一种直线型城市河道的生态改造结构制造技术

本发明专利技术涉及一种直线型城市河道的生态改造结构，包括分别设置在直线型城市河道两侧河岸边的透水堰坝群与垂直堰坝群，所述透水堰坝群包括至少两组平行与护岸连接且向直线型城市河道中央迎水方向倾斜延伸设置的第一堰坝单元，所述第一堰坝单元包括与护岸相连的坝体、所述坝体端部的坝头以及设置在所述坝头(6)周边淤泥层(8)表面的防护石，所述垂直堰坝群包括至少两组与护岸垂直连接且向直线型城市河道中央延伸设置的第二堰坝单元。本发明专利技术的生态改造结构具有滞蓄洪水、延迟洪峰等防洪作用，能够改善河道两岸淤积，使河道形成异质化河床结构，增加水生动植物栖息环境。

【技术实现步骤摘要】
一种直线型城市河道的生态改造结构
本专利技术涉及城市河道的改造，特别是涉及一种直线型城市河道的生态改造结构，尤其适用于不宜进行大范围改造的硬质护岸直线型河道的生态改造。
技术介绍
传统城市河道通常被建设为直线型混凝土硬质河道，这一特征满足了对城市行洪排涝、航道、水资源供给等多重需求，但与此同时所带来的环境和生态问题却日渐引起大家的重视。首先，直线河道会导致河流平均流速加快，某种程度会使下游的泥沙沉积量增大，也会导致滞洪作用减弱，在汛期水深、浪急，导致汛期洪峰提前等隐患发生。再者，直线型且流速过快的河流也不易形成异质化河床，致使各种水生生物栖息、产卵的浅滩生境结构丧失，造成正常生息繁衍环境退化并消失，从而导致河流生态系统被破坏、生境丧失或被阻断、物种减少等生态系统退化的问题，同时降低河流的生态净化能力导致水质恶化。另外，直线河道在枯水期常常因为水流方向均一化而导致河道两侧淤积较厚而露出河底淤泥，加之三面光的硬质护岸和污染的水体，毫无景观可言。但是，由于城市的成熟开发，河道周边空间有限，将直线河道恢复为自然曲折的河道线型在当前显然是不现实的，因此亟待解决的是在不改变现有直线河道基本结构和位置的基础上对其进行改造，在保证城市河道基本功能的基础上克服上述生态、环境和景观问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有直线河道不能进行大规模扩建、改建等实际条件，提出一种直线型城市河道的生态改造结构，从而达到滞蓄洪水、延迟洪峰等防洪作用，改善河道两岸淤积，使河道形成异质化河床结构、增加水生动植物栖息环境等一系列生态作用。为实现上述目的，本专利技术提供了一种直线型城市河道的生态改造结构，包括分别设置在直线型城市河道两侧河岸边的透水堰坝群与垂直堰坝群，所述透水堰坝群包括至少两组平行与护岸连接且向直线型城市河道中央迎水方向倾斜延伸设置的第一堰坝单元，所述第一堰坝单元包括与护岸相连的坝体、坝体端部的坝头以及设置在所述坝头周边淤泥层表面的防护石，所述坝体包括自河底淤泥层依次向上设置的第一基础层、环流过水层、第一面层，所述垂直堰坝群包括至少两组与护岸垂直连接且向直线型城市河道中央延伸设置的第二堰坝单元，所述第二堰坝单元包括第二基础层、过水层、第二面层。优选地，所述第一堰坝单元的主轴线与水流方向呈50°～80°夹角，所述坝体的长度为直线型城市河道宽度的1/5～1/3，所述坝体的宽度为30～60cm，相邻第一堰坝单元之间的横向间距为坝体长度的1～3倍。优选地，所述透水堰坝群中第一堰坝单元之间的距离、所述垂直堰坝群中第二堰坝单元之间的距离均采用平均设置或者递增设置；所述透水堰坝群中最靠近上游的第一堰坝单元的高度和所述垂直堰坝群中最靠近上游的第二堰坝单元的高度均为低于直线型城市河道常水位20～30cm，其后的第一堰坝单元和第二堰坝单元的高度均分别逐步增高，所述透水堰坝群中最靠近下游的第一堰坝单元的高度和所述垂直堰坝群中最靠近下游的第二堰坝单元的高度均为高于常水位10～20cm。优选地，所述坝头设置为圆弧形结构；所述防护石包括呈扇形铺设的一层粗砂和一层碎石，所述粗砂的铺设厚度为3～5cm，所述碎石的铺设厚度为10～15cm，所述碎石为粒径为1～5cm的级配碎石。优选地，所述第一基础层大粒径碎石建造的钢筋混凝土结构，所述大粒径碎石的粒径为5～10cm；所述第一基础层的顶端高于淤泥层上表面20～30cm；所述第一面层为厚度≥30cm的钢筋混凝土结构，所述第一面层的侧面和上表面为粗糙面。优选地，所述环流过水层包括垂直设置在所述第一基础层上的一排第一支撑柱以及设置在所述第一支撑柱之间的导水环流机构，所述导水环流机构包括垂直设置在所述第一支撑柱间空隙的中点位置的中心柱以及设置在所述中心柱上且围绕所述中心柱旋转的环流叶片。优选地，所述环流叶片的形态为两侧边分别互补的波浪式结构，其中，所述环流叶片的一侧为凹波浪形状，所述环流叶片的另一侧为凸波浪形状，并且所述环流叶片为厚度不均一的涡轮状结构；所述环流叶片的每一个波浪形状的波长为20～30cm，波峰为10～20cm。优选地，所述第二堰坝单元的数量与第一堰坝单元的数量相同，且所述第二堰坝单元的位置与第一堰坝单元的位置持平，所述第二堰坝单元的长度为直线型城市河道宽度的1/10～1/8。优选地，所述过水层包括垂直设置在所述第二基础层上的一排第二支撑柱、横向连接在相邻两根第二支撑柱上的固定杆以及悬挂在所述固定杆上的导流门，所述导流门的上部为矩形，所述导流门下部为平齐锯齿形。优选地，所述第二堰坝单元的表面为光滑面；所述第二基础层顶端低于所述淤泥层的上表面3～5cm；所述固定杆的直径为2～5cm，所述固定杆的位置低于所述第二面层底端10～20cm；所述导流门的宽度为30～50cm，所述导流门的下端距离所述淤泥层的高度为20～35cm。基于上述技术方案，本专利技术的优点是：本专利技术的直线型城市河道的生态改造结构不仅可以起到控制水流速度、引导水流方向和减轻水力冲刷，从而达到滞蓄洪水、延迟洪峰等防洪作用，还可通过造就不同水力条件，在堰坝过水区形成紊流、乱流和旋涡，有利于水体的曝气增氧，改善河道两岸淤积，使河道形成异质化河床结构，通过形成水生动植物栖息环境而增加生物多样性，同时也极大增加了河床的比表面积，使附着在河床上的生物数量大大增加，有利于水体自净能力的增强达到一系列生态作用。如在冲刷坑形成的深陷区，水流缓慢，是鱼类和各类软体动物休憩的好去处，也是洪水期间鱼类等水生生物避难的主要场所。在泥沙垒积形成的浅滩、裸滩、三角洲等结构中，可通过种植不同生活型水生植物、吸引底栖动物、鸟类等驻留，从而形成生态美好的景观效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为直线型城市河道的生态改造结构示意图；图2为第一堰坝单元俯视示意图；图3为第一堰坝单元坝体侧视示意图；图4为第二堰坝单元侧视示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。本专利技术提供了一种直线型城市河道的生态改造结构，如图1～图4所示，其中示出了本专利技术的一种优选实施方式。本专利技术的直线型河道的生态改造结构通过在河道中设置两种不同类型的透水堰坝群，堰坝群通常为多组联合设置，形成一个相辅相成的系统，解决河道的水安全、水生态、水景观等一体化问题。具体地，所述生态改造结构包括分别设置在直线型城市河道1两侧河岸边的透水堰坝群2与垂直堰坝群3，所述透水堰坝群3包括至少两组平行与护岸连接且向直线型城市河道1中央迎水方向倾斜延伸设置的第一堰坝单元，所述第一堰坝单元包括与护岸4相连的坝体5、坝体端部的坝头6以及设置在所述坝头6周边淤泥层8表面的防护石7，所述坝体5包括自河底淤泥层8依次向上设置的第一基础层9、环流过水层11、第一面层13，所述垂直堰坝群3包括至少两组与护岸垂直连接且向直线型城市河道1中央延伸设置的第二堰坝单元，所述第二堰坝单元包括第二基础层14、过水层16、第二面层18。本专利技术的直线型城市河道的生态改造结构通过在不同河道位置设置不同结构的堰坝群系统，起到控制水流速度，引导水流方向和减小水力冲刷，从而达到滞蓄洪水、延迟洪峰等防洪作用，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线型城市河道的生态改造结构，其特征在于：包括分别设置在直线型城市河道(1)两侧河岸边的透水堰坝群(2)与垂直堰坝群(3)，所述透水堰坝群(3)包括至少两组平行与护岸连接且向直线型城市河道(1)中央迎水方向倾斜延伸设置的第一堰坝单元，所述第一堰坝单元包括与护岸(4)相连的坝体(5)、所述坝体(5)端部的坝头(6)以及设置在所述坝头(6)周边淤泥层(8)表面的防护石(7)，所述坝体(5)包括自河底淤泥层(8)依次向上设置的第一基础层(9)、环流过水层(11)、第一面层(13)，所述垂直堰坝群(3)包括至少两组与护岸垂直连接且向直线型城市河道(1)中央延伸设置的第二堰坝单元，所述第二堰坝单元包括第二基础层(14)、过水层(16)、第二面层(18)。

【技术特征摘要】
1.一种直线型城市河道的生态改造结构，其特征在于：包括分别设置在直线型城市河道(1)两侧河岸边的透水堰坝群(2)与垂直堰坝群(3)，所述透水堰坝群(3)包括至少两组平行与护岸连接且向直线型城市河道(1)中央迎水方向倾斜延伸设置的第一堰坝单元，所述第一堰坝单元包括与护岸(4)相连的坝体(5)、所述坝体(5)端部的坝头(6)以及设置在所述坝头(6)周边淤泥层(8)表面的防护石(7)，所述坝体(5)包括自河底淤泥层(8)依次向上设置的第一基础层(9)、环流过水层(11)、第一面层(13)，所述垂直堰坝群(3)包括至少两组与护岸垂直连接且向直线型城市河道(1)中央延伸设置的第二堰坝单元，所述第二堰坝单元包括第二基础层(14)、过水层(16)、第二面层(18)。2.根据权利要求1所述的生态改造结构，其特征在于：所述第一堰坝单元的主轴线与水流方向(A)呈50°～80°夹角，所述坝体(5)的长度为直线型城市河道(1)宽度的1/5～1/3，所述坝体(5)的宽度为30～60cm，相邻第一堰坝单元之间的横向间距为坝体(5)长度的1～3倍。3.根据权利要求1所述的生态改造结构，其特征在于：所述透水堰坝群(3)中第一堰坝单元之间的距离、所述垂直堰坝群(3)中第二堰坝单元之间的距离均采用平均设置或者递增设置；所述透水堰坝群(3)中最靠近上游的第一堰坝单元的高度和所述垂直堰坝群(3)中最靠近上游的第二堰坝单元的高度均为低于直线型城市河道(1)常水位20～30cm，其后的第一堰坝单元和第二堰坝单元的高度均分别逐步增高，所述透水堰坝群(3)中最靠近下游的第一堰坝单元的高度和所述垂直堰坝群(3)中最靠近下游的第二堰坝单元的高度均为高于常水位10～20cm。4.根据权利要求1所述的生态改造结构，其特征在于：所述坝头(6)设置为圆弧形结构；所述防护石(7)包括呈扇形铺设的一层粗砂和一层碎石，所述粗砂的铺设厚度为3～5cm，所述碎石的铺设厚度为10～15cm，所述碎石为粒径为1～5cm的级配碎石。5.根据权利要求1所述的生态改造结构，其特征在于：所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊蓓莉，梁威，郭云琨，张凯，崔晨晨，
申请(专利权)人：北京东方利禾景观设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11