一种悬河治理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种悬河治理系统和方法，包括：设置在上游河道中的在汛期能够泄洪的水坝，所述的水坝上游设有带有引水调节闸的上游引水渠，所述的上游引水渠与中游沙化地带的滞洪区连接，所述的滞洪区与设有冲沙调节闸的下游引水渠连接，所述的下游引水渠与悬河段的河道连接；所述的引水调节闸、冲沙调节闸与水文站连接。本发明专利技术通过在上游设置的滚水坝引水，在中游的沙漠中设置容纳汛期洪水的水库，水流在水库中经沉降泥沙后，引入下游河道，对下游河道冲刷，降低下游河床，解决河床不断淤积垫高，避免形成二级悬河，起到保护中下游水利枢纽体系，延长水库与发电设备的寿命的作用。

A river management system and method

The invention relates to a river governance system and method, including: setting in the upstream in the river to flood the dam in flood season, the water diversion dam with upstream regulator upstream of the diversion canal, connecting the flood detention area upstream of the diversion canal and middle desertification area, flood detention area connected with a sand regulation Sluice Downstream of the diversion canal, connected to the downstream of the diversion canal and suspended section of river diversion; the regulating gate, flushing regulator is connected with the hydrological station. In the setting of the overflow dam diversion upstream reservoir for flood, set in the middle of the desert, the water in the reservoir by deposition of sediment, into the river, the downstream river erosion, reduce downstream riverbed, solve the riverbed silting pad, avoid the formation of two levels of elevated to the downstream water conservancy system. The protection, extend the reservoir and power generation equipment life role.

【技术实现步骤摘要】
一种悬河治理系统和方法
本专利技术涉及一种悬河治理系统和方法，是一种环境保护和治理的系统和方法，是一种对沙化地带进行改造并对河道清理的系统和方法。
技术介绍
在一些干旱且水蚀、风蚀严重的地区，存在严重的水土流失，区域内沟/河道发育强烈，上游往往比降较大，水流动能较大，可以携带大量泥沙。同时，由于人类活动的加剧，使原本十分紧缺的水资源更加紧缺。在这类地区中由于植被缺乏，往往伴随沙化，甚至形成沙漠，使水土流失更加严重，造成恶性循环。这一方面使当地的生态环境恶化，同时泥沙向下游输移到入河口位置时，由于河道比降减低，水流动能减小，挟沙能力下降，造成入河口位置严重淤积。随着河床的抬高，使河道淤积、阻塞和毁损水利设施，一些河道发生溯源淤积，逐渐在支流河段下游发展成“二级悬河”。所谓“二级悬河”，就是“槽高于滩、滩高于背河地面”的河道形态，即使发生中小洪水，主槽也难以容纳，必然造成重大河势变化，易出现横河、斜河，增大了决口的危险。由于我国水文特点，在此类干旱地区，雨水往往十分集中，短期的高强度降雨对淤积的河道产生严重威胁，在汛期十分容易发生决口等严重灾害。因此，在重点加强地区小流域生态环境综合治理的同时，如何能够增强中游洪水泥沙的调节能力，充分利用干旱地区紧缺的水资源，探索解决河道泥沙淤积、保护水利设施及缓解河流中下游供需矛盾的途径，显然是值得理论创新、科学谋划的前沿性课题。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种悬河治理系统和方法。所述的系统和方法通过引出河道中的水流经沉降泥沙后，再次引入河道中对河道冲刷，解决河床不断淤积垫高，避免形成二级悬河。本专利技术的目的是这样实现的：一种悬河治理的方法，所述方法使用的条件是：带有大量泥沙的河流，当地全年降水量集中在雨季，雨季时能提供相对充分的雨量，河流上或中游具有设置取水建筑物或引洪工程和引水渠的地理条件，中游能够找到滞洪区，滞洪区或者设置在中游的沙漠中或者是地势低洼透水或不透水土壤地带，下游是已经形成或正在形成的悬河河道；所述的方法的步骤如下：在上游设置能够有效引导洪水的引洪工程，包括滚水坝和引水闸；在中游地区寻找合适的低洼荒芜地区作为滞洪区；修筑引水渠，将河道中洪水通过引洪工程引入滞洪区中；带有泥沙的洪水在滞洪区中滞留，洪水中的泥沙在滞洪区沉降，形成淤积层，所述的淤积层能够镇压沙土层，或者干旱土层，同时有效补充该区域水资源，增强植被恢复能力；在中游河道设置水文观测站，水文站位于沉降后清水入河口的上游，观测河道流量Q’侧；根据马斯京根法，结合下游河道安全流量Q安计算滞洪区出水控制流量Q’控；按照计算得出的Q’控，调节经沉降的清水引入到下游的悬河河道中，以保证安全冲刷的控制流量对悬河河道进行冲刷，降低悬河河底高程。进一步的，所述的以保证安全冲刷的控制流量满足如下条件：Q’控＋Q’侧＜Q安一种实现上述方法的悬河治理系统，包括：设置在上游河道中的在汛期能够泄洪的水坝，所述的水坝上游河岸一侧或两侧设有带有引水调节闸的上游引水渠，所述的上游引水渠与中游沙化地带的滞洪区连接，所述的滞洪区与设有冲沙调节闸的下游引水渠连接，所述的下游引水渠与悬河段的河道连接；所述的引水调节闸、冲沙调节闸与水文站之间信息连接。进一步的，所述的水坝是滚水坝。进一步的，所述的调节阀的底端高程大于滞洪区的底端高程。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术通过在上游设置的滚水坝引水，在中游的沙漠中设置容纳汛期洪水的水库，水流在水库中经沉降泥沙后，引入下游河道，对下游河道冲刷，降低下游河床，解决河床不断淤积垫高，避免形成二级悬河，起到保护中下游水利枢纽体系，延长水库与发电设备的寿命的作用。利用风沙区/沙漠地广人稀、土壤空隙大、渗透性好等特点，一方面将有丰富营养物质的泥土带入沙漠、沙地，为风沙区治理奠定基础；另一方面，降低水流中的含沙量后，可以有效增加水流返回河道后的挟沙能力，为下游河道利用水流冲刷清淤、降低河底高程、逐渐消除悬河提供动力基础。此外，通过引水可以减小大洪水的洪峰，达到消洪的目的，同时，可有效补充洪水后期或平时的河道流量，增大河流下游冲刷能力，有效调节水土流失严重地区河势，维持河道健康，改善区域生态环境。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例三所述系统的总体示意图；图2是本专利技术的实施例五所述调节阀的底端高程与滞洪区的底端高程示意图。具体实施方式实施例一：本实施例是一种悬河治理的方法，所述方法使用的条件是：带有大量泥沙的河流，当地全年降水量集中在雨季，雨季时能提供相对充分的雨量，河流上或中游具有设置取水建筑物或引洪工程和引水渠的地理条件，中游能够找到滞洪区，滞洪区或者设置在中游的沙漠中或者是地势低洼透水或不透水土壤地带，下游是已经形成或正在形成的悬河河道。一些河流由于中游的土壤被侵蚀，水中携带大量的泥沙，这些泥沙在水流缓慢的中下游就会沉降下来，造成河底抬高，为防止河流改道只能加高两岸的堤坝，结果形成了悬河。这些水土流失严重的地区往往是干旱地区，全年雨量集中的时间较短的雨季，短时间的较大降雨容易形成河流水位暴涨，冲毁堤坝，造成严重灾害。这些地区的另一个特点是，由于降雨量少，水土流失严重，植被损失，容易造成土壤沙化，甚至形成沙漠，沙化的使整体生态形成恶性循环，进一步造成水土流失。因此，需要整体考虑河流、泥沙、降雨、洪水等因素，综合近似拟定水土保持方案，方能全面的解决问题。本实施例所采取的措施可以简单的描述为：将短时间的集中降雨在沙化地带储存，避免洪水，储存过程使水中的泥沙沉降，再用沉降后的清水冲刷下游抬起的河道，使河道底部降低。所述方法的具体步骤如下：1）在上游设置能够有效引导洪水的引洪工程，包括滚水坝和引水闸。这一部分为蓄水建筑物：在悬河段上游附近的其他支流上建设滚水坝，以便在汛期发生洪水时，可将洪水引入沙漠中的滞洪区。2）在中游地区寻找合适的低洼荒芜地区作为滞洪区。可以在中游的沙漠中寻找较为地位的区域，由于洪水中的泥沙沉降，在沙化土壤表面形成细泥沙层，这种细泥沙成能够起到阻挡水渗透的作用，减少水分流失。3）修筑引洪渠，将河道中洪水通过引洪工程引入滞洪区中。发生洪水时使洪水脱离原有河道引至滞洪区。汛期发生洪水时，水库水位涨到一定高度后，让多余的水自由溢流，通过引洪渠道进入沙漠中的滞洪区。在开凿引洪渠道时要合理利用沙漠中的有利地形（如洪水沟、季节性水路等），减少人工开挖量。4）带有泥沙的洪水在滞洪区中滞留，洪水中的泥沙在滞洪区沉降，形成淤积层，所述的淤积层能够镇压沙土层，或者干旱土层，同时有效补充该区域水资源，增强植被恢复能力。选择地势低洼，水分条件好，地下潜水位较高的沙漠洼地作为滞洪区，这样可以很好保留住水分，避免库中水量的下渗流失。再者当洪水较大、库内水位超高溢出时会自动下渗入周围为沙漠中，不会造成危害。5）在中游河道设置水文观测站，水文站位于沉降后清水入河口的上游，观测河道流量Q’侧；根据马斯京根法，结合下游河道安全流量Q安计算滞洪区出水控制流量Q’控。马斯京根法是水文上用于计算河道流量过程的一种成熟方法。按照计算得出的Q’控，调节经沉降的清水引入到下游的悬河河道中，以保证安全冲刷的控制流量对悬河河道进行冲刷，降低悬河河底高程。为了控制清水流量，需在引水渠上加设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬河治理的方法，所述方法使用的条件是：带有大量泥沙的河流，当地全年降水量集中在雨季，雨季时能提供相对充分的雨量，河流上或中游具有设置取水建筑物或引洪工程和引水渠的地理条件，中游能够找到滞洪区，滞洪区或者设置在中游的沙漠中或者是地势低洼透水或不透水土壤地带，下游是已经形成或正在形成的悬河河道；其特征在于，所述的方法的步骤如下：在上游设置能够有效引导洪水的引洪工程，包括滚水坝和引水闸；在中游地区寻找合适的低洼荒芜地区作为滞洪区；修筑引水渠，将河道中洪水通过引洪工程引入滞洪区中；带有泥沙的洪水在滞洪区中滞留，洪水中的泥沙在滞洪区沉降，形成淤积层，所述的淤积层能够镇压沙土层，或者干旱土层，同时有效补充该区域水资源，增强植被恢复能力；在中游河道设置水文观测站，水文站位于沉降后清水入河口的上游，观测河道流量

【技术特征摘要】
1.一种悬河治理的方法，所述方法使用的条件是：带有大量泥沙的河流，当地全年降水量集中在雨季，雨季时能提供相对充分的雨量，河流上或中游具有设置取水建筑物或引洪工程和引水渠的地理条件，中游能够找到滞洪区，滞洪区或者设置在中游的沙漠中或者是地势低洼透水或不透水土壤地带，下游是已经形成或正在形成的悬河河道；其特征在于，所述的方法的步骤如下：在上游设置能够有效引导洪水的引洪工程，包括滚水坝和引水闸；在中游地区寻找合适的低洼荒芜地区作为滞洪区；修筑引水渠，将河道中洪水通过引洪工程引入滞洪区中；带有泥沙的洪水在滞洪区中滞留，洪水中的泥沙在滞洪区沉降，形成淤积层，所述的淤积层能够镇压沙土层，或者干旱土层，同时有效补充该区域水资源，增强植被恢复能力；在中游河道设置水文观测站，水文站位于沉降后清水入河口的上游，观测河道流量Q’侧；根据马斯京根法，结合下游河道安全流量Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚家国，王浩，赵勇，孟庆东，尚毅梓，冶运涛，牛晨，王英，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11