CN112726487A - 一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,包括设置河湖连通渠、设置城市湖泊日常景观水位和死水位、设置城市主内河日常景观水位和防洪排涝低水位,控制城市内河与湖泊水位差调节实现水体在城市内河与湖泊之间的灵活流动。在日常或枯水期,通过本发明有效避免了城市内河中的受污染水体和污染物进入城市湖泊,保障了城市湖泊水质安全,同时保障了城市内河正常的纳污排污功能,并且利用城市湖泊水资源效应对城市内河进行补水,有效提升了城市内河水动力,改善了其水生态环境状况,并同步带动了湖泊水体的流动;在暴雨洪水期,有效发挥了城市湖泊滞蓄洪功能,增强了城市的防洪排涝防御能力。

Description

一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法
技术领域
本发明属于水利工程技术领域,具体涉及一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法。
背景技术
内河是城市生态廊道,亦是城市重要的纳污排污和防洪排涝通道,由于城市的快速发展和剧烈的人类活动干预,城市内河普遍存在“臭水沟”、“黑臭水体”等问题。湖泊是城市之眼,在旅游、休闲娱乐、洪涝调蓄排水及提升城市品位与生态环境方面发挥着重要作用。为实现城市湖泊景观及休闲娱乐亲水功能,湖泊水体的水质往往具有较高的要求。
将城市内河与湖泊连通,有利于提高水资源的调配能力、改善水生态环境状况和增强洪涝灾害防御能力,但也存在一些弊端。由于河、湖水体水动力、水质、生态等自然本底不同,当城市内河与湖泊连通时,河、湖水体之间发生物质转移是不可避免的,因此城市内河中的污染水体和污染物会进入湖泊,导致湖泊水体污染和水质恶化。
从城市湖泊和内河的正常功能来说,城市湖泊在日常或枯水期以供游人观赏、发挥其景观功能为主,在暴雨洪水期则与城市内河一起承担滞蓄洪调节作用;城市内河除了在暴雨洪水期作为防洪排涝通道以外,其还需要在日常或枯水期发挥正常的纳污排污功能。因此,为了避免城市内河中的污染水体和污染物进入城市湖泊,保障城市湖泊水体水质安全,并确保城市内河在日常或枯水期正常的纳污排污功能,一般将城市内河与湖泊进行物理隔离,即不进行连通,而此种处理方式势必将不利于在暴雨洪水期发挥城市湖泊滞蓄洪调节作用,进而会对城市防洪排涝安全造成影响。
另外,对于城市河湖水***而言,城市湖泊可谓是“水库”,具有相对丰富的水资源量,且水质相对较好,而城市内河一般较为缺水,且水质较差。因此可考虑利用城市湖泊的水资源效应,在日常或枯水期对城市内河进行补水,促进其水体流动,改善其水生态环境。
因此,当城市内河与湖泊连通时,在日常或枯水期既要避免城市内河污染水体和污染物进入城市湖泊以保障湖泊水体水质安全,又要保障城市内河正常的纳污排污功能,还要考虑利用城市湖泊相对丰富的水资源量对城市内河进行补水以改善其水生态环境,在暴雨洪水期还需要考虑发挥城市湖泊的滞蓄洪功能以保障城市防洪排涝安全。
发明内容
(1)要解决的技术问题
①城市内河与湖泊直接连通,内河中的污染水体和污染物进入湖泊,将导致城市湖泊水体污染和水质恶化,并影响城市内河正常的纳污排污功能的问题。
②城市内河与湖泊完全隔离,不利于在暴雨洪水期发挥湖泊滞蓄洪调节作用,进而对城市防洪排涝安全造成影响的问题。
③如何科学合理发挥城市湖泊的水资源效应对城市内河进行补水以改善其水生态环境的问题。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,在城市湖泊与城市主内河之间设置河湖连通渠,所述城市湖泊的进水端设置入湖城市内河,所述城市湖泊的出水端设置出湖城市内河,所述出湖城市内河的出水端连接城市外江,所述城市主内河的出水端连接所述城市外江,通过设定所述城市湖泊的日常景观水位和死水位,设定所述城市主内河的日常景观水位和防洪排涝低水位,然后控制所述城市主内河与所述城市湖泊水位差,调节水体在所述城市主内河与所述城市湖泊之间的灵活流动。所述河湖连通渠采用明渠形式,所述河湖连通渠宽度B1不小于城市主内河宽度B2,即B1≥B2,所述河湖连通渠渠底高程与连通处的城市主内河河底高程相同,所述河湖连通渠具备双向过水功能,并且所述河湖连通渠底坡为0。
所述城市湖泊的日常景观水位H1和死水位H2,所述日常景观水位H1和所述死水位H2是指靠近河湖连通渠的湖泊水位,设定所述城市主内河的日常景观水位H3和防洪排涝低水位H4,所述城市主内河的日常景观水位H3和防洪排涝低水位H4是指靠近河湖连通渠的内河水位。
在日常或枯水期,控制城市湖泊日常景观水位H1高于城市主内河日常景观水位H3,即H1>H3,由于两者的水位差,城市主内河水体不能经由河湖连通渠进入城市湖泊,故可有效避免城市内河污染水体和污染物进入湖泊导致湖泊水体污染和水质恶化,也保证了城市主内河正常的纳污排污功能;而城市湖泊水体Q2可经由河湖连通渠由城市湖泊自流流入城市主内河,既可以实现对城市主内河进行补水以改善其水生态环境,还能够带动城市湖泊水体的流动。为维持城市湖泊日常景观水位H1稳定与水量平衡,当所述城市湖泊中入湖城市内河的日常来水量为Q1时,所述城市湖泊补给城市主内河的补水量Q2需满足:Q2≤Q1。
在暴雨洪水期,根据气象预报,当暴雨洪水到来前提前将城市湖泊和内河水位预泄以增加调蓄库容,其中城市湖泊预泄至湖泊死水位H2,城市主内河预泄至防洪排涝低水位H4,H2≥H4,以避免城市主内河初期雨水进入湖泊;当暴雨洪水到来后,由于城市主内河槽蓄量较小而城市湖泊槽蓄量较大,城市主内河水位涨幅要快于城市湖泊,即城市主内河水位将逐渐上涨至与城市湖泊水位持平,并会高于城市湖泊水位,由于两者的水位差,此时城市主内河洪涝水体可经由河湖连通渠流入城市湖泊,起到给城市主内河分流洪涝水的作用,进而发挥城市湖泊滞蓄洪功能,增强城市的洪涝灾害防御能力;当暴雨洪水逐渐减小,即退水段,城市湖泊由于水量较大,其水位降低速度会低于城市主内河,故城市主内河水位将逐渐降低至与城市湖泊水位持平,并慢慢低于城市湖泊水位,最终恢复到两者的日常景观控制水位,进而继续正常发挥两者的日常功能。
(3)有益效果
本发明的有益效果:
①在日常或枯水期,有效避免了城市内河中的受污染水体和污染物进入城市湖泊,保障了城市湖泊水质安全,同时保障了城市内河正常的纳污排污功能。
②在日常或枯水期,城市湖泊水体自留流入城市内河进行补水,有效提升了城市内河水动力,改善了其水生态环境状况,并同步带动了湖泊水体的流动。
③在暴雨洪水期,有效发挥了城市湖泊滞蓄洪功能,增强了城市的防洪排涝防御能力。
附图说明
附图用来提供对本发明专利的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1为城市内河与城市湖泊分离现状示意图;
图2为城市内河与城市湖泊连通后在日常或枯水期湖泊水体流向城市主内河示意图;
图3为城市主内河与城市湖泊连通后在洪水期城市内河洪涝水体向湖泊分流示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
本实施例提供一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,请参阅图1,包含某城市一座城市湖泊1,城市湖泊1与城市主内河2相对独立,所述城市湖泊1的进水端设置入湖城市内河3,所述城市湖泊1的出水端设置出湖城市内河4,所述出湖城市内河4的出水端连接城市外江6,所述城市主内河2的出水端连接所述城市外江6,城市主内河2在日常或枯水期天然来水较少,存在水污染问题,在洪水期上游来洪量大,存在洪水漫溢淹没城区的问题。
所以,本实施例在城市湖泊1与城市主内河2之间设置河湖连通渠5,通过设定所述城市湖泊1的日常景观水位4.5m和死水位3.0m,设定所述城市主内河2的日常景观水位4.3m和防洪排涝低水位2.8m,然后控制所述城市主内河2与所述城市湖泊1水位差,调节水体在所述城市主内河2与所述城市湖泊1之间的灵活流动。
所述河湖连通渠5采用明渠形式,所述河湖连通渠5宽度B1等于城市主内河2宽度B2,即B1=B2=20m,所述河湖连通渠5渠底高程2.5m与连通处的城市主内河2河底高程2.5m相同,所述河湖连通渠5具备双向过水功能,并且所述河湖连通渠5底坡为0。城市湖泊1的日常景观水位H1=4.5m和死水位H2=3.0m,所述日常景观水位H1=4.5m和所述死水位H2=3.0m是指靠近河湖连通渠5的湖泊水位,设定所述城市主内河2的日常景观水位H3=4.3m和防洪排涝低水位H4=2.8m,所述城市主内河2的日常景观水位H3=4.3m和防洪排涝低水位H4=2.8m是指靠近河湖连通渠5的内河水位。
请参阅图2,在日常或枯水期,控制城市湖泊1日常景观水位H1=4.5m高于城市主内河2日常景观水位H3=4.3m,即H1>H3,由于两者的水位差,城市内河水体不能经由河湖连通渠5进入城市湖泊1,故可有效避免城市主内河污染水体和污染物进入湖泊导致湖泊水体污染和水质恶化,也保证了城市主内河正常的纳污排污功能;而城市湖泊水体Q2=1.0m3/s可经由河湖连通渠5由城市湖泊1自流流入城市主内河2,既可以实现对城市内河进行补水以改善其水生态环境,还能够带动城市湖泊水体的流动。为维持城市湖泊1日常景观水位H1=4.5m稳定与水量平衡,当所述城市湖泊1中入湖城市内河3的日常来水量为Q1=2.5m3/s时,所述城市湖泊1补给城市主内河2的补水量Q2需满足:Q2=1.0m3/s<Q1=2.5m3/s。
请参阅图3,在暴雨洪水期,根据气象预报,当暴雨洪水到来前提前将城市湖泊1和内河水位预泄以增加调蓄库容,其中城市湖泊1预泄至湖泊死水位H2=3.0m,城市主内河2预泄至防洪排涝低水位H4=2.8m,H2>H4,以避免城市主内河2初期雨水进入湖泊;当暴雨洪水到来后,由于城市主内河2槽蓄量较小而城市湖泊1槽蓄量较大,城市主内河2水位涨幅要快于城市湖泊1,即城市主内河2水位将逐渐上涨至与城市湖泊1水位持平,并会高于城市湖泊1水位,由于两者的水位差,此时城市主内河2洪涝水体可经由河湖连通渠5流入城市湖泊1,起到给城市主内河2分流洪涝水的作用,进而发挥城市湖泊1滞蓄洪功能,增强了城市的洪涝灾害防御能力;当暴雨洪水逐渐减小,即退水段,城市湖泊1由于水量较大,其水位降低速度会低于城市主内河2,故城市主内河2水位将逐渐降低至与城市湖泊1水位持平,并慢慢低于城市湖泊1水位,最终恢复到两者的日常景观控制水位,进而发挥两者正常的日常功能。在日常或枯水期,城市湖泊水体自留流入城市内河进行补水,有效提升了城市内河水动力,改善了其水生态环境状况,并同步带动了湖泊水体的流动。在暴雨洪水期,有效发挥了城市湖泊滞蓄洪功能,增强了城市的防洪排涝防御能力。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、改进及替代,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,在城市湖泊与城市主内河之间设置河湖连通渠,所述城市湖泊的进水端设置入湖城市内河,所述城市湖泊的出水端设置出湖城市内河,所述出湖城市内河的出水端连接城市外江,所述城市主内河的出水端连接所述城市外江,通过设定所述城市湖泊的日常景观水位和死水位,设定所述城市主内河的日常景观水位和防洪排涝低水位,然后控制所述城市主内河与所述城市湖泊水位差,调节水体在所述城市主内河与所述城市湖泊之间的灵活流动。
2.根据权利要求1所述的一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,所述河湖连通渠采用明渠形式,所述河湖连通渠宽度B1不小于城市主内河宽度B2,即B1≥B2,所述河湖连通渠渠底高程与连通处的城市主内河河底高程相同,所述河湖连通渠具备双向过水功能,并且所述河湖连通渠底坡为0。
3.根据权利要求1所述的一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,设定所述城市湖泊的日常景观水位H1和死水位H2,所述日常景观水位H1和所述死水位H2是指靠近河湖连通渠的湖泊水位,设定所述城市主内河的日常景观水位H3和防洪排涝低水位H4,所述城市主内河的日常景观水位H3和防洪排涝低水位H4是指靠近河湖连通渠的内河水位。
4.根据权利要求3所述的一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,在日常或枯水期,控制城市湖泊日常景观水位H1高于城市主内河日常景观水位H3,即H1>H3。
5.根据权利要求3所述的一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,为维持城市湖泊日常景观水位H1稳定与水量平衡,当所述城市湖泊中入湖城市内河的日常来水量为Q1时,所述城市湖泊补给城市主内河的补水量Q2需满足:Q2≤Q1。
6.根据权利要求3所述的一种通过水位控制保障城市河湖多功能的河湖连通方法,其特征在于,在暴雨洪水期,城市湖泊预泄至湖泊死水位H2,城市主内河预泄至防洪排涝低水位H4,H2≥H4。
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