[发明专利]防治河道凹岸侵蚀的保护结构及保护方法

说明书

本发明公开了一种防治河道凹岸侵蚀的保护结构及保护方法，包括双层镶嵌而成的溢流堰与保护臂以及由大颗块石镶嵌而成的坝肩。本发明在河道易受侵蚀的凹岸一侧布置相对较高的防护臂，在河道中心布置相对较矮的溢流堰，使河水集中在溢流堰以及无防护的凸岸流过河湾，减缓河水在靠近凹岸处的流动，降低凹岸处的剪切应力，保护凹岸处的泥沙不被河水侵蚀，同时溢流堰前水位壅高，而堰后形成冲刷坑，水位的不同在河床上形成压力梯度，增强地表水地下水交换。与传统方法相比，本发明成本低廉、使用寿命长，还能防止凹岸侵蚀，增强了地表水地下水交换，进而增强了河道自净能力，缓解了河道污染，在河道山区流域河道整治等领域应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及河道水土保持与河流生态治理领域，尤其涉及防治河道凹岸侵蚀的保护结构及保护方法。

技术背景

河岸侵蚀是河流横向演变的重要方式，几乎存在于所有江河沿岸。河岸被侵蚀之后面临生态环境退化，甚至会发生河岸崩塌造成重大事故，因此河岸侵蚀也是沿岸土地、生态环境及人民生命财产安全的重要威胁。在国土整治、河道整治过程中，保持水土、防止河岸侵蚀一直是重中之重。天然河流几乎都是弯曲的，因河湾独特的水流特点，使得河湾凹岸的边坡更易受到冲刷侵蚀，故而找到行之有效的方法防治河湾凹岸侵蚀对水土保持具有重要意义。目前在河道水土保持、防止河岸侵蚀等河道整治过程中，并未针对凹岸侵蚀采取针对性的工程措施，而传统的硬化河岸等措施不仅造价高，而且还会破坏生态环境，有一定局限性。

在河岸侵蚀过程中被剥离的泥沙在进入地表水系后，会进一步影响河网水质，影响流域生态系统。目前许多河道污染严重，水体出现季节性或终年黑臭，成为河流生态治理中亟待解决的水环境问题。现有的河道整治、污染治理过程中，并未注意到河道生态系统的完整性，仅仅考虑河道水流而忽略了地表水地下水交换过程对维持河流生境的重要意义，忽略了潜流带作为地表水地下水交错带在河道自净过程中扮演的重要角色。

因此，在河道整治过程中，尤其是山区河道整治过程中，亟需针对河湾凹岸侵蚀开发一种成本低廉、行之有效，并且能将地表水地下水作为有机整体综合考虑从而发挥河道自净能力的保护性措施。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种防治河道凹岸侵蚀的保护结构及保护方法，以解决现有技术中的不足之处。

技术方案：防治河道凹岸侵蚀的保护结构，包括位于上游河道中心的溢流堰、位于易受侵蚀的凹岸侧的保护臂，以及下游凹岸处的坝肩，溢流堰在靠近凹岸侧与保护臂一侧相连，保护臂另一侧与凹岸处的坝肩相连。

溢流堰沿直线布置在河道中部，垂直于河道主流方向。保护臂沿直线布置，与凹岸有夹角。保护臂将水流冲刷产生的力传导到坝肩，坝肩方向与河岸垂直，伸入河岸，增强了抵抗水流冲刷的能力，有利于维持结构本身的稳定性。

溢流堰高度低于断面年平均水深，保护臂靠近溢流堰处高度与溢流堰相同，向边岸逐渐增高至断面年平均水深，使水流集中从溢流堰与溢流堰另一侧流过；减小了河道布置保护臂一侧的流速与剪切应力，可以有效保护凹岸防治侵蚀。

溢流堰抬高上游水位，在溢流堰下游形成冲刷坑；水位差导致河床上形成阶梯状压力梯度，增强了垂向地表水地下水交换过程。

保护结构布置于河湾转折处，溢流堰布置在河湾上游河道中心，坝肩布置在河湾下游凹岸处，使保护臂延伸保护整个河湾转折处易被河水冲刷的凹岸。

溢流堰与保护臂均由双侧块石镶嵌堆叠而成，坝肩由大直径块石镶嵌堆叠而成。