專利名稱：水域中軟質圍隔與硬質護堤間浮動式連接裝置及制作方法和應用的制作方法
水域中軟質圍隔與硬質護堤間浮動式連接裝置及制作方法和應用
技術領域：
本發明屬于生態環境工程技術領域，具體涉及一種適用于水域中用于攔藻截污、改善水質的軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置及制作方法和應用。
二、技術背景河流、湖泊、水庫、溪流和濕地提供了大部分飲用、農業、衛生和工業用水，然而人類活動越來越頻繁和深刻地影響著水生態系統，我國水域環境富營養化呈現加速惡化的趨勢， 河流、湖泊生態系統嚴重退化。水體富營養化引起藻類的快速生長繁殖形成“水華”，已經造成災害性后果，控制藻類的過度生長繁殖是水環境治理及水源地保護方面的重要內容。物理攔藻技術是控制藻類、保護水質的重要措施，該方法目前已得到了廣泛的應用，然而，在物理隔離的同時，如何實現擋藻圍隔與硬質護提間的水體邊界封閉控制問題，保障攔藻截污的穩定性，需要一種新的技術方法來解決上述問題。
經專利檢索，現有專利包括陳云峰等設計的攔藻圍隔帶(專利號 201020558986)、張芳海等設計的擋藻圍隔(專利號200520125530)以及胡孟春等設計的軟圍隔技術(專利號200510040980)都是通過圍隔擋藻的物理工程技術手段，達到攔藻、控藻的目的。柔性軟質圍隔技術可以有效分隔開敞水體，攔截水面浮游植物、及油污或化工殘留物，明顯隔離水體清潔區與污染區，但也均存在一個共同的缺陷，即以上圍隔技術未能解決圍隔構件與濱岸硬質護提間的連接封閉問題，圍隔的擋藻截污穩定性差，在風浪沖擊下易促使污染物、藻類滲漏返流至圍隔區內清潔水體中，造成水體的再污染。因此，設計一種軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置是非常必要的，該技術關鍵解決以下問題固定裝置結構穩定、方便耐用；實現軟質圍隔與硬質護提間的封閉銜接及邊界控制；適應風浪、 水流、水位漲落等自然條件；優化圍隔攔藻截污，改善水質的生態功能。
三、發明內容本發明需要解決的問題是發明一種適用于水域中的軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置，且能隨水位變化而自由浮動，實現軟質圍隔與硬質護提間的封閉銜接；適應風浪、水流、水位漲落等自然條件；優化圍隔攔藻截污的功能，能夠適用于水域中的水源地水質保護及富營養化水體生態恢復工程。
本發明的技術方案是本發明所述軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置，由混凝土基座、D500鋼管、C型鋼鑲嵌橡膠以及L型鐵件四部分組成。
該裝置主體為在湖泊硬質護提外側使用C25商品砼構建坡度30°的混凝土基座， 采用42. 5普通硅酸鹽水泥，含泥量不大于3%的中砂，粒徑10 40mm、含泥量不大于1的碎石及抗分散劑投入攪拌機，進行機械攪拌形成水下不分散混凝土拌合物備用；在水下開挖基坑，沉放鋼筋籠，并預埋C型鋼、L型鋼件和D500鋼管等構件后，使用導管澆灌水下混凝土 ；混凝土基座分兩層，下層寬1.6!11，高0. 5m，澆灌入湖底，起穩固作用，上層寬0. 8m，底高0. 2m，頂高應高于洪水位0. 5m，基座長度由基座上層高度決定，確?；?0°緩坡，見附圖1-2。
混凝土基座上平行預埋D500鋼管，平行間隔6m，每一組D500鋼管，管內灌注混凝土，平行鋼的設置有助于穩固軟質圍隔，防止因水力壓力偏移混凝土基座；混凝土基座上層留有20cm的凹槽，凹槽內預埋C型鋼，高20cm，寬20cm，頂部預留5cm開口，C型鋼通過 L型鐵件錨固于混凝土基座上，鐵件長邊為180mm，短邊為80mm，厚度1. 2^1. 5mm, C型鋼和 L型鐵件兩側預留孔，用于穿設螺栓使C型鋼與L型鐵件連接，從而穩固C型鋼和混凝土基座；C型鋼槽形空腔內填充橡膠以固定軟質圍隔的石籠，軟質圍隔由圓木樁、雙層腈綸布、 圓柱形浮球及石籠構建而成，腈綸布上部鏈接圓柱形浮球，下部由石籠沉落湖底，軟浮壩隨水位漲落，由此實現攔藻隔藻效果，石籠大小應與C型鋼槽形空腔契合，直徑18cm，以確保卡接在槽形空腔內；最終，通過該裝置，軟質圍隔通過浮力拉伸，石籠沉墜，隨著水位的變化上下自由浮動的同時，與硬質護提構建密閉水體，有效隔離富營養化污染水域，見附圖3-4。
本發明與現有技術相比其有益效果是適用于水域中軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置設計簡明，制作簡單，可操作性強，實現軟質圍隔與硬質護提間的水體封閉連接，能隨水位變化而變化的可浮動式連接設計，適應風浪、水流、水位漲落等自然條件，合理優化圍隔攔藻截污功能，凈化改善水質的生態功能。因此該發明可以完善湖泊或河道生態修復工程中物理控藻技術，推動軟質圍隔應用于水體修復的技術的發展。
四

圖1軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置俯視圖A 混凝土基座；B :D500鋼管；C =C型鋼；D 圓柱形浮球；E 雙層腈綸布；F 石籠；G 橡膠保護層；H:湖床。
圖2軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置平面圖 A 混凝土基座；B :D500鋼管；C =C型鋼；I 硬質護提。
圖3軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置側面圖A 混凝土基座；D 圓柱形浮球；E 雙層腈綸布；F 石籠；；H 湖床；I 硬質護提J 圓木樁。
圖4軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置剖面圖A 混凝土基座；B :D500鋼管；C =C型鋼；D 圓柱形浮球；E 雙層腈綸布；F 石籠；G 橡膠保護層；H 湖床；K =L型鐵件。
五具體實施方式
上述適用于水域中軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置的具體實施方法(1)進行施工現場的實際地質勘察和地下水勘測資料，充分考慮水文地理條件，恢復水域水位變化、湖底淤泥分布等因素，計算調整可浮動式連接裝置的規格，據此測量放線，開挖基坑； (2)依據合適的可浮動式連接裝置的規格，制作鋼筋籠，并吊放至基坑內。鋼筋籠的吊點位置、起吊方式和固定方法應符合設計和施工要求。在吊放鋼筋籠時，應對準基坑中心，并注意不要碰傷基坑壁面，不應強行插入鋼筋籠，以免鋼筋籠變形或導致基坑坍塌；(3)鋼筋籠入坑內之后，應在4h內灌注混凝土。在放置好的鋼筋籠內預埋D500鋼管、C型鋼鑲嵌橡膠以及L型鐵件錨固組成，結合導管進行水下灌注混凝土 ；灌注過程中，應注意保護外露的主筋和預埋件不受損壞；(4)澆注的混凝土在初凝之前用抹刀抹平，并進行水中標準養護 7-10天；(5)并根據水域的最高水位設置合適的軟質圍隔規格；在C型鋼槽形空腔內，放置軟質圍隔的石籠構件，同時在C型鋼的基部用水泥封閉，以防止石籠滑落。
實施案例在2010年無錫環太湖(亮河灣-大溪港)濕地恢復一期工程中，水域面積共2357畝， 分別在工程區內的黃泥田港、廟港、壬子港三處水域內設置了上述軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置，以此連接太湖的硬質護提與軟質圍隔，有效分隔開敞水體，防止水面藍藻、油污或化工殘留物在濱岸葦蕩內聚集，減少區內水域藻含量；同時，可浮動式連接設計， 適應風浪、水流、水位漲落等自然條件，增加了軟質圍隔的攔藻截污功能的穩定性。工程區內7-8月水質監測結果顯示，在藍藻爆發期間工程區內葉綠素含量為6. 5mg/L，及浮游植物密度為350萬個/L，水域的透明度最高，而工程區外，葉綠素含量高達13. 5mg/L，及浮游植物密度高達1320萬個/L，本發明裝置在在夏季水體富營養化程度嚴重時可以強化軟質圍隔的擋藻截污效果，顯著降低濱岸水域內的藻密度，凈化水質，保護水源。
權利要求
1.一種適用于水域中軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置，其特征是由混凝土基座、D500鋼管、C型鋼鑲嵌橡膠以及L型鐵件組成。
2.根據權利要求1所述一種適用于水域中軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置的制作方法，其特征是(1)采用42. 5普通硅酸鹽水泥，中砂、碎石以及抗分散劑投入攪拌機，進行機械攪拌形成水下不分散混凝土拌合物備用；在水下開挖基坑，沉放鋼筋籠，在預埋C型鋼、L型鋼件和D500鋼管后，使用導管澆灌水下混凝土基座；混凝土基座分兩層，下層寬1. 6m，高0. 5m，上層寬0. 8m，底高0. 2m，頂高應高于洪水位0. 5m，長度由基座高度決定， 以確?；?0°緩坡；(2)混凝土基座上平行預埋D500鋼管，平行間隔6m，每一組 D500鋼管，管內灌注混凝土，平行鋼設置有助于穩固軟質圍隔，防止因水力壓力偏移混凝土基座；(3)混凝土基座上層留有20cm的凹槽，預埋C型鋼，高20cm，寬20cm，頂部預留5cm 開口，C型鋼通過長邊為180mm，短邊為80mm，厚度為1. 2^1. 5mm的L型鐵件錨固于混凝土基座上，C型鋼和L型鐵件兩側預留孔，用于穿設螺栓使C型鋼與L型鐵件連接，穩固C型鋼和混凝土基座；C型鋼槽形空腔內填充橡膠，卡接軟質圍隔中直徑18cm的石籠部件，固定軟質圍隔。
3.根據權利要求1所述一種適用于水域中軟質圍隔與硬質護提間可浮動式連接裝置， 在河流、湖泊、水庫富營養化水體處理或改善水質、凈化水源中的應用。
全文摘要
本發明屬于生態環境工程技術領域，具體涉及一種適用于水域中用于攔藻截污、改善水質的軟質圍隔與硬質護堤間可浮動式連接裝置及制作方法和應用。該發明主要包括混凝土基座、D500鋼管、C型鋼鑲嵌橡膠以及L型鐵件四部分，見摘要附圖。本裝置結構穩定，實現水域中的軟質圍隔與硬質護堤的可浮動式連接，有效密閉水體，并適應風浪、水流、水位漲落等自然條件，強化軟質圍隔擋藻效果，隔離富營養化污染水域，保護水源，改善水質。
文檔編號E02B15/08GK102535416SQ20121002313
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月2日 優先權日2012年2月2日
發明者劉華, 姜昊, 安樹青, 徐德琳, 於夢秋, 蔡穎, 龔蕾婷 申請人:南京大學