[發明專利]一種生態友好型堰壩及水體凈化方法

有效

• 申請號: 201410050825.4
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN103866743A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 夏繼紅;余根聽;朱亮
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02B7/16
• 分類號: E02B7/16;E02B8/00;C02F3/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明屬于堰壩的技術領域，具體而言涉及一種生態友好型堰壩以及利用該堰壩進行的水體凈化的方法。

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技術背景

我國擁有眾多的堰壩，尤其在山丘區河道中，人們為了灌溉、生活需要，修建了大量的堰壩。這些傳統堰壩是一種橫跨河道的擋水建筑物，僅僅考慮了防洪、蓄水、灌溉功能，而未考慮河流生態、環境的要求。這些堰壩對河流生態環境存在一定的負面影響，主要表現在以下幾個方面：（1）水動力條件的改變。傳統堰壩橫跨河道，阻隔了原有通常的河道徑流，堰壩上游水位抬高，產生靜水區，下游流速減小，水量減少，甚至會出現下游斷流；（2）水質惡化。由于堰壩上下游水流流速減小，會導致水體含氧量減小，水體營養物質、污染物質得不到有效稀釋和擴散，極易造成堰壩上游發生水體富營養化，水質惡化；（3）生物遷徙通道喪失。由于水動力條件的改變，堰壩上下游生物棲息、生長、繁衍的生境均發生了改變，尤其是阻斷了生物上下游自由洄游、遷徙的通道，這些條件的改變，使原有生存的生物無法生存，從而造成生物多樣性的降低，甚至會造成某些珍稀物種的滅絕。此外堰壩由單純的水泥石或土石組成沒有美化景觀的作用。

水利工程對生態環境的影響是廣泛而深遠的，我們在興建水利工程的同時要特別注意水利工程與環境組成的協調和平衡問題，使它們組成一個更為和諧的系統。當前水利工作者急需樹立起生態保護的意識，充分意識到環境改善在水利工程建設中的重要地位，現代水利事業發展方向是變工程水利為資源水利、生態水利，達到經濟效益、社會效益和環境效益的統一。

發明內容

為了克服現有堰壩對水動力條件、水體環境、生物遷徙的負面影響，并增強堰壩的景觀視覺效果。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，提供一種生態友好型堰壩，包括壩體，其特征在于：所述堰壩還包括綠色凈化器、門庫和控制系統，綠色凈化器設置于壩體上方，與壩體頂部之間形成水流通道；門庫設置于河道岸邊，用于容納綠色凈化器；啟閉控制器控制綠色凈化器在門庫和壩體頂部之間轉動。

優選的，所述的綠色凈化器由浮框、基質籃和水生植物組成，水生植物設置在基質籃內，基質籃設置在浮框上。

優選的，所述的門庫為設置于河道岸邊的一個小型平臺，由水泥和石塊砌筑而成。

優選的，所述的控制系統由電腦處理器、啟閉控制器和水位傳感器組成，其中，所述的電腦處理器分別與水位傳感器和啟閉控制器連接，所述的啟閉控制器由開關、電機和鎖扣組成。

優選的，所述的生物遷徙通道由進口、休息池、齒坎、出口組成。其中齒坎用于減小水流動能，減小水流流速，微生物上溯形成休息池。

本發明還提供了一種采用上述生態友好型堰壩進行的水體凈化方法，包括以下步驟：當水位超過設計水位時，將綠色凈化器移入門庫；當水位未超過設計水位時，將綠色凈化器放置于堰壩頂部，通過綠色凈化器對水體進行凈化。

優選的，包括以下步驟：

1）通過水位傳感器讀取水位；

2）將水位數據傳輸至電腦處理器；

3）電腦處理器判斷水位是否超過設計水位，如果超過設計水位，則啟動啟閉控制器，將綠色凈化器移入門庫；如果水位沒有超過設計洪水位，則分析綠色凈化器所在位置，當綠色凈化器處在堰壩壩頂位置，則保持綠色凈化器位置不動，使綠色凈化器能夠繼續工作；當綠色凈化器處在門庫位置，則由啟閉控制器控制綠色凈化器移至堰壩頂部，使綠色凈化器投入對河流的凈化工作；

4）反復進行上述步驟1）-3）。

本發明的有益效果：

1．安全效益：本發明既具有蓄水、灌溉功能，由能有效滿足行洪要求，保證防洪安全。另外，本發明是在傳統堰壩的基礎上引入魚道和自動裝置，不會對結構組成和運行產生阻礙，并不會對傳統堰壩產生不利的因素，是一種非常安全的發明；

2．環境、生態效益：本發明能調蓄洪水、削減污染和改善水質、保護生物多樣性。此堰壩除了可以使河道保持一定的水位，達到蓄水的目的外，還可以將河流中的水進行處理，吸收因過量施肥而流失到水體中的營養物質，防止水體的富營養化問題的發生，生物遷徙通道的設計給了水生動物一個很好的遷徙途徑，保護了河流的生物多樣性；

3．經濟效益：這種生態友好型堰壩節省了大量的治理耗資，采用原生態的方法，與自然協調發展，不僅達到可持續發展的目的，也為河流上下游地區提供了更好的水源條件，直接切入美麗中國的號召，也在一定程度推動了旅游業的發展，達到很好的經濟效益；

4.?美化壩體，帶來一定的景觀視覺效果：