[發(fā)明專利]一種多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110222313.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113026663B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙進(jìn)勇;劉一漩;魏俊;張晶;王琦;于子鋮;歐陽(yáng)麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院;中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E02B3/12
• 分類號(hào): E02B3/12;E02B3/14
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：包括鋪設(shè)于河道河槽底部的河道底質(zhì)地貌單元構(gòu)件(3)、嵌置于河道凹岸河床底部的深潭地貌單元構(gòu)件(1)以及半埋置于河道彎曲河段拐點(diǎn)處的淺灘地貌單元構(gòu)件(2)；

所述河道底質(zhì)地貌單元構(gòu)件(3)為扁平的菱形四棱柱形板狀結(jié)構(gòu)且沿河道長(zhǎng)度方向設(shè)置，其上表面上均勻布設(shè)有多個(gè)圓形孔洞且在圓形孔洞之間還固設(shè)有多個(gè)菱形凸起物，所述圓形孔洞中填充有用于種植水生植物的土料或者為魚(yú)類提供產(chǎn)卵場(chǎng)所的河床基質(zhì)；所述深潭地貌單元構(gòu)件(1)包括正方體形框架以及內(nèi)嵌在正方體形框架中的多個(gè)多瓣?duì)畹幕⌒喂軤顦?gòu)件，所述弧形管狀構(gòu)件的內(nèi)部中空且其表面均勻布設(shè)有多個(gè)圓形透水孔；所述弧形管狀構(gòu)件沿河道長(zhǎng)度方向設(shè)置；所述淺灘地貌單元構(gòu)件(2)包括扁平長(zhǎng)方體形框架和內(nèi)嵌在扁平長(zhǎng)方體形框架中的多個(gè)多瓣?duì)畹膱A形管狀構(gòu)件；所述圓形管狀構(gòu)件的內(nèi)部中空且其表面均勻布設(shè)有多個(gè)圓形透水孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述正方體形框架由沿河道長(zhǎng)度方向布設(shè)的兩個(gè)第一面板以及固定連接在兩個(gè)第一面板四對(duì)角之間的四個(gè)支柱組成；所述第一面板上呈正方形排列開(kāi)設(shè)有四個(gè)正方形的嵌裝孔，兩個(gè)第一面板的四對(duì)嵌裝孔中各固設(shè)有一個(gè)弧形管狀構(gòu)件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述弧形管狀構(gòu)件為四瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，其由四個(gè)弧形管組成，四個(gè)弧形管的頭部和尾部分別連接在一起。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述扁平長(zhǎng)方體形框架由上下兩個(gè)正方形的第二面板以及沿河道寬度方向固定設(shè)置在上下兩個(gè)第二面板外緣之間的兩個(gè)側(cè)板組成；所述第二面板上呈正方形排列開(kāi)設(shè)有四個(gè)正方形的嵌裝孔，上面的第二面板的四個(gè)嵌裝孔中各固設(shè)有一個(gè)圓形管狀構(gòu)件，并且圓形管狀構(gòu)件的底部與下面的第二面板之間留有間隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述圓形管狀構(gòu)件為四瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，其由四個(gè)半圓形管組成，四個(gè)半圓形管的頭部和尾部分別連接在一起。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述弧形管狀構(gòu)件和圓形管狀構(gòu)件的內(nèi)部均填充有凈水材料或者河床基質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)，其特征在于：所述河道底質(zhì)地貌單元構(gòu)件(3)的整體尺寸大小為1m*1m*0.3m，深潭地貌單元構(gòu)件(1)的整體尺寸大小為1m*1m*1m，淺灘地貌單元構(gòu)件(2)的整體尺寸大小為1m*1m*0.3m。

8.一種如權(quán)利要求1-7任一所述多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述構(gòu)建方法包括：

在河道整治竣工初期，在河道河槽底部鋪設(shè)河道底質(zhì)地貌單元構(gòu)件(3)，在河道凹岸河床底部嵌置深潭地貌單元構(gòu)件，在河道彎曲河段拐點(diǎn)處半埋置淺灘地貌單元構(gòu)件(2)；

深潭地貌單元構(gòu)件(1)的具體位置應(yīng)用深槽偏移比來(lái)確定，即彎曲頂點(diǎn)與最大沖刷深度位置之間的河流長(zhǎng)度與彎曲頂點(diǎn)與下游拐點(diǎn)之間的河流長(zhǎng)度之比；

淺灘地貌單元構(gòu)件(2)的具體位置依據(jù)5～7倍河寬公式確定，即深潭-深潭或淺灘-淺灘的間距是發(fā)生漫灘流量時(shí)河面寬度的5～7倍，根據(jù)確定的深潭中心位置，按照深潭淺灘序列間距確定下一個(gè)深潭的中心位置，并以二者距離的中心處作為淺灘位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述深槽偏移比的計(jì)算公式為：

Z_a-p/Z_a-i＝0.36±u

式中：u為同一位置下蜿蜒段置信度變化引起的偏差，Z_a-p為彎曲頂點(diǎn)與最大沖刷深度位置之間的河流長(zhǎng)度，Z_a-i為彎曲頂點(diǎn)與下游拐點(diǎn)之間的河流長(zhǎng)度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多類別組合式生態(tài)水工系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于：淺灘在放置淺灘地貌單元構(gòu)件(2)的基礎(chǔ)上再布設(shè)一層粒徑大于特征粒徑D_c的卵石和塊石，深潭地貌單元構(gòu)件(1)的河床布設(shè)一層粒徑小于特征粒徑D_c的砂礫石；塊石粒徑D_c的計(jì)算公式為：

式中：U_b為河床的底部流速，g為重力加速度，γ_s為塊石容重，γ_w為水容重，△＝(γ_s－γ_w)/γ_w；對(duì)于部分埋藏在河床的塊石露出在外的塊石