[發明專利]玻璃鋼生態凈化消浪缽構建及應用方法

在審

• 申請號: 200810024871.1
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101274801A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 安樹青;徐德琳;劉福德;趙聰蛟;劉茂松;陳奮飛;歐陽琰;陳姝凝
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 胡錫瑜

一、技術領域

本發明屬于生態環境工程技術領域，具體涉及一種用于抗風消浪、凈化水質以及美化景觀的缽體裝置的構造設計及其應用方法。

二、技術背景

在大型湖泊中，風急浪大，植被恢復的難度很大。如何在植被恢復的早期降低風浪的不利影響是工程中的難題之一。

經專利及文獻檢索，發現在湖泊湖濱帶生態修復中，有一些消浪措施。國內李文朝設計的湖泊沿岸帶綜合消浪方法及裝置能夠在浪擊帶前沿設置消浪屏障，其特征是在浪擊帶前沿設置消浪屏障，同時沿剛性湖堤岸設置波浪吸收帶，消除反射浪，穩定近岸水體，促進泥沙淤積和淺灘形成；但是該屏障在近岸帶較為有效，對于離岸較遠以及深水區不適宜。程曦等設計的生態消浪球，具有中空的半球體或半橢球體結構，底部為圓形平面，球面粗糙并開有多孔；這種結構能夠分散水流、有效釋放水流能量，增加球體穩定性，避免球體背水面形成沖蝕；其缺陷是不適合在風急水深的水域，且僅考慮了消浪，不具有凈化、植被恢復載體的功能。潘軍寧等發明的方形混凝土樁列消浪設施，適合在深水區域使用，但是不具備生態功能。因此，目前，對于在深水區施用的具有生態功能的抗風消浪裝置仍是一個空白。

因而，研制可在風急浪大的水域使用的兼具凈化、植被恢復功能的消浪生態缽是非常必要的。

三、發明內容

本發明需要解決的問題是：

發明一種用于抗風消浪兼具污染凈化、植被恢復功能的缽體裝置。

本發明的技術方案是：

本裝置包括玻璃鋼缽體、填充材料和挺水植物植塊三個部分。

玻璃鋼缽體：缽體材料為厚2cm玻璃鋼制圓筒，高3m，直徑2m，上底向內彎曲，形成加固性上底內邊，寬10cm，下底向內彎曲，形成加固性下底內邊，寬50cm。從缽底向上60-70cm段，每隔72°分布直徑5cm的交換孔，每排5個，共計2排10個；從缽底向上140-160cm段，每隔36°分布直徑2cm的交換孔，每排10個，共計2排20個。在缽體外側，每隔120°分布吊環，吊環半圓形，直徑5cm；環為鋼筋材質，鋼筋直徑2cm，共計3個，便于裝吊。見圖1。缽體的設計參數如下：纖維纏繞紗類型：無捻2400TEX，纖維密度：2.54g/cm²，樹脂密度：1.15g/cm²，纖維模量：72000MPa，樹脂模量：3700MPa，結構交叉纏繞角度：58.83度，環向拉伸彈性模量：14443.5，環向彎曲彈性模量：10983.65，環向壓力：2570N，軸向壓力：1040N，環剛度：2070N。

填充材料：共分4層，從下至上，第一層為礫石層，高度為80cm，礫石粒徑為10-20cm，體積為2.51m³；第二層為碎石層，高度為80cm，碎石粒徑5-10cm，體積為2.51m³；第三層為土壤煤渣混合層，高度為120cm，土壤與煤渣體積混合比例為1∶1，土壤為湖相沉積物，煤渣粒徑2-5cm，該層體積為3.77m³；第二與第三層加一層水工布，防止土壤與煤渣向下泄漏；第四層為卵石層，高度為20cm，卵石粒徑為2-5cm，體積為0.63m³。見圖2。

挺水植物植塊：在土壤煤渣混合層種植根系發達的挺水植物，蘆葦、香蒲、菖蒲；根系深度40cm；植塊圓形，直徑50cm；植物高度150cm；單個缽上放置6片植塊，1片植塊居中，另5片植塊環列其外；見圖3。在上層用卵石壓住植塊，防治植塊被風浪卷走。

由此設計的玻璃鋼生態凈化消浪缽單體重約25t，重心高1.65m，絕對傾角31°，波浪荷載187500N，可抗臨界浪高1.26m。因4m水深，12級風速28.4m/s時風生浪高1.12m；故該裝置可抗12級風。

本發明與現有技術相比其有益效果是：

玻璃鋼生態凈化消浪缽，設計簡明，制作簡單，可單獨使用，也可根據具體水文條件，由多個單體缽組合成生態凈化消浪缽島，能夠在年水位變化明顯的大型湖泊中起到抗風消浪的作用，對湖濱帶植被的早期修復有重要的防護意義；同時，該裝置本身可作為植物種植載體，可在其上種植去污作用明顯的挺水植物，在富營養化程度高的湖泊中，可對湖泊水體起到一定的凈化作用，如夏季藍藻爆發，還可以起到一定的阻隔作用；該裝置還拓寬了挺水植物的生長范圍，具有獨特的生態價值和景觀價值。

四、附圖說明

圖1玻璃鋼生態凈化消浪缽結構示意圖

A：吊環；B：直徑2cm交換孔；C；直徑5cm交換孔。

圖2玻璃鋼生態凈化消浪缽填充材料與植物立面圖