[发明专利]一种基于漩涡导漂的弧形水景坝及其设计方法

说明书

本发明公开了一种基于漩涡导漂的弧形水景坝，包括弧形坝体、垃圾打捞装置；弧形坝体包括设置在中部的大圆弧坝体以及对称设置在大圆弧坝体两边的小圆弧坝体，小圆弧坝体与大圆弧坝体相切，小圆弧坝体两侧设有边墙，小圆弧坝体开口端朝向上游设置，左右岸临近坝体处为漂浮物收集区，漂浮物收集区内设有垃圾打捞装置。本水景坝借助弧形流线在近坝区域产生漩涡，引导漂浮物向两岸收集区流动，由出气管产生的气泡可抬升水面以下水体中的悬浮垃圾至水面，减少中下层的垃圾通过底孔流入下游河道，同时产生的气泡对水体曝氧增加了溶氧量，有助于水生动植物的生长，有助于治理黑臭水体，本发明使得拦截河道垃圾、高效率打捞漂浮物、美化河道景观得到保证。

技术领域

本发明属于中小型河道水景水利工程技术领域，具体涉及一种基于漩涡导漂的弧形水景坝及其设计方法。

背景技术

随着全球气候变化，极端天气频繁问题在我国各个地区都日益突出，对于流经城市、乡镇村落的中小型河流，年径流变化明显，存在丰枯季节交替变化，不利于人们生活取用水和河道生态景观维持。

拦河坝通过截断水流，利用闸门或其他开关结构，可实现对中小型河道径流的削洪补枯的调节作用。拦河坝在运行过程中，漂浮物易大量聚集，包括生活垃圾、藻类、水草、枯枝败叶等。河道漂浮物不仅遮盖河面影响河道景观，恶化水体，造成鱼类缺氧，而且还会对河道行洪能力、供水、发电等造成不利影响。

现有的中小型河道拦河坝的漂浮物处理主要利用滤网或者拦污栅栏对其进行阻挡，需要二次人工清理，不利于水流的流动和对漂浮物的收集。此外，由于漂浮物较为分散，打捞效率较低。目前也有越来越多的自动化漂浮物打捞方式被尝试，已有多种漂浮物打捞装置被应用，包括漂浮物固定打捞机、打捞船、移动打捞杆、打捞传送带等。其中，应用最多是成本较低且维护方便的固定式打捞机和打捞传送带装置，但大多拦河坝为平直的，漂浮物只能被局部打捞。因此，存在打捞装置与漂浮物分散度不匹配的低效率作业问题。

公告号为CN205557464U的中国实用新型专利，公开了“一种可清污型智能防洪大坝”,其通过在进水闸前安置传动滤网以清除漂浮物提高行洪能力，但这种传动滤网难以在整个坝宽方向上大规模布置，打捞清理效果是局限的。例如，公告号为 CN211773498U的中国实用新型专利，公开了“一种城市景观水改善用漂浮物打捞装置”，能够持续有效地对漂浮垃圾进行收集打捞，尽管可以根据水面宽度调节打捞范围，但横跨整个河道打捞，尤其在城市地区，不利于检修和生态景观美化，难以大面积使用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了基于漩涡导漂的弧形水景坝及其设计方法。实现调洪蓄水的同时，定向引导漂浮物移动到两侧圆弧内，配合固定的自动打捞装置，实现智能连续作业，并解决上述背景中拦河坝生态景观功能缺失的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于漩涡导漂的弧形水景坝，包括弧形坝体、垃圾打捞装置；

所述弧形坝体包括设置在中部的大圆弧坝体以及对称设置在所述大圆弧坝体两边的小圆弧坝体，所述小圆弧坝体与所述大圆弧坝体相切，所述小圆弧坝体两侧设有边墙，所述小圆弧坝体开口端朝向上游设置，左右岸临近坝体处为漂浮物收集区，所述漂浮物收集区内设有垃圾打捞装置。

进一步，所述小圆弧坝体和所述大圆弧坝体半径之比大于1/8且不大于1/2大于1/8。

进一步，所述大圆弧坝体上设置多个底孔，通过螺旋升降闸门控制所述底孔的启闭，所述底孔外围布设气泡发生器，所述气泡发生器由环绕底孔边缘的管道沿着大小圆弧弧线衔接处通过坝顶向外连接气泵，所述弧形水景坝左右两边近岸处和中部布设水位监测器且闸门前布设流量监测器，所述水位监测器和流量监测器连接传感器。

进一步，所述垃圾打捞装置包括与水平面成一定倾角的轮轴和过水滤网传送带，所述传送带底端潜入收集区水面以下，传送带顶端外接电机驱动装置，正下方设有垃圾收集箱。