專利名稱：分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 中國是一個(gè)干旱、缺水嚴(yán)重的國家。淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200m3，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國家之一。扣除難以利用的洪水涇流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，中國實(shí)際可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億m3左右，人均可利用水資源量約為900 m3，并且其分布極不均衡。到20世紀(jì)末，全國600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國城市缺水總量為60億m3。而隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的加快，水污染問題日趨嚴(yán)重。目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，地表水(如河流、湖泊等)水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，生態(tài)被嚴(yán)重破壞。水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對中國正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。因此，整治水污染問題，改善水體環(huán)境刻不容緩。河流由于水體保有量大，接納各類污水，且暴露在環(huán)境中，直接影響到環(huán)境美感度、人們?nèi)粘Ｉ詈蜕眢w健康，它的污染治理問題引起了人們的極大關(guān)注。目前，河流污染治理的重點(diǎn)已經(jīng)從強(qiáng)化污水處理、控制排放等水質(zhì)改善手段拓展到河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中最重要的一點(diǎn)就是河流生態(tài)需水量，我國北方季節(jié)性河流的特點(diǎn)是枯水期河道內(nèi)基本上無水或斷流，平水期徑流量較小或形不成徑流，導(dǎo)致水生動(dòng)植物難以正常生存和繁衍，使得河道自凈能力逐漸下降，對接納的大量工業(yè)廢水和生活污水起不到稀釋和凈化作用。廢水中的污染物在河床中沉積、滲透，同時(shí)造成了沿岸地下水的污染。而豐水期由于降水形成地表徑流匯入河內(nèi)，使河床中沉積的污染物被沖至下游，易造成下游水體突發(fā)性污染，又會(huì)對下游生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。因此，如何穩(wěn)定河流生態(tài)需水量是北方季節(jié)性河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和水質(zhì)凈化的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容針對中國北方季節(jié)性河流的特點(diǎn)，為了達(dá)到河流生態(tài)修復(fù)與水質(zhì)凈化的雙重目的，本實(shí)用新型提供了一種分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)。本實(shí)用新型是沿河道在不同位置上橫向設(shè)置多級(jí)橡膠袋式擋水壩，構(gòu)成串聯(lián)式橡膠壩系統(tǒng)。通過橡膠壩對上游來水進(jìn)行多級(jí)攔蓄，調(diào)節(jié)河道徑流，增加各段河道生態(tài)水量，促進(jìn)水中動(dòng)植物的生長和河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，同時(shí)延長水力停留時(shí)間，從而增加河流中污染物的物理沉降，化學(xué)吸附，生物降解的時(shí)間、效率和總量，進(jìn)而使河流的自凈能力增強(qiáng)，水質(zhì)得到明顯改善。[0006]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下—種分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括土建工程、橡膠壩袋、錨固件、充排水或氣管路及控制系統(tǒng)，所述的土建工程包括若干個(gè)沿河道間隔橫向設(shè)置的基礎(chǔ)和泵房；所述橡膠壩袋通過錨固件固定于基礎(chǔ)上，橡膠壩袋上設(shè)有與其內(nèi)部相通的充排水或氣管路，所述充排水或氣管路經(jīng)控制系統(tǒng)與泵房相連。所述橡膠壩袋采用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作保護(hù)層，加工成膠布形成封閉狀的袋體。所述錨固件包括預(yù)置于基礎(chǔ)中的鋼筋、地埋螺栓和鋼結(jié)構(gòu)底板，所述地埋螺栓呈L形，其下半部分埋設(shè)于基礎(chǔ)中，且地埋螺栓穿過鋼結(jié)構(gòu)底板，基礎(chǔ)上的地埋螺栓兩側(cè)對稱設(shè)有部分預(yù)埋于基礎(chǔ)中的鋼筋，所述橡膠壩袋的邊緣穿過地埋螺栓，并壓在鋼筋上，橡膠壩袋的邊緣上壓設(shè)有穿過地埋螺栓的螺栓壓板，并通過地埋螺栓上的螺母壓緊。所述螺栓壓板斷面呈波浪形。本實(shí)用新型的充排水或氣管路和控制系統(tǒng)與泵房連接，用水或氣將橡膠壩袋充脹形成橡膠袋式擋水壩。旱季橡膠壩袋內(nèi)充水或氣成壩擋水，增加各段河道中生態(tài)水量，壩頂可以溢流，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)壩高，控制上游水位。雨季瀉出橡膠壩袋內(nèi)的水或氣塌壩，不影響河道泄洪。串聯(lián)式橡膠壩在河道上沿坡降分級(jí)建設(shè)、梯級(jí)攔蓄，尤其適用于北方季節(jié)性河流，調(diào)節(jié)水體流量，恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)，改善水質(zhì)。土建工程要對土質(zhì)地基進(jìn)行機(jī)械碾壓和人工夯實(shí)后再砼澆筑，橡膠壩袋被錨固在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。橡膠壩袋外層應(yīng)采用高耐磨損、耐熱、耐老化等性能的特種橡膠，以減小水體中漂浮物對橡膠壩袋自身的影響。內(nèi)層橡膠應(yīng)具有較高的水密性和氣密性。橡膠壩袋內(nèi)的充水或充氣壓力不能超過設(shè)計(jì)壓力，以免壩袋爆破。要根據(jù)各段水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過改變橡膠壩袋內(nèi)充排水或氣量來改變相關(guān)河段橡膠壩的高度，調(diào)節(jié)水流量，優(yōu)化水質(zhì)凈化效果。各級(jí)橡膠壩的充排水或氣管路都要連接到一個(gè)泵房中，以便于統(tǒng)一調(diào)節(jié)各橡膠壩高度，協(xié)調(diào)河道各段水量。本實(shí)用新型不僅施工期短，工程造價(jià)低，壽命長，運(yùn)行維修方便，抗震能力強(qiáng)，還通過多級(jí)攔蓄調(diào)節(jié)生態(tài)水量來增強(qiáng)對水中污染物的處理作用，明顯地降低了河流的化學(xué)需要量和氨氮濃度，實(shí)現(xiàn)了北方季節(jié)性河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和對水質(zhì)的有效凈化，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

圖I是本實(shí)用新型串聯(lián)橡膠壩河流水質(zhì)凈化系統(tǒng)單個(gè)橡膠壩的側(cè)視圖；圖2是單個(gè)橡膠壩的部分俯視圖；圖3是河道上整個(gè)串聯(lián)橡膠壩系統(tǒng)的側(cè)視圖；其中1.鋼筋混凝土基礎(chǔ)；2.泵房；3.橡膠壩袋；4.螺栓壓板；5.鋼筋；6.地埋螺栓；7.六角螺母8.鋼結(jié)構(gòu)底板；9.充排水或氣管路。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此。一種分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括土建工程、橡膠壩袋、錨固件、充排水或氣管路及控制系統(tǒng)等。其中，所述的土建工程包括鋼筋混凝土基礎(chǔ)I和泵房2 ;所述的橡膠壩袋3是先用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，再用錨固件將其錨固于鋼筋混凝土基礎(chǔ)I上形成的封閉狀的壩袋；所述的錨固件由螺栓壓板4、鋼筋5、地埋螺栓6、六角螺母7和鋼結(jié)構(gòu)底板8構(gòu)成；所述的充排水或氣管路9和控制系統(tǒng)與泵房2連接，用水或氣將橡膠壩袋3充脹形成橡膠袋式擋水壩。建造時(shí)，先通過導(dǎo)流明渠進(jìn)行施工排水，再沿河道的不同梯度處選址，橫向開挖基礎(chǔ)，碾壓和夯實(shí)地基。預(yù)置鋼筋、地埋螺栓6和鋼結(jié)構(gòu)底板8等，進(jìn)行基礎(chǔ)砼澆筑形成鋼筋混凝土基礎(chǔ)I。建造泵房2，并鋪設(shè)充排水或氣管路9。在鋼筋混凝土基礎(chǔ)I上展開橡膠壩 袋3，通過螺栓壓板4、鋼筋5、地埋螺栓6、六角螺母7和鋼結(jié)構(gòu)底板8將橡膠壩袋3膠布?jí)壕o，構(gòu)成一個(gè)密封的帶體，固定于鋼筋混凝土基礎(chǔ)I上。連接好控制系統(tǒng)，充水或充氣使其成為串聯(lián)式橡膠壩系統(tǒng)。串聯(lián)式橡膠壩系統(tǒng)建成后，打開河道上游水閘，引入水流。水流隨著河床坡降依次通過串聯(lián)橡膠壩系統(tǒng)的各個(gè)橡膠壩，橡膠壩對水流進(jìn)行梯級(jí)攔蓄，不僅攔截了水中的漂浮物，可通過定期打撈除去，還使得河道各段生態(tài)水量增加，水力停留時(shí)間延長，促進(jìn)了水生動(dòng)植物的生存和繁衍。生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)又進(jìn)一步加強(qiáng)了對水中污染物的物理、化學(xué)和生物處理作用，最終有效降低水體的化學(xué)需氧量和氨氮濃度，明顯改善河流水質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，其特征在于，包括土建工程、橡膠壩袋、錨固件、充排水或氣管路及控制系統(tǒng)，所述的土建工程包括若干個(gè)沿河道間隔橫向設(shè)置的基礎(chǔ)和泵房；所述橡膠壩袋通過錨固件固定于基礎(chǔ)上，橡膠壩袋上設(shè)有與其內(nèi)部相通的充排水或氣管路，所述充排水或氣管路經(jīng)控制系統(tǒng)與泵房相連。
2.如權(quán)利要求I所述的分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述橡膠壩袋采用高強(qiáng)度合成纖維織物做受力骨架，內(nèi)外涂敷合成橡膠作保護(hù)層，加工成膠布形成封閉狀的袋體。
3.如權(quán)利要求I所述的分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述錨固件包括預(yù)置于基礎(chǔ)中的鋼筋、地埋螺栓和鋼結(jié)構(gòu)底板，所述地埋螺栓呈L形，其下半部分埋設(shè)于基礎(chǔ)中，且地埋螺栓穿過鋼結(jié)構(gòu)底板，基礎(chǔ)上的地埋螺栓兩側(cè)對稱設(shè)有部分預(yù)埋于基礎(chǔ)中的鋼筋，所述橡膠壩袋的邊緣穿過地埋螺栓，并壓在鋼筋上，橡膠壩袋的邊緣上壓設(shè)有穿過地埋螺栓的螺栓壓板，并通過地埋螺栓上的螺母壓緊。
4.如權(quán)利要求3所述的分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，其特征在于，所述螺栓壓板斷面呈波浪形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種所述的分段建壩、梯級(jí)攔蓄的河道串聯(lián)式橡膠壩水質(zhì)凈化系統(tǒng)，包括土建工程、橡膠壩袋、錨固件、充排水或氣管路及控制系統(tǒng)，所述的土建工程包括若干個(gè)沿河道間隔橫向設(shè)置的基礎(chǔ)和泵房；所述橡膠壩袋通過錨固件固定于基礎(chǔ)上，橡膠壩袋上設(shè)有與其內(nèi)部相通的充排水或氣管路，所述充排水或氣管路經(jīng)控制系統(tǒng)與泵房相連。它對北方季節(jié)性河流河水的多級(jí)截留使得各段河道生態(tài)水量增加，水力停留時(shí)間延長，有助于水生動(dòng)植物的生存、繁衍和河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，進(jìn)而增強(qiáng)了對水體中污染物的物理、化學(xué)和生物處理作用，明顯地凈化了水質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK202466535SQ201120559028
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者盧磊, 張國輝, 王曙光 申請人:山東大學(xué)