[发明专利]一种人工复式河道及使用人工复式河道增强水质的方法

说明书

技术领域

本申请涉及水利工程领域，具体涉及一种人工复式河道及使用人工复式河道增强水质的方法。

背景技术

壅水指因水流受阻而产生的水位升高现象。如在河流中建造闸、坝或桥墩，或有冰凌阻塞时，均能引起壅水。又如两河流汇合相通，一河盛涨时，则在另一河中也会引起壅水。

在河流物理结构中，复式河道是指有河漫滩的河道。在复式河道中，滩地处区别于主河道的水深以及河槽底部的粗糙程度，影响了水体流向通过能力，并且在非洪水期，漫滩地及周围水陆交错带常常生长大量植物，尤其是各类水生植物，上述两种物理因素和生物因素，以及综合而形成的湿地系统对于净化河流污染物，提升河流水质发挥了重要作用。

洪水期间，在复式河道中，河漫滩被淹没后，由于主河槽和滩地有不同的水深和糙率，复式河道的“水位-流量”关系将和单一河道有所不同。而且当水流漫滩时，由于主槽水流与滩地水流的相互作用，河槽断面过水能力通常会降低。特别是水流刚刚漫滩时，由于断面形状的突变，加上滩地糙率一般与主河槽不一样，断面水情复杂。

随着国民经济快速增长，人民生活水平的提高，我国江、河、湖、库等水体存在污染物排放过量、富营养化，生态破坏严重等水质问题。

现有河道在挟移泥沙的水流作用下，常处于变化状态，使河道的水文形式发生变化，产生河漫滩形成慢等问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种人工复式河道，所述人工复式河道包括多个“H”型水工预制件、横向固定件、垂向固定件，所述“H”型水工预制件包括柱椎体、横梁、横向导流孔、纵向导流孔、垂向导流孔、横向连接孔、垂向固定孔，所述横向固定件通过横向连接孔横向固定“H”型水工预制件，所述垂向固定件通过垂向固定孔垂向固定“H”型水工预制件。

进一步，所述水工预制件的横向导流孔设置于所述柱椎体的宽边方向，用于促进水流紊流化、湍流化，所述纵向导流孔设置于所述柱椎体的窄边方向，，用于疏导水流快速通过，所述垂向导流孔设置于所述水工预制件的中部，用于促进水流紊流化、湍流化。

进一步，所述水工预制件的柱椎体包括顶部三棱柱、四棱柱、底部三棱柱，所述顶部三棱柱与底部三棱柱均为不规则三棱柱，且对称设置，所述顶部三棱柱、底部三棱柱的正面为向内倾斜的三角形，侧面为梯形，所述顶部三棱柱用于阻水壅水，所述顶部三棱柱的侧棱与四棱柱平行的边用于分隔扰动水流；所述底部三棱柱埋设于底泥，用于柱椎体的固定，所述四棱柱与纵向导流孔相交的面，用于阻挡水流。

进一步，所述水工预制件的柱椎体有四个。

进一步，所述水工预制件的横梁由上横梁和下横梁组成，上横梁用于阻水壅水，下横梁上沿埋设后与底泥持平。

进一步，所述复式河道的“H”型水工预制件的材料为硅藻土材料。

进一步，所述复式河道的横向固定件为绳索或棒状物。

进一步，所述复式河道的垂向固定件为铁钎或桩木。

本申请还提出一种使用人工复式河道增强水质的方法，包括如下步骤：

S1、选定河流断面，按河槽和岸坡地势设置人工复式河道，形成一体化壅水结构；

S2、河流水位发生变化，壅水结构通过柱椎体和横梁有效壅水，改善水质；

S3、河水流过预制件进入人工复式河道的下游，河水中大颗粒物发生沉降堆积，沉降净水，促进河漫滩结构形成。

进一步，所述步骤S1包括如下子步骤：

步骤S101：选定河流断面后，按河槽和岸坡地势依次埋设连接“H”型水工预制件；

步骤S102：各“H”型水工预制件横向上用横向固定件通过横向连接孔连接，垂向上用垂向固定件通过垂向固定孔连接，形成一体化壅水结构；

步骤S103：一体化壅水结构将河道分为断面上游、壅水断面和断面下游。

由以上技术方案可见，本申请具有以下的技术效果：

(1)使用硅藻土材质的“H”型水工预制件于河流横截面处形成人工复式河道，实现人工壅水效果，以改变河流横截面前后“水位-流量”关系，从而改变该段河流水流特征，利于水环境质量提升。

(2)通过构筑壅水断面，提升断面过水流速，增加紊流，促进水体溶解氧恢复，加速水体自净过程。

(3)通过构筑壅水断面，在断面后，发生水流减速，水流中泥沙等固体悬浮物发生沉积，一方面直接净化水体，提升水质，另一方面，为下游漫滩形成提供颗粒物基础。

(4)硅藻土材质的水工构筑物，显著区别于河槽底质和漫滩二元结构，可模块化设置，还可以按照需要裁撤，恢复河道自然属性。