一种柔性限流阻咸装置及阻咸方法与流程

1.本发明涉及河口咸潮抑咸技术领域，更具体地，涉及一种柔性限流阻咸装置及阻咸方法。


背景技术：

2.咸潮是河流入海口地区特有的自然现象，咸潮入侵是指河口外高盐水随潮涨潮落沿河口向上输运和混合，造成上游河道水体变咸的现象。例如，受珠江流域冬季上游来水偏枯、海平面上升及河道下切等因素影响，珠江河口地区咸潮爆发频繁，导致河道上游水厂取水口出现超标准咸水，致使水厂不能取到淡水，影响供水安全。
3.为预防或减少咸潮入侵带来的灾害，目前常通过卫星遥感技术对河口区域的水表盐度进行反演，结合水文站点水样盐度情况对咸潮进行预测。根据咸潮预测采取相应措施进行咸潮抑咸。珠江流域骨干水库调水压咸的“上补”咸潮防控技术已基本成熟，同时三角洲原水取输蓄供系统的“中蓄”也逐步发挥其作用，但是应对连续枯水年或特枯水年，仍无有效的应对咸潮措施。研发河口阻咸技术，构建“上补-中蓄-下阻”珠江河口咸潮综合防控体系，对于供水安全保障意义重大。
4.早在1988和1999年，潜坝作为下挡抑咸工程措施被应用于美国的密西西比河，该潜坝在枯季来临前用河床的泥沙建造，在完成抑咸作用后由汛期的洪水将潜坝冲开，经过实践证明潜坝能有效的阻止盐水楔入侵，从而抑制咸潮上溯。但是潜坝工程量巨大且不能重复使用，且只针对弱混合河口才行之有效，对强混合型河口作用不大。
5.专利cn108914875a公开了一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，通过吸取上层淡水并使淡水在底部喷出，掀起并促进底部盐水团搅动，破坏盐水楔结构，降低河道盐度；同时根据当地预报盐度自动调节喷水量，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量，使盐水团与淡水充分接触，降低河道盐度，为河口地区取水提供依据。该技术需要使用多台大功率水泵抽水，并且需要搭建河口平台，因而其建造成本高。并且在使用时大功水泵会产生较多的电能消耗，使用成本也比较高。
6.专利cn 107059762a公开了一种河床面咸水楔上溯抑制装置，包括桩基础，还包括钢轨轨道及楔形轨道车，钢轨轨道安装在桩基础上，楔形轨道车的数量根据河宽确定，楔形轨道车可在钢轨轨道上行走。该装置在河口河床面上安装轨道，在轨道上布置楔形轨道车，在实际运营中，相当于可移动的楔形潜坝，起到抑制咸潮的作用。该装置需要在河床敷设钢轨并制造楔形轨道车，建造成本较高。并且长时间使用时，由于河床泥沙淤积会掩埋钢轨，需要及时清理泥沙，维护成本也较高。


技术实现要素：

7.本发明为克服上述现有技术所述的建造和维护成本高的缺陷，提供一种柔性限流阻咸装置及阻咸方法，具有方便拆卸、低成本的优点。
8.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
9.本发明第一方面提供一种柔性限流阻咸装置，包括设置于河道第一断面河床上的若干第一桩基、设置于河道第二断面河床上的若干第二桩基、若干浮筒、若干缆绳、拦阻网、第一阻水布和第二阻水布，所述第二断面位于第一断面的上游，若干浮筒漂浮于水面且由绳索串联起来，所述缆绳的一端与第一桩基连接，另一端与浮筒连接；所述拦阻网的上沿与浮筒连接，拦阻网的下沿与第二桩基连接；所述第一阻水布的上沿与浮筒连接，第一阻水布的下沿悬空；所述第二阻水布的下沿与第二桩基连接，第二阻水布的上沿连接有浮管，所述拦阻网的高度大于第一阻水布和第二阻水布的高度之和。
10.进一步地，所述第一桩基等间距排布，相邻第一桩基的间距为3～8米。
11.进一步地，所述第二桩基等间距排布，相邻第二桩基的间距为3～8米。
12.进一步地，所述第一桩基与第二桩基的之间的河道长度为5～30m。
13.进一步地，所述浮筒为中空的圆筒状结构，浮筒上设有供绳索穿过的绳孔。
14.进一步地，所述绳索的两端固定在河道两岸。
15.进一步地，所述缆绳的长度为8～40m。
16.进一步地，所述拦阻网为尼龙绳网或钢丝网，其孔径为0.5m～1m。
17.进一步地，所述第一阻水布和第二阻水布采用柔性不透水材质。
18.进一步地，所述拦阻网的高度比第一阻水布和第二阻水布的高度之和大 0.5～2m。
19.本发明第二方面提供一种所述柔性限流阻咸装置的阻咸方法，包括：
20.在涨潮时，在水流作用下，浮筒往上游移动，直至下游第一桩基和浮筒之间的缆绳绷紧，浮筒停止运动；在水流作用下，第一阻水布和第二阻水布贴在拦阻网上，形成拦河断面，使得过水断面减小；由于拦阻网的高度大于第一阻水布和第二阻水布的高度之和，因此第一阻水布和第二阻水布之间存在能够过水的缝隙，以减小缆绳受力；
21.在落潮时，第一阻水布和第二阻水布在潮流作用下离开拦阻网，落潮流正常下泄。
22.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明公开一种柔性限流阻咸装置及阻咸方法，阻咸装置包括设置于河道第一断面河床上的若干第一桩基、设置于河道第二断面河床上的若干第二桩基、若干浮筒、若干缆绳、拦阻网、第一阻水布和第二阻水布，所述第二断面位于第一断面的上游，若干浮筒漂浮于水面且由绳索串联起来，所述缆绳的一端与第一桩基连接，另一端与浮筒连接；所述拦阻网的上沿与浮筒连接，拦阻网的下沿与第二桩基连接；所述第一阻水布的上沿与浮筒连接，第一阻水布的下沿悬空；所述第二阻水布的下沿与第二桩基连接，第二阻水布的上沿连接有浮管，所述拦阻网的高度大于第一阻水布和第二阻水布的高度之和。在涨潮时，在水流作用下，浮筒往上游移动，直至下游第一桩基和浮筒之间的缆绳绷紧，浮筒停止运动；在水流作用下，第一阻水布和第二阻水布贴在拦阻网上，形成拦河断面，使得过水断面减小；由于拦阻网的高度大于第一阻水布和第二阻水布的高度之和，因此第一阻水布和第二阻水布之间存在能够过水的缝隙，以减小缆绳受力；在落潮时，第一阻水布和第二阻水布在潮流作用下离开拦阻网，落潮流正常下泄。本发明具有灵活性和经济性，能够在短期内安装和拆卸，在咸潮严重时，封堵河道，限制涨潮流，保障供水安全。咸潮减弱时，也能够拆除恢复通航，具有重大的社会经济价值。
附图说明
23.图1为实施例1和实施例2柔性限流阻咸装置的正视图。
24.图2为实施例1和实施例2柔性限流阻咸装置在涨潮时的左视图。
25.图3为图2去除附图标记后的示意图。
26.图4为实施例1和实施例2柔性限流阻咸装置在落潮时的左视图。
27.图5为图4去除附图标记后的示意图。
28.其中：1、河床；2、第一桩基；3、第二桩基；4、浮筒；5、水面；6、缆绳；7、拦阻网；8、第一阻水布；9、第二阻水布；10、绳索；11、浮管。
具体实施方式
29.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
30.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
31.实施例1
32.如图1-5所示，本实施例公开一种柔性限流阻咸装置，包括设置于河道第一断面河床1上的若干第一桩基2、设置于河道第二断面河床1上的若干第二桩基 3、若干浮筒4、若干缆绳6、拦阻网7、第一阻水布8和第二阻水布9，所述第二断面位于第一断面的上游，若干浮筒4漂浮于水面5且由绳索10串联起来，所述缆绳6的一端与第一桩基2连接，另一端与浮筒4连接；所述拦阻网7的上沿与浮筒4连接，拦阻网7的下沿与第二桩基3连接；所述第一阻水布8的上沿与浮筒4连接，第一阻水布8的下沿悬空；所述第二阻水布9的下沿与第二桩基 3连接，第二阻水布9的上沿连接有浮管11，所述拦阻网7的高度大于第一阻水布8和第二阻水布9的高度之和。
33.在具体实施过程中，所述第一桩基2等间距排布，相邻第一桩基2的间距为 3～8米。
34.在具体实施过程中，所述第二桩基3等间距排布，相邻第二桩基3的间距为3～8米。
35.在具体实施过程中，所述第一桩基2与第二桩基3的之间的河道长度为 5～30m。
36.在具体实施过程中，所述浮筒4为中空的圆筒状结构，浮筒4上设有供绳索 10穿过的绳孔。
37.在具体实施过程中，所述绳索10的两端固定在河道两岸，且绳索10处于非绷直状态，设有冗余量使浮筒能够随涨潮向上游移动，或者随落潮向下游移动。
38.在具体实施过程中，所述缆绳6的长度为8～40m。
39.在具体实施过程中，所述拦阻网7为尼龙绳网或钢丝网，其孔径为0.5m～1m。
40.在具体实施过程中，所述第一阻水布8和第二阻水布9采用柔性不透水材质，如pvc帆布、土工膜。
41.在具体实施过程中，所述拦阻网7的高度比第一阻水布8和第二阻水布9的高度之和大0.5～2m。
42.本实施提供一种柔性限流阻咸装置，在涨潮时，在水流作用下，浮筒4往上游移动，直至下游第一桩基2和浮筒4之间的缆绳6绷紧，浮筒4停止运动；在水流作用下，第一阻水布8和第二阻水布9贴在拦阻网7上，形成拦河断面，使得过水断面减小；由于拦阻网7的高度大于第一阻水布8和第二阻水布9的高度之和，因此第一阻水布8和第二阻水布9之间存在能够过水的缝隙，以减小缆绳 6受力；在落潮时，第一阻水布8和第二阻水布9在潮流作用下离开拦阻网7，落潮流正常下泄。本发明具有灵活性和经济性，能够在短期内安装和拆卸，在咸潮严重时，封堵河道，限制涨潮流，保障供水安全。咸潮减弱时，也能够拆除恢复通航，具有重大的社会经济价值。
43.实施例2
44.本实施例以东莞市东江南支流为模型设计了一种柔性限流阻咸装置，包括设置于河道某一断面河床1上的若干第一桩基2、设置于第一桩基2上游25m处河床1上的若干第二桩基3、若干直径0.8m的圆筒状浮筒4、若干缆绳6、拦阻网 7、第一阻水布8和第二阻水布9，所述第一桩基2和第二桩基3等间距排布，相邻桩基的间距为5米。若干浮筒4漂浮于水面5且由绳索10串联起来，绳索 10的两端固定在河道两岸。所述缆绳6的长度为30m，缆绳6的一端与第一桩基2连接，另一端与浮筒4连接；所述拦阻网7为尼龙绳网，其孔径为0.6m，拦阻网7的上沿与浮筒4连接，拦阻网7的下沿与第二桩基3连接；所述所述第一阻水布8和第二阻水布9采用pvc帆布，第一阻水布8的上沿与浮筒4连接，第一阻水布8的下沿悬空；所述第二阻水布9的下沿与第二桩基3连接，第二阻水布9的上沿连接有橡胶浮管11，所述拦阻网7的高度比第一阻水布8和第二阻水布9的高度之和大1m。
45.在具体实施过程中，所述第一桩基2和第二桩基3采用水泥桩，水泥桩上部露出河床1约0.3m，并设有挂环，浮筒4上也设有挂环，缆绳6两端设有挂钩，缆绳6通过挂钩分别与水泥桩和浮筒4连接，以便拆卸。
46.在具体实施过程中，柔性限流阻咸装置下方的河床1用沙袋铺成一个沙被，用于防止河床1冲刷。
47.东江南支流为强混合型河口，目前仍没有成熟的阻咸应急工程可供参考使用，同时，东莞市表示宁愿将河道进行封堵，牺牲暂时性通航，也要保障供水安全。本发明以强混合型的东江南支流为例进行研究，成果作为应急工程技术，具有灵活性和经济性，可以在短期内安装和拆卸，在咸潮严重时，封堵河道，限制涨潮流，咸潮减弱时，拆除恢复通航。在必要时可保障东莞市400万人的供水安全。具有重大的社会经济价值。
48.实施例3
49.本实施例提供一种实施例1和实施例2所述柔性限流阻咸装置的阻咸方法，包括：
50.如图2-3所示，在涨潮时，在水流作用下，浮筒4往上游移动，直至下游第一桩基2和浮筒4之间的缆绳6绷紧，浮筒4停止运动；在水流作用下，第一阻水布8和第二阻水布9贴在
拦阻网7上，形成拦河断面，使得过水断面减小；由于拦阻网7的高度大于第一阻水布8和第二阻水布9的高度之和，因此第一阻水布8和第二阻水布9之间存在能够过水的缝隙，以减小缆绳6受力；
51.如图4-5所示，在落潮时，第一阻水布8和第二阻水布9在潮流作用下离开拦阻网7，落潮流正常下泄。
52.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。