CN219973103U - 一种防淤防萍的低水头景观生态堰 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防淤防萍的低水头景观生态堰，包括堰体和堰体底部的垫层，在堰体上设置有多个联通上下游的管道，管道底部高于堰前河底，在上游侧的管道进口连接有倒“T”型的三通，三通另外两个口分别连接有水平管和竖直管，水平管管口上设置有平管排沙阀门，竖直管管口上设置有竖管排萍阀门，竖管排萍阀门低于堰体的堰顶，在三通、水平管和竖直管外侧浇筑有素混凝土包封。本实用新型生态堰可以改善堰前流场形态，降低堰前水体富营养化状态，提高水体净化能力的同时，提升河道的水生态景观品质。

Description

一种防淤防萍的低水头景观生态堰

技术领域

本实用新型涉及水力排沙及自吸力排萍领域，尤其是一种能够改善坝前流场状态的防淤防萍的低水头景观生态堰。

背景技术

随着城市发展对河道环境要求的日益提高，低水头景观堰坝越来越普遍的运用于城市、城镇的河道治理当中，其能够利用冗余出来的河道行洪空间，抬升坝前水位，打造错落有致的景观水面，并且水流过坝能够形成层次分明的瀑布效果，既能够补充水体含氧量，防止水质产生恶化，又能够提升河道的水生态景观品质，提升两岸居民的幸福生活获得感。而固定式低水头景观堰坝因其施工成熟、造型多样、造价可控、结构安全等特点，成为最受欢迎、应用最为广泛的低水头堰坝型式。

但是，固定式低水头堰坝又在以下方面存在局限性。首先，对于多沙河道，坝前不可避免的会存在泥沙淤积现象，对后期清淤清沙、运行管护造成不便；其次，由于坝高固定不可调节，坝前水体主要通过表层流翻坝下泄，底层水体长期处于静水状态，在气温偏高的季节，坝前底层水体极易产生含氧量缺失、富营养化严重的现象；第三，在上游来水量较少的情况下，过坝流速较小，坝前水体一旦产生水华现象，浮萍将在坝顶上游不断堆积，从视觉感官及水质方面都产生较强的消极作用。

以上现象的发生，归根结底是因为固定式低水头堰坝改变了坝前水体流场造成的。坝前水体仅表层流处于流动与交换的状态，底层水体长期处于静水或类静水状态，使得坝前淤积、底层水质恶化及水华现象的发生。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有低水头堰坝容易出现堰前泥沙淤积和水体富营养化的情况，提供一种集水质净化与排淤排沙需求于一体的防淤防萍的低水头景观生态堰。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种防淤防萍的低水头景观生态堰，包括堰体和堰体底部的垫层，在堰体上设置有多个联通上下游的管道，管道底部高于堰前河底，在上游侧的管道进口连接有倒“T”型的三通，三通另外两个口分别连接有水平管和竖直管，水平管管口上设置有平管排沙阀门，竖直管管口上设置有竖管排萍阀门，竖管排萍阀门低于堰体的堰顶，在三通、水平管和竖直管外侧浇筑有素混凝土包封。

所述素混凝土包封管外厚度不小于0.5m，以保护管道，预留操作空间。

所述堰顶上设置有液位计。

所述堰体的下游面坡比在1:4～1:6，方便过流及消能。

所述堰体的堰顶宽度不小于2m，以便于行人通过及操作闸门启闭。

所述管道底部高于堰前河底10～20cm。

所述竖管排萍阀门低于堰体堰顶至少10cm。

所述堰体为钢筋混凝土结构，三通采用PE材质等径三通，管道采用PE管，平管排沙阀门和竖管排萍阀门均为自动式钢闸门，垫层采用C15素混凝土垫层，素混凝土包封采用C25素混凝土。

本实用新型的有益效果是：

(1)在上游来水量较小、堰前水体基本处于静水状态时，通过管道排出上游浮萍，改善堰前流场形态，降低堰前水体富营养化状态，提高水体净化能力的同时，提升河道的水生态景观品质。

(2)利用河道水流，自动冲沙减淤，使堰前淤沙随水流排出，降低减淤成本，便于堰体后期运行维护。

(3)结构简单，兼具美观性，与环境更协调，且容易操作，方便大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构平面图。

图2是图1中A-A剖面图。

图3是图1中B-B剖面图。

图4是本实用新型的三通处结构剖面图。

图5是本实用新型运行工况一的示意图。

图6是本实用新型运行工况二的示意图。

图7是本实用新型运行工况三的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-4所示，本实用新型的防淤防萍的低水头景观生态堰，包括堰体1和堰体1底部的垫层6，在堰体1上设置有多个联通上下游的管道3，管道3底部高于堰前河底，在上游侧的管道3进口连接有倒“T”型的三通2，三通2另外两个口分别连接有水平管和竖直管，水平管管口上设置有平管排沙阀门4，竖直管管口上设置有竖管排萍阀门5，竖管排萍阀门5低于堰体1的堰顶，在三通2、水平管和竖直管外侧浇筑有素混凝土包封9。

所述素混凝土包封9管外厚度不小于0.5m，以保护管道，预留操作空间。

所述堰顶上设置有液位计10。

所述堰体1的下游面坡比在1:4～1:6，方便过流及消能。

所述堰体1的堰顶宽度不小于2m，以便于行人通过及操作闸门启闭。

所述管道3底部高于堰前河底10～20cm。

所述竖管排萍阀门5低于堰体1堰顶至少10cm。

所述堰体1为钢筋混凝土结构，三通2采用PE材质等径三通，管道3采用PE管，平管排沙阀门4和竖管排萍阀门5均为自动式钢闸门，垫层6采用C15素混凝土垫层，素混凝土包封9采用C25素混凝土。

本实施例中，所述生态堰堰体1布置在河道有景观或灌溉需求的位置，采用木质模板固定，普通钢筋混凝土浇筑而成，其中混凝土强度采用C25，钢筋采用HRB400，下游面坡比定为1:4。所述三通2采用PE材质等径三通，设置在堰体1底部上游侧。所述管道3采用D1000PE管，布置在堰体1内部。所述平管排沙阀门4为自动式钢闸门，规格为1200mm×1200mm×200mm(长×宽×厚)。所述竖管排萍阀门5为自动式钢闸门，规格为1200mm×1200mm×200mm(长×宽×厚)。所述垫层6采用10cm厚C15素混凝土垫层，用于找平地面，稳固坝体。所述素混凝土包封9采用C25素混凝土，浇筑在三通外部，防止管道破坏。

具体地说，在堰体1下方设垫层6，用于找平地面，稳固坝体。在堰体1底部布设联通上下游的管道3，管道进口设置三通2。三通2外部设素混凝土包封9。三通2平管管底高程高于堰前河底10-20cm，管道进口设置平管排沙阀门4，使坝前底层水体能够通过管道向下游进行常态排放，既改善流场状态，又能够防止坝前淤积；常水位工况时，阀门4开度与坝上水头进行联动，保证坝上水头8高于堰顶高程7，使堰前水流可以翻坝下泄，，营造景观效果。三通2竖管管顶低于坝顶10cm，管口设置竖管排萍阀门5，一旦出现上游来水量小，由于气温升高水面产生浮萍的现象，则可开启竖管阀门，使浮萍随水流通过竖管排放至下游。

如图5所示工况1：排沙工况。上游来水量较大时，竖管排萍阀门5关闭，平管排沙阀门4开启，开度随坝上水头进行联动。通过液位计10检测水位，保证坝上水头8高于堰顶高程7，若坝上水头8过高时，则增大平管排沙阀门4开度，加大管道下泄量。此工况下由于坝前流速及过坝流速较大，上游水华现象基本不会发生。主要通过平管下泄进行排沙及改善坝前水体流场。

如图6所示工况2：排萍工况。上游来水量较小时，平管排沙阀门4关闭，竖管排萍阀门5开启。平管排沙阀门4开度控制坝上水头8高于竖管排萍阀门5，保证坝前水体产生水华时能够通过竖管排萍阀门5进行排萍，此时水流不过坝。

如图7所示工况3：常水位工况：上游来水量较小时，平管排沙阀门4处于关闭状态，或开度控制至少形成水流过坝的状态，对坝上水头8不做要求。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (8)

1.一种防淤防萍的低水头景观生态堰，包括堰体(1)和堰体(1)底部的垫层(6)，其特征在于，在堰体(1)上设置有多个联通上下游的管道(3)，管道(3)底部高于堰前河底，在上游侧的管道(3)进口连接有倒“T”型的三通(2)，三通(2)另外两个口分别连接有水平管和竖直管，水平管管口上设置有平管排沙阀门(4)，竖直管管口上设置有竖管排萍阀门(5)，竖管排萍阀门(5)低于堰体(1)的堰顶，在三通(2)、水平管和竖直管外侧浇筑有素混凝土包封(9)。

2.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述素混凝土包封(9)管外厚度不小于0.5m，以保护管道，预留操作空间。

3.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述堰顶上设置有液位计(10)。

4.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述堰体(1)的下游面坡比在1:4～1:6，方便过流及消能。

5.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述堰体(1)的堰顶宽度不小于2m，以便于行人通过及操作闸门启闭。

6.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述管道(3)底部高于堰前河底10～20cm。

7.根据权利要求1所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述竖管排萍阀门(5)低于堰体(1)堰顶至少10cm。

8.根据权利要求1-7任一项所述防淤防萍的低水头景观生态堰，其特征在于，所述堰体(1)为钢筋混凝土结构，三通(2)采用PE材质等径三通，管道(3)采用PE管，平管排沙阀门(4)和竖管排萍阀门(5)均为自动式钢闸门，垫层(6)采用C15素混凝土垫层，素混凝土包封(9)采用C25素混凝土。