[发明专利]一种兼具引水和纳潮冲淤功能的双闸调控系统及其调控方法

说明书

本发明公开了一种兼具引水和纳潮冲淤功能的双闸调控系统及其调控方法，双闸调控系统包括沿系统上游到下游依次设置的丁坝、引水首部枢纽、挡潮闸、整流堰及纳潮闸；所述丁坝对河流泥沙起导流作用，缓解淤积；所述引水首部枢纽引清排浑；所述挡潮闸拦蓄洪水以及阻挡盐潮上溯污染上游水体；所述整流堰可有效收窄河道，增加区域内水流流速，增强水流携沙能力；所述纳潮闸与挡潮闸闸门交错布置，且闸门总净宽较挡潮闸小，进一步缩短河道净宽，提高“束水攻沙”的效果。本发明利用挡潮闸发挥引水灌溉功能，结合潮汐气象模式和双闸启闭制度实现“高潮纳潮，低潮冲淤”功能，有效增强系统挡潮泄洪能力，并发挥一定经济效益。

技术领域

本发明涉及滨海挡潮闸清淤系统及清淤方法，尤其涉及一种兼具引水和纳潮冲淤功能的双闸调控系统及其调控方法。

背景技术

挡潮闸在防潮抗台、提高排洪排涝能力、防止土地盐碱化、缓解水资源供需矛盾等方面发挥着重要作用。然而，挡潮闸的建立改变了河流海岸的动力条件和径流与潮流之间的能量平衡，导致闸下河道出现严重的泥沙淤积问题，显著降低河道的泄洪能力。

目前，治理挡潮闸闸下淤积方法主要有以下几种：

(1)扩大水源，引水冲淤

通过引外调水，增加河道冲淤水源补给，提高下游河道冲淤效果。然而，该方法需要引入外调水，不仅增加闸下河道冲淤成本，而且也浪费大量珍贵的淡水资源。

(2)汛期泄水冲淤

汛期河道流量较大，具有较好的冲淤效果。然而，挡潮闸可调节库容量较小，汛期也难以蓄集较多水资源量。此外，汛期泄水冲淤受季节周期影响，难以实现全年冲淤。

(3)机械清淤

当上游水源有限，闸下河床比较坚硬，靠水流难以冲动的情况下，或者在上游水源紧缺时顺流搅动以增加落潮或上游来水带去沙量的情况下，用机械清淤能得到最佳效果。但是机械清淤的运行成本高昂，难以维持大规模清淤活动。

(4)纳潮冲淤

纳潮冲淤是解决河口水力冲淤水源不足的有效方法。纳潮冲淤利用海潮涨到高潮位时泥沙在海水中絮凝沉降很快的特性，使潮水在表层以下一定水深的水中分离出含沙量很小的清水层，通过纳潮闸上、下扉门的控制，涨潮时纳入表层清水作为落潮时开闸放水的冲淤水源。然而，纳潮冲淤不可避免造成上游河道淤积，并诱发严重的盐潮上溯问题，造成上游土地盐渍化。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够冲刷河道泥沙淤积、避免盐潮上溯以及可以提供灌溉水源的兼具引水和纳潮冲淤功能的双闸调控系统及其调控方法。

技术方案：本发明提出了一种兼具引水和纳潮冲淤功能的双闸调控系统，包括挡潮闸、整流堰和纳潮闸；所述挡潮闸、整流堰及纳潮闸沿系统上游到下游依次设置；所述挡潮闸与纳潮闸的闸门交错布置；所述纳潮闸两侧边墩上游方向连接导流坝。

优选地，所述挡潮闸的闸顶高程高于汛期大潮高潮位2.0m以上，以满足蓄水以及挡潮的作用。

优选地，所述整流堰宽度为0.5m-1.0m，高度为汛期大潮高潮位时纳潮闸下游河道水深的一半，相邻两条整流堰间距为10m-20m，以收缩河道，增加水流流速。

优选地，所述整流堰轴线与挡潮闸的闸门轴线相对应，以增强下游水流的紊流程度，提高水流携沙能力。

优选地，所述纳潮闸的闸门总净宽小于挡潮闸闸门总净宽，且缩窄幅度不低于20％，使水流在闸门前缩窄，提升水流流速，提升冲淤效率。

优选地，还包括丁坝和引水首部枢纽，所述引水首部枢纽设于挡潮闸上游侧凹岸，丁坝设于引水首部枢纽上游同侧凹岸。