[发明专利]水域中软质围隔与硬质护堤间浮动式连接装置及制作方法和应用

说明书

一、技术领域

本发明属于生态环境工程技术领域，具体涉及一种适用于水域中用于拦藻截污、改善水质的软质围隔与硬质护堤间可浮动式连接装置及制作方法和应用。

 

二、技术背景

河流、湖泊、水库、溪流和湿地提供了大部分饮用、农业、卫生和工业用水，然而人类活动越来越频繁和深刻地影响着水生态系统，我国水域环境富营养化呈现加速恶化的趋势，河流、湖泊生态系统严重退化。水体富营养化引起藻类的快速生长繁殖形成“水华”，已经造成灾害性后果，控制藻类的过度生长繁殖是水环境治理及水源地保护方面的重要内容。物理拦藻技术是控制藻类、保护水质的重要措施，该方法目前已得到了广泛的应用，然而，在物理隔离的同时，如何实现挡藻围隔与硬质护堤间的水体边界封闭控制问题，保障拦藻截污的稳定性，需要一种新的技术方法来解决上述问题。

经专利检索，现有专利包括：陈云峰等设计的拦藻围隔带（专利号：201020558986）、张芳海等设计的挡藻围隔（专利号：200520125530）以及胡孟春等设计的软围隔技术（专利号： 200510040980）都是通过围隔挡藻的物理工程技术手段，达到拦藻、控藻的目的。柔性软质围隔技术可以有效分隔开敞水体，拦截水面浮游植物、及油污或化工残留物，明显隔离水体清洁区与污染区，但也均存在一个共同的缺陷，即以上围隔技术未能解决围隔构件与滨岸硬质护堤间的连接封闭问题，围隔的挡藻截污稳定性差，在风浪冲击下易促使污染物、藻类渗漏返流至围隔区内清洁水体中，造成水体的再污染。因此，设计一种软质围隔与硬质护堤间可浮动式连接装置是非常必要的，该技术关键解决以下问题：固定装置结构稳定、方便耐用；实现软质围隔与硬质护堤间的封闭衔接及边界控制；适应风浪、水流、水位涨落等自然条件；优化围隔拦藻截污，改善水质的生态功能。

 

三、发明内容

本发明需要解决的问题是：

发明一种适用于水域中的软质围隔与硬质护堤间可浮动式连接装置，且能随水位变化而自由浮动，实现软质围隔与硬质护堤间的封闭衔接；适应风浪、水流、水位涨落等自然条件；优化围隔拦藻截污的功能，能够适用于水域中的水源地水质保护及富营养化水体生态恢复工程。

 

本发明的技术方案是： 

本发明所述软质围隔与硬质护堤间可浮动式连接装置，由混凝土基座、D500钢管、C型钢镶嵌橡胶以及L型铁件四部分组成。

该装置主体为在湖泊硬质护堤外侧使用C25商品砼构建坡度30°的混凝土基座，采用42.5普通硅酸盐水泥，含泥量不大于3%的中砂，粒径10～40mm、含泥量不大于2%的碎石及抗分散剂投入搅拌机，进行机械搅拌形成水下不分散混凝土拌合物备用；在水下开挖基坑，沉放钢筋笼，并预埋C 型钢、L 型钢件和D500钢管等构件后，使用导管浇灌水下混凝土；混凝土基座分两层，下层宽1.6m，高0.5m，浇灌入湖底，起稳固作用，上层宽0.8m，底高0.2m，顶高应高于洪水位0.5m，基座长度由基座上层高度决定，确保基座呈30°缓坡，见附图1-2。

混凝土基座上平行预埋D500钢管，平行间隔6m，每2m一组D500钢管，管内灌注混凝土，平行钢的设置有助于稳固软质围隔，防止因水力压力偏移混凝土基座；混凝土基座上层留有20cm的凹槽，凹槽内预埋C型钢，高20cm，宽20cm，顶部预留5cm开口，C型钢通过L型铁件锚固于混凝土基座上，铁件长边为180mm，短边为80mm，厚度1.2~1.5mm，C型钢和L型铁件两侧预留孔，用于穿设螺栓使C型钢与L型铁件连接，从而稳固C型钢和混凝土基座；C型钢槽形空腔内填充橡胶以固定软质围隔的石笼，软质围隔由圆木桩、双层腈纶布、圆柱形浮球及石笼构建而成，腈纶布上部链接圆柱形浮球，下部由石笼沉落湖底，软浮坝随水位涨落，由此实现拦藻隔藻效果，石笼大小应与C型钢槽形空腔契合，直径18cm，以确保卡接在槽形空腔内；最终，通过该装置，软质围隔通过浮力拉伸，石笼沉坠，随着水位的变化上下自由浮动的同时，与硬质护堤构建密闭水体，有效隔离富营养化污染水域，见附图3-4。

 

本发明与现有技术相比其有益效果是：

适用于水域中软质围隔与硬质护堤间可浮动式连接装置设计简明，制作简单，可操作性强，实现软质围隔与硬质护堤间的水体封闭连接，能随水位变化而变化的可浮动式连接设计，适应风浪、水流、水位涨落等自然条件，合理优化围隔拦藻截污功能，净化改善水质的生态功能。因此该发明可以完善湖泊或河道生态修复工程中物理控藻技术，推动软质围隔应用于水体修复的技术的发展。