨征程中,生态环保院乘着改革开放的东风,强力推进企业改革,在市场竞争中树立企业品牌。近十年,天航院坚持走差异化特色发展之路,形成了以港航设计、水环境综合治理、测绘工程、勘察工程、疏浚船机技术研究等五大核心业务,拥有水运行业设计甲级、工程勘察综合甲级、测绘甲级、工程咨询甲级等多项甲级资质,并通过了ISO9001:2016质量体系认证。生态环保院的经营范围主要包括港口航道设计、围海造地工程设计、防波堤设计、软基处理设计及施工、水运(水利)工程勘察、河湖环保综合治理咨询与设计、疏浚技术研究、船舶改造、导(助)航设施设计、机电设备、挖泥船设计开发、挖泥机具研究与应用、耐磨材料的研发、挖泥船自动化控制系统的研发,建材与土工试验、海洋测绘、工程测量、地形测量、地籍测量、水文气象观测等业务。业务遍布祖国沿海一线、内河湖泊以及东南、中东和非洲。作为主编单位,生态环保院先后参与并主持了交通运输部颁发的《疏浚与吹填工程设计规范》、《航道设计规范》、《水运工程测量规范》等标准规范的修订编制工作。  

 

 

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