专利摘要
本发明公开了一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,属于滨海湿地生态修复技术领域,设置在外海的淤滩侧,包括注水沟、排水通路、外壁和注水系统,所述的注水沟设置在淤滩的后方陆地,注水系统与注水沟相互配合,始终向注水沟内部注水,外壁在注水沟的两侧,注水沟内的水通过排水通路向两侧的沙滩排水,在排水通路内的细颗粒的泥质在水流作用下起动并运移,在退潮期时随离岸流输出,防止沙滩泥化。本发明通过人工开挖的沟渠,有效调节波浪和潮汐的作用,以减少自然灾害;滨海湿地恢复可有效降解污染,恢复原来的生态系统与自然平衡机制;通过生态恢复,增加物种的多样性。为进一步修建休闲旅游栖息设施提供良好的基础,为发展旅游业提供基础。
权利要求
1.一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,设置在外海(3)的淤滩(2)侧,其特征在于:包括注水沟(1)、排水通路(4)、外壁(6)和注水系统(7),所述的注水沟(1)设置在淤滩(2)的后方陆地,注水系统(7)与注水沟(1)相互配合,始终向注水沟(1)内部注水,外壁(6)在注水沟(1)的两侧,注水沟(1)内的水通过排水通路(4)向两侧的沙滩排水,在排水通路(4)内的细颗粒的泥质在水流作用下起动并运移,在退潮期时随离岸流输出,防止沙滩泥化。
2.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水沟(1)为人工开挖沟渠,所述的淤滩(2)为沙质海岸,所述的注水沟(1)内的水不断向两侧的沙滩排水通路(4)排水的同时,所述的注水系统(7)向注水沟(1)内不断地注水,使注水沟(1)内的水位保持相对稳定。
3.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水沟(1)的长度取决于淤滩(2)的长度,当淤滩(2)局部存在淤积问题时,则在局部淤滩(2)与海岸线平行的方向开挖注水沟(1);注水沟(1)应布置于潮上带,注水沟(1)布置在淤滩(2)后方2~5m的位置。
4.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水沟(1)的长度按照下式计算:
L
其中,l为淤滩(2)的的淤积地带沿海岸方向的长度,L
5.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水沟(1)的开挖边线的高程按照下式计算:
H
其中,H
6.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水沟(1)的开挖宽度为1.0~1.5m,开挖深度为0.5m;注水沟(1)内的水以经济适用为原则就近取水;所述的排水通路(4)内的水流方向为从注水沟(1)向两侧的沙滩排水,随着注水沟(1)的内水位变动,排水通路(4)的上表面浸润线(5)位置会发生变动,同时排水通路(4)内的流体流速也会发生变动。
7.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的外壁(6)选自高强度透水混凝土、透水塑料护面、生态透水人工草坪、植生混凝土护坡系统,外壁(6)选用规格为250~350g/m
8.根据权利要求1所述的一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,其特征在于:所述的注水时间长度设定为4小时,在当日最低潮的前2小时开始注水,直到注水沟内的水维持在设计水位,在当日最低潮的2小时后停止注水;每米长度的注水沟注水流量为200~600m
说明书
技术领域
本发明属于滨海湿地生态修复技术领域,具体涉及一种人工沟渠排水沙滩减淤系统。
背景技术
砂质海岸和淤泥质海岸是我国大陆海岸的重要组成部分,近年来随着滨海旅游业的发展和人类活动的影响,自然海滩和人造沙滩出现了不同程度的硬化、泥化,甚至退化现象,滨海旅游是世界休闲体验旅游的一大热点。
《全国海洋经济发展规划纲要》指出:“滨海旅游是中国支柱性海洋产业,应予以重点发展”。当前,我国已形成了渤海湾、长三角、海峡西岸、珠三角、海岸等五大滨海旅游带。
但目前,我国不少沙滩逐步退化,沙滩宽度缩小,沙滩泥化,局部呈现退潮期大片黑色淤泥。深圳原“海上世界”旁的小海湾,上世纪曾建离岸堤,并在湾顶天然海滩基础上填沙建造人工沙滩,建成后大量的细颗粒的泥沙在湾内沉积,沙滩细化衰亡向泥滩转化,发生了泥化硬化问题,最终导致整个泻湖水域的淤积并岸成陆。
沙滩的清淤工作繁杂,需要投入大量的人力物力,并且一旦该地区形成沙滩泥化的现象,即使短暂进行人力清淤后,一段时间后仍会出现泥化,需反复清理,难以保持沙滩长久清洁。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于提供一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,通过开挖人工沟渠,促进沙滩向外排水,引起泥质起动并运移,将沙滩中的泥质在退潮期带入海洋中,从而恢复并维持沙滩环境,防止沙滩泥化。
技术方案:为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,设置在外海的淤滩侧,包括注水沟、排水通路、外壁和注水系统,所述的注水沟设置在淤滩的后方陆地,注水系统与注水沟相互配合,始终向注水沟内部注水,外壁在注水沟的两侧,注水沟内的水通过排水通路向两侧的沙滩排水,在排水通路内的细颗粒的泥质在水流作用下起动并运移,在退潮期时随离岸流输出,防止沙滩泥化。
进一步的,所述的注水沟为人工开挖沟渠,所述的淤滩为含泥质较多的沙质海岸,所述的注水沟内的水源源不断向两侧的沙滩排水通路排水的同时,所述的注水系统向注水沟内源源不断地注水,使注水沟内的水位保持相对稳定。
进一步的,所述的注水沟的长度取决于淤滩的长度,当淤滩仅仅局部存在淤积问题时,则只在局部淤滩与海岸线平行的方向开挖注水沟;注水沟的高程应不低于高潮位,因此注水沟应布置于潮上带,始终不被水淹没;注水沟离海岸的距离取决于排水通路的分布特征,需要让沙滩上泥质淤积最严重的部分穿过排水通路,因此注水沟布置在淤滩后方2~5m的位置。
进一步的,所述的注水沟(1)的长度按照下式计算:
Lcn=l+2×(5~10) (I);
其中,l为淤滩的的淤积地带沿海岸方向的长度,Lcn为注水沟的长度,长度单位均为m。
进一步的,所述的注水沟的开挖边线的高程按照下式计算:
Hcn=h+i×(2~5)(II);
其中,Hcn为极端高水位,i为淤滩(2)的坡度,长度单位均为m。
进一步的,所述的注水沟的开挖宽度为1.0~1.5m,开挖深度为0.5m;注水沟内的水以经济适用为原则就近取水,可以为淡水,也可以为海水;所述的排水通路内的水流方向为从注水沟向两侧的沙滩排水,随着注水沟的内水位变动,排水通路的上表面浸润线位置会发生变动,同时排水通路内的流体流速也会发生变动。
进一步的,所述的外壁采用高强度透水混凝土、透水塑料护面、生态透水人工草坪、植生混凝土护坡系统等,具有良好的透水性并可具有一定的景观效果或者外壁也选用规格为250~350g/m2的土工织物,土工布之间的连接方法采用缝接,搭接宽度大于30cm,搭接方式采用上游幅的下游边压下游幅的上游边,待开挖完毕后,抛投并整平碎石垫层,碎石垫层的材料以不带尖角的碎石为宜,粒径在2cm以下,碎石层厚度在5cm~15cm,然后在碎石垫层以上,铺设粒径在5cm以上的块石,直到将注水沟填平。
进一步的,所述的注水时间长度设定为4小时,在当日最低潮的前2小时开始注水,直到注水沟内的水维持在设计水位,在当日最低潮的2小时后停止注水;每米长度的注水沟注水流量为200~600m3/d;根据整个注水沟的注水流量配置注水系统,注水系统的水泵泵水能力的叠加综合等于注水沟的整体注水流量。
有益效果:与现有技术相比,本发明通过人工开槽,在滨海光滩布置不同的潮沟,形成新的水文分布特征,利用在潮汐和波浪作用下的水位变化过程,形成地表水和地下水之间的交换关系,促进湿地内的水文过程,满足湿地不同高程植被根系的水气生境需要,促进不同高程滩地的植被发育。由于每天的潮涨潮落,一些区域时而被淹没,时而又暴露出来,形成新的含氧量变化大、区域广、生物多样性丰富的湿地;通过人工开挖的沟渠,有效调节波浪和潮汐的作用,以减少自然灾害;滨海湿地恢复可有效降解污染,恢复原来的生态系统与自然平衡机制;通过生态恢复,增加物种的多样性。为进一步修建休闲旅游栖息设施提供良好的基础,具有一定的景观价值,为发展旅游业提供基础。
附图说明
图1是人工沟渠排水沙滩减淤系统结构示意图;
附图标记为:1-注水沟,2-淤滩,3-外海,4-排水通路、5-浸润线、6-外壁、7-注水系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示,一种人工沟渠排水沙滩减淤系统,该系统包含注水沟1、淤滩2、外海3、排水通路4、浸润线5、外壁6、注水系统7。注水沟1设置在淤滩2的后方陆地,淤滩2为含泥质较多的沙质海岸,注水系统7与注水沟1相互配合,始终向注水沟1内部注水,注水沟1内的水通过排水通路4向两侧的沙滩排水,在排水通路4内的细颗粒的泥质在水流作用下起动并运移,在退潮期时随离岸流输出,防止沙滩泥化。
注水沟1为人工开挖沟渠,注水沟1内的水源源不断向两侧的沙滩排水通路4排水的同时,注水系统7向注水沟1内源源不断地注水,使注水沟1内的水位保持相对稳定。注水沟1的长度取决于淤滩2的长度,当淤滩2仅仅局部存在淤积问题时,则只在局部淤滩2与海岸线平行的方向开挖注水沟1。注水沟1的高程应不低于高潮位,因此注水沟1应布置于潮上带,始终不被水淹没。注水沟1离海岸的距离取决于排水通路4的分布特征,需要让沙滩上泥质淤积最严重的部分穿过排水通路4,因此注水沟1布置在淤滩2后方2~5m的位置。
注水沟1的长度按照下式计算:
Lcn=l+2×(5~10)(I);
其中,l为淤滩2的的淤积地带沿海岸方向的长度,Lcn为注水沟1的长度,长度单位均为m。
注水沟1的开挖边线的高程按照下式计算:
Hcn=h+i×(2~5) (II);
其中,Hcn为极端高水位,i为淤滩2的坡度,长度单位均为m。
注水沟1的横截面积的选择可以任意选取,大的横截面积和小的横截面积都能够满足使用要求,可以根据所在海岸线的景观设计要求,选用较为隐蔽的注水沟1或造型美观的较为宽大的注水沟1。一般情况下,注水沟1的开挖宽度为1.0~1.5m,开挖深度为0.5m。注水沟1内的水以经济适用为原则就近取水,可以为淡水,也可以为海水。
排水通路4内的水流方向为从注水沟1向两侧的沙滩排水。沙滩上泥质淤积最严重的部分穿过排水通路4,随着注水沟1的内水位变动,排水通路4的上表面浸润线5位置会发生变动,同时排水通路4内的流体流速也会发生变动。在排水通路4内部地质条件和沙质的不同会引起浸润线5的位置和排水通路4内部的水流条件发生改变,因此,在设计前需要对排水通路4内部的地质条件进行勘察。对淤滩2由外海3向内每隔1~5m向下钻取2~4m左右的深度3~8cm左右直径的井孔。取表层至3m深度的沉积物样本,用目测的方法对各个沉积物样本进行判定。主要判定沉积物的主要成分,绘制出每个井孔的各类沉积物的长度,最终绘制成淤滩1的地层构造图。对每个地层取1~3个沉积物样品测量其渗透系数值,将其作为工程数值模拟计算的依据,预估减淤系统建设后的效果。
外壁6在注水沟1的两侧,具有良好的透水性和稳定性。注水沟的外壁应该采用渗透系数为10-5m/s的材质,以保证注水沟内的水维持着较高水位。注水沟1的两侧外壁6可以采用高强度透水混凝土、透水塑料护面、生态透水人工草坪、植生混凝土护坡系统等,具有良好的透水性并可具有一定的景观效果。外壁6也可以选用规格为250~350g/m2的土工织物,土工布之间的连接方法采用缝接。搭接宽度大于30cm,搭接方式采用上游幅的下游边压下游幅的上游边。待开挖完毕后,抛投并整平碎石垫层,碎石垫层的材料以不带尖角的碎石为宜,粒径在2cm以下,碎石层厚度在5cm~15cm。然后在碎石垫层以上,铺设粒径在5cm以上的块石,直到将注水沟填平。
注水系统7的注水时间长度、注水流量的设计取决于所要达到的除淤效果。注水系统7的注水时间一般选在退潮期,但在泥质淤积情况较严重时,为增强除淤效果,可以在涨潮期和退潮期都进行注水。注水系统7的注水流量不宜过大和过小,注水流量过大会引起,沙滩上的细颗粒的泥沙起动,破坏沙滩原本的形态,注水流量过小,沙滩的泥质无法除去。注水时间长度设定为4小时,在当日最低潮的前2小时开始注水,直到注水沟内的水维持在设计水位,在当日最低潮的2小时后停止注水。每米长度的注水沟注水流量为200~600m3/d。根据整个注水沟1的注水流量配置注水系统7,注水系统7的水泵泵水能力的叠加综合等于注水沟1的整体注水流量。
该结构的沙滩减淤系统的工作过程是:
步骤一:判定淤滩2的泥化程度,勘探淤滩2的地质条件,外海3水动力条件;
步骤二:设计注水沟1的长度、高程、位置、形状。
步骤三:确定外壁6的材质、厚度等参数,设计注水系统7的注水时间和注水流量。根据这些参数,进行工程计算和数值模拟,从而预估排水通路4和浸润线5的分布特征以及排水通路4内部的水动力条件对泥质和细颗粒的泥沙的影响,然后对注水沟1的设计进行调整。
步骤四:在小潮期开挖注水沟,进行工程施工;
步骤五:定期评定沙滩泥质的含量,通过调整注水系统7的注水时间和注水流量调整减淤效果,从而保证沙滩的清洁。
步骤六:当沙滩泥化程度有效降低后,可以拆除外壁6和注水系统7,待自然的风力和波浪力使沙滩恢复平整。
实施例1:淤滩2的淤积地带沿海岸方向的长度为230m,所挖注水沟1的长度为240m。该海域百年一遇极端高水位为5.90m,设计高水位为4.83m,设计低水位为0.57m,百年一遇极端低水位为-0.63m。淤滩的坡度为1:60,所挖注水沟1的开挖边线的高程为5.95m。所挖注水沟1的宽度为1.5m,开挖深度为0.5m。该淤滩2后方有一个游泳池,游泳池内的水需要定期更换,将游泳池内的水初步过滤后,注入注水沟1。注水沟1的两侧外壁6采用透水塑料护面。注水时间长度设定为4小时,在当日最低潮的前2小时开始注水,充分利用游泳池内的过滤水。
实施例2:淤滩2的淤积地带有两块,分别为沿海岸方向的长度为100m和50m,所挖注水沟1的长度为110m和60m。该海域百年一遇极端高水位为6.30m,设计高水位为5.33m,设计低水位为1.37m,百年一遇极端低水位为0.63m。淤滩的坡度为1:50,所挖注水沟1的开挖边线的高程为6.35m。所挖注水沟1的宽度为1m,开挖深度为0.5m。经检测淤滩内的盐度较大,可以直接取外海3的水注入注水沟1内。在本实施例中,注水系统为临时工程,在淤滩的泥化状况有效缓解以后,将拆除注水系统7,因此外壁6选用规格为250g/m2的土工织物,土工布之间的连接方法采用缝接。搭接宽度大于30cm,搭接方式采用上游幅的下游边压下游幅的上游边。待开挖完毕后,抛投并整平碎石垫层,碎石垫层的材料以不带尖角的碎石为宜,粒径在2cm以下,碎石层厚度为5cm。然后在碎石垫层以上,铺设粒径在5cm以上的块石,直到将注水沟填平。注水时间长度设定为4小时,在当日最低潮的前2小时开始注水,直到注水沟内的水维持在设计水位,在当日最低潮的2小时后停止注水。每米长度的注水沟注水流量为200m3/d。
一种人工沟渠排水沙滩减淤系统专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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