[发明专利]用于围海堤坝的水闸结构及堤坝内围区水体的交换方法

说明书

技术领域

本发明涉及围海堤坝技术领域，尤其涉及一种应用于围海使得海水清澈的堤坝水闸，本发明还涉及一种围区水体的交换方法。

背景技术

我国许多沿海海域的海水水质浑浊、水体景观较差，不利于一些高端的沿海旅游项目开发。为解决水体清澈问题，现有技术一般采用围海的方式使水体清澈，即首先围海建成一个相对封闭的水域，使得该相对封闭水域内的海水中的泥沙沉淀，再累计一定时间后清淤，从而形成一个相对清澈的封闭水域。

早期的围海工程一般采用潜坝围海技术。如图1所示为以潜坝方式使海水清澈的原理。潜坝2设置于海床1上，从而将外海水体4和围区内水体6分隔开来，水面3高出潜坝2的坝顶部分，从而使含沙水流沿箭头5的方向通过潜坝2的坝顶部分流入围区中，并在潜坝2的作用下，在外海区域内形成淤积层8。当含沙水流进入围区后，沿箭头7的方向沉积下来，形成淤积层9。

潜坝这种技术方案可以减少围区内水体与外海水体的水交换但又不完全切断水交换，使得围区内水体中的沙粒逐步沉降，从而实现一定程度地清澈水体的技术目的。但采用潜坝围海方式，涨潮时通过坝顶进入围区内的浑浊水体中的泥沙较多，这些泥沙沉降后不能被落潮的潮水带出，会造成围区内淤积严重，长期淤积后势必大大增加疏浚成本。

现有技术也有采用堤坝加传统水闸的方式围海，图2示出了堤坝加水闸技术方式使海水清澈的原理。如图2所示，坝体设置在海床1上，坝体的坝顶2高出最高海平面3，从而将外海水体4和围区内水体5分隔开来。在坝体上还设置有水闸6，当水闸6打开时，外海水体4可以沿箭头7的方向进入围区内水体5，并沿箭头8的方向沉积形成淤积层9。

在堤坝水闸技术方案中，围区内和外海水体的水交换通过水闸进行，水闸一般设置在堤坝的下部，因此进排水过程中将带入高含沙量的底层海水，对水体的清澈化和围区的淤积都会带来一定负面问题。

因此，对现有的以围海方式使海水清澈的技术方案必须进行改进。研究人员致力于开发一种既能够保证围区内外水体充分交换，又能保持围区内水质较清晰，还能预防围区内淤积的围海技术。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种围海堤坝的水闸结构，在进水过程中能降低通过水闸进入围区内的输沙量，在排水过程中能利用排水冲刷围区内侧堤坝附近的淤泥。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于围海堤坝的水闸结构，所述水闸结构设置在所述堤坝中，至少包括用于进水的第一水闸，及用于排水的第二水闸；所述第一水闸设置在所述堤坝上对应于低含沙水层的位置；所述第二水闸设置在所述堤坝上对应于高含沙水层的位置。具体地，所述第一水闸设置在所述堤坝的上半部中；所述第二水闸设置在所述堤坝的下半部中。

进一步地，所述第一水闸与所述第二水闸在所述堤坝的横断面方向上错位设置。进水的第一水闸和排水的第二水闸的位置相互错开，可以避免进水水流对排水闸升降装置的冲击。

进一步地，所述堤坝的高度高于海平面，所述第一水闸设置在海平面的高度位置。

进一步地，所述水闸结构包括由多个所述第一水闸组成的第一水闸组和/或由多个所述第二水闸组成的第二水闸组。

本发明的水闸结构由于将进水闸设置在堤坝上部，进水闸进水时通过进水闸纳入表层含沙量较低的海水，使得围区内水质较为清澈。并且还能通过位于下半部的排水闸排水，排出含沙量较高的水体，且水流集中从底部排出，流速加大，对围区内侧堤坝附近的淤泥起到冲刷作用，可达到防淤积的效果。

总的来说，本发明的结构既能起到使围区内海水清澈和水质保持较好的目的，又能起到减轻围区内淤积的程度，降低了日后的疏浚维护成本。

此外，本发明也提供了一种堤坝内围区水体的交换方法，至少包括以下步骤：首先，利用堤坝在流动水域内构建相对封闭的围区；然后，在所述堤坝上设置水闸结构，所述水闸结构至少包括用于进水的第一水闸，及用于排水的第二水闸；所述第一水闸设置在所述堤坝上对应于低含沙水层的位置；所述第二水闸设置在所述堤坝上对应于高含沙水层的位置；当所述堤坝外侧的水面高于所述堤坝内侧的水面时，开启所述第一水闸，关闭所述第二水闸，所述围区为进水工作状态；当所述堤坝外侧的水面低于所述堤坝内侧的水面时，关闭所述第一水闸，开启所述第二水闸，所述围区为排水工作状态。

进一步地，根据所述堤坝外侧的水面高度的变化，重复上述开启和/或关闭水闸的操作。

进一步地，将所述第一水闸设置在所述堤坝的上半部中；将所述第二水闸设置在所述堤坝的下半部中。