山溪性河流生态固床及固岸结构制造技术

本发明专利技术涉及一种山溪性河流生态固床及固岸结构。适用于水利及水生态治理技术领域。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：具有生态造流结构，该生态造流结构具有置于河床上的底板，底板上制有挡墙，挡墙顶部沿挡墙轴向镶嵌有若干用于在下游侧形成跌水的顶层自然石，相邻顶层自然石之间留有空隙，该挡墙上下游的底板上堆砌有若干自然石；所述生态造流结构上游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构上游侧基础的上游生态防冲结构；生态造流结构下游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构下游侧基础的下游生态防冲结构。的下游生态防冲结构。的下游生态防冲结构。

【技术实现步骤摘要】
山溪性河流生态固床及固岸结构


[0001]本专利技术涉及一种山溪性河流生态固床及固岸结构。适用于水利及水生态治理


技术介绍

[0002]洪水期山溪性河流流量呈现暴涨暴落特性，对河床及岸坡冲刷剧烈，导致河床下切严重，引起河床底坡增大及岸坡失稳坍塌(尤其在河道凹岸区域)，造成经济损失。针对这一问题，目前主要采用溢流堰治理河床侵蚀、采用硬质或半硬质护岸应对岸坡冲刷问题。
[0003]在溢流堰
，传统溢流堰主要由上游过流坦、过流面及下游消力池组成，显著改变了自然水流特性，并阻碍了自然跌水下深潭的形成，无法有效构建深潭
‑
浅滩交错的生态河床；另外，溢流堰的全断面阻断也影响了泥沙的输运，往往引起堰体上游侧的严重淤积，同时也无法满足鱼类洄游、上溯要求，从而威胁生态系统安全。在护岸
，由于洪期水流对坡脚冲刷剧烈，为确保安全，往往采用硬质或半硬质护岸技术，由此限制了生态护岸技术的应用，从而影响了河流的横向生态连通性，最终影响生态系统健康稳定发展。
[0004]因此，研发新型近自然固床及固岸技术，既能维持河床及河岸稳定，又能满足生态要求，削弱主流冲刷，构建鱼类上溯通道，保障河流纵向连续性及横向连通性，具有重要的工程及科学意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种山溪性河流生态固床及固岸结构。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：具有生态造流结构，该生态造流结构具有置于河床上的底板，底板上制有挡墙，挡墙顶部沿挡墙轴向镶嵌有若干用于在下游侧形成跌水的顶层自然石，相邻顶层自然石之间留有空隙，该挡墙上下游的底板上堆砌有若干自然石；
[0007]所述生态造流结构上游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构上游侧基础的上游生态防冲结构；生态造流结构下游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构下游侧基础的下游生态防冲结构。
[0008]堆砌于所述挡墙上游底板上的自然石中顶部为与所述顶层自然石一一对应的上游上层自然石，上游上层自然石上部高出挡墙顶面；
[0009]堆砌于挡墙下游底板上的自然石中顶部为与顶层自然石一一对应的下游上层自然石，下游上层自然石上部高出挡墙顶面。
[0010]堆砌于所述挡墙上游侧底板上自然石包括镶嵌于底板上的上游底层自然石，上游底层自然石包括依次靠近挡墙设置的上游外层自然石和上游内层自然石，上游内层自然石上放置所述上游上层自然石。
[0011]堆砌于所述挡墙下游侧底板上自然石包括镶嵌于底板上的下游底层自然石，下游
底层自然石包括紧贴挡墙的下游内层自然石和置于底板下游边缘的下游外层自然石，下游外层自然石和下游内层自然石之间设有下游中间层自然石，下游内层自然石上放置所述下游上层自然石。
[0012]所述上游生态防冲结构包括上游防冲上层自然石、上游防冲底层自然石和上游土工布，其中上游防冲底层自然石埋深大于最大计算冲刷深度E
m
，上游防冲上层自然石和上游防冲底层自然石的粒径大于最小计算粒径D
m
；所述上游土工布上游侧埋入所述上游防冲底层自然石底部，下游侧砌入所述底板内；
[0013]所述最大计算冲刷深度E
m
根据尾水深度h
t
、单宽流量q、正常超临界流水深h
e
、累积质量分数为90％时的泥沙粒径D
90
计算；
[0014][0015]所述最小散石粒径D
m
由最大流速V
max
、卵石密度ρ
s
为、水密度ρ
w
、乱流影响系数E
i
及坡度修正系数K确定；其中乱流影响系数E
i
介于0.86～1.28之间；所述最大流速V
max
由断面平均流速V0、卵石阻水面积A
s
及过水面积A
ges
计算；
[0016][0017][0018]所述下游生态防冲结构包括下游防冲上层自然石、下游防冲底层自然石和下游土工布，下游防冲底层自然石包括下游防冲内层自然石和下游防冲外层自然石，下游防冲内层自然石、下游防冲外层自然石和下游防冲上层自然石组成三角形稳定结构，其中下游防冲底层自然石埋深大于最大计算冲刷深度E
m
，下游防冲底层自然石的粒径大于最小计算粒径D
m
；所述下游土工布上游侧砌入所述底板内，下游侧埋入下游防冲底层自然石底部；
[0019]所述最大计算冲刷深度E
m
根据尾水深度h
t
、单宽流量q、正常超临界流水深h
e
、累积质量分数为90％时的泥沙粒径D
90
计算；
[0020][0021]所述最小散石粒径D
m
由最大流速V
max
、卵石密度ρ
s
为、水密度ρ
w
、乱流影响系数E
i
及坡度修正系数K确定；其中乱流影响系数E
i
介于0.86～1.28之间；所述最大流速V
max
由断面平均流速V0、卵石阻水面积A
s
及过水面积A
ges
计算；
[0022][0023][0024]在河道顺直段，所述生态造流结构在平面呈抛物线形布置，抛物线顶部凸向河流上游，抛物线两侧与河岸切线夹角介于30
°
～40
°
之间，抛物线两侧端点插入量测河岸；
[0025]所述抛物线两侧端点处处的顶层自然石至抛物线顶点的顶层自然石呈斜坡；端点处顶层自然石高程高于常水位50cm，抛物线顶点处顶层自然石高程与常水位一致。
[0026]沿水流方向相邻两生态造流结构的平面间距S
V
根据河道坡度i计算，相邻两生态造流结构高差约为30cm；
[0027]S
V
＝8.2513i
‑
0.9799
。
[0028]在河道弯曲段，所述生态造流结构在平面呈“J”形曲线布置，生态造流结构一端点插入河岸，另一端点插入河滩内，“J”形曲线与河岸切线夹角介于30
°
～40
°
之间。
[0029]所述“J”形曲线顶点的顶层自然石高程低于常水位约10cm。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术中生态造流结构在混凝土的底板和挡墙上镶嵌自然石，顶层自然石间隔布置并与上下游自然石形成跌水，下游侧自然石交错布置形成多样性流态。本专利技术中在生态造流结构上游设有上游生态防冲结构，用以防止水流对生态造流结构上游侧基础的冲刷；在生态造流结构下游设有下游生态防冲结构，用以防止水流对造流结构下游侧基础的冲刷。
[0031]本专利技术兼顾山溪性河流固床及固岸的近自然生态工法，解决了河床及岸坡侵蚀的生态修复技术问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：具有生态造流结构，该生态造流结构具有置于河床上的底板，底板上制有挡水堰，挡水堰顶部沿挡水堰轴向镶嵌有若干用于在下游侧形成跌水的顶层自然石，相邻顶层自然石之间留有空隙，该挡水堰上下游的底板上堆砌有若干自然石；所述生态造流结构上游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构上游侧基础的上游生态防冲结构；生态造流结构下游侧设有用于防止水流冲刷该生态造流结构下游侧基础的下游生态防冲结构。2.根据权利要求1所述的山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：堆砌于所述挡水堰上游底板上的自然石中顶部为与所述顶层自然石一一对应的上游上层自然石，上游上层自然石上部高出挡水堰顶面；堆砌于挡水堰下游底板上的自然石中顶部为与顶层自然石一一对应的下游上层自然石，下游上层自然石上部高出挡水堰顶面。3.根据权利要求2所述的山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：堆砌于所述挡水堰上游侧底板上自然石包括镶嵌于底板上的上游底层自然石，上游底层自然石包括依次靠近挡水堰设置的上游外层自然石和上游内层自然石，上游内层自然石上放置所述上游上层自然石。4.根据权利要求2所述的山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：堆砌于所述挡水堰下游侧底板上自然石包括镶嵌于底板上的下游底层自然石，下游底层自然石包括紧贴挡水堰的下游内层自然石和置于底板下游边缘的下游外层自然石，下游外层自然石和下游内层自然石之间设有下游中间层自然石，下游内层自然石上放置所述下游上层自然石。5.根据权利要求1所述的山溪性河流生态固床及固岸结构，其特征在于：所述上游生态防冲结构包括上游防冲上层自然石、上游防冲底层自然石和上游土工布，其中上游防冲底层自然石埋深大于最大计算冲刷深度E
m
，上游防冲上层自然石和上游防冲底层自然石的粒径大于最小计算粒径D
m
；所述上游土工布上游侧埋入所述上游防冲底层自然石底部，下游侧砌入所述底板内；所述最大计算冲刷深度E
m
根据尾水深度h
t
、单宽流量q、正常超临界流水深h
e
、累积质量分数为90％时的泥沙粒径D
90
计算；所述最小散石粒径D
m
由最大流速V
max
、卵石密度ρ
s
为、水密度ρ
w
、乱流影响系数E
i
及坡度修正系数K确定；其中乱流影响系数E
i
介于0.86～1.28之间；所述最大流速V
max
由断面平均流速V0、卵石阻水面积A
s
及过水面积A
ges
计算；计...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄森军，魏俊，徐建强，张博，邬鸣，崔家萍，胡玉胜，池俊梦，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：