[發明專利]一種人工沙灘多層結構生物水質凈化系統及其建設方法

有效

• 申請號: 201911146498.1
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111003882B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 姚昱婷;孔俊;王銳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種人工沙灘多層結構生物水質凈化系統的建設方法，所述系統包括從下到上依次鋪設在自然狀態灘面(1)上厚度均為5cm以上的充水格柵(3)、生物過濾層(4)、粗沙層(5)和細沙層(6)，所述充水格柵(3)、生物過濾層(4)、粗沙層(5)和細沙層(6)形成的剖面形態構成人工沙灘的平衡剖面形態，其特征在于，所述建設方法包括以下步驟：

S1：根據國標對近海污染水體的水質環境質量進行評定；

S2：現場勘測，搜集驗潮站歷年的潮位資料和該海域的波浪統計資料進行水動力泥沙現場勘測；

S3：對工程進行演變數學模型預測，調整設計方案，分別建立波浪數學模型和潮流泥沙數學模型；

S4：對人工沙灘的動力地貌及穩定性進行分析；

S5：沙灘設計方案初步形成后，開展波浪潮流泥沙整體物理模型試驗；

S6：對人工沙灘進行施工建造；

所述S2包括以下步驟：

連續觀測并逐時記錄工程區域半個月的潮位數據，并在高、低潮位加密測量；

連續觀測并逐時記錄工程區域大潮、中潮和小潮期間的潮流流速、流向、含沙量數據，觀測至少28h；

對自然狀態灘面取3～4個剖面進行鉆探取樣，在工程灣內、灣外取海床泥沙樣品不少于20個，并分析泥沙的成分，包括中值粒徑、含泥量、滲透系數和孔隙率參數；

所述S3包括以下步驟：

擬建人工沙灘附近水域不同特征水位、波浪方向和波浪重現期條件下的波浪要素；

擬建人工沙灘工程附近水域的潮流場特征；

擬建人工沙灘灣內泥沙淤積速率和平面分布特征；

為波浪潮流泥沙物理模型提供模型輸入邊界，包括潮流流速、流向、含沙量和波高。

2.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述S4包括以下步驟：

分析人工灘沙的活躍度和穩定性，選擇合適的泥沙粒徑；

結合潮流泥沙、波浪數學模型成果，推算沙灘的平衡剖面坡度，并確定沙灘設計線型。

3.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述S6包括以下步驟：

測量定位，設定水準點及水文標桿；

清理自然狀態灘面，在施工區內由下坡腳至上坡頂中間段設置數個用于供每個施工段面的開挖標高控制的相等邊點，開挖施工；

在自然狀態灘面上鋪設充水格柵，交錯堆疊達到設計厚度；

再鋪設生物過濾層，將充水格柵完全覆蓋，達到設計厚度；

再噴填粗沙層，將生物過濾層完全覆蓋，最后再填入細沙層。

4.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述充水格柵(3)為網格尺寸為12×12mm～40×40mm、幅寬為1～6m的玻璃纖維土工格柵。

5.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述充水格柵(3)通過上下層堆疊、交錯連續的方式布置在整個自然狀態灘面(1)的表面，所述充水格柵(3)的孔隙小于所述生物過濾層(4)的粒徑。

6.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述生物過濾層(4)為培菌生物球、珊瑚骨、陶粒或呼吸環。

7.根據權利要求1所述的建設方法，其特征在于，所述粗沙層(5)的中值粒徑大于0.5mm，所述細沙層(6)的中值粒徑小于0.5mm。