專利名稱：清淤疏浚治理江河及江心島建造方法
技術領域：
本發明涉及江河清淤治理方法，屬于環境保護和水利工程技術。
背景技術：
在世界各地分布著多種江河， 一般常年入海的稱為江，沒入海的稱為河。水是人類 生存和發展的首要條件，人們沿江而居，依水而聚，漸漸地變成了人口密集的繁華都市，諸 如長江三角洲，珠江三角洲。這世界上，洪澇本不成災，只是因為淹著人了，所以成了災，中 國有l億人口住在本應留給洪水的泄洪區里，水一漲起來，自然成了災。江河為人們帶來諸 多便利，也帶來一些災害。隨著人口的增加，土地資源的減少，居住環境的改善，人們對江河 就有了治理的需求。 自然狀態的江河，由于長期受上游山水的自然沖刷，形成迂回彎曲的河道。由于江 河寬窄深淺不一，流速不同，河道兩岸不斷被沖蝕。在江流河道中，由于水土流失，日積月 累，漸漸地沉積起越來越厚的泥層，這不但使河床提高，庫容減少，污染環境，影響交通，而 且在訊期會洪水泛濫，危及堤防，造成水災。在山洪爆發后有些江河中的島消失了，有些江 河中的航道堵塞了。往往在河道漸寬段的中部縱向隆起的沙坎，導致附近江寬水淺，主槽游 蕩不定，兩岸邊灘漲坍無常。水下地貌，隨時改變，航道難定，交通不便，船舶無法通行，而且 事故頻發。所以，如何防洪御潮，穩定主槽，改善航運，充分利用淡水和土地資源，是人們一 直在研究和著力于解決的江河治理課題。 以往的江河清淤疏浚工程，疏浚清淤的泥沙就近堆放， 一下雨兩岸的淤泥就回到 江河，總是清了又淤，淤了又清。實際河道治理工程中往往治表不治本，工程效率較低。
通過檢索國內外專利文獻及相關的數據庫，從尋找到的資料可見，很多專家學者 的研究在這一技術領域，作出了積極的貢獻。但是，未發現采用迎水端設置鼻子堤壩和插設 硬殼板樁方法，利用自然能量因勢利導，順水推舟的方法，解決江河清淤、泥沙堆放及人工 島建造方法。
發明內容
本發明針對這一問題，在大量前期研究的基礎上提出的新的綜合治理方案。目的 在于滿足江河的泄洪、壓潮、灌溉、蓄水、通航的功能，還能增加土地資源，建成穩定的人工 島和固定的采砂點。 本發明的技術方案是依據江河的自然狀態，沿著江河的兩岸采用輕質硬殼方法 堤壩護堤；首先對江河特寬段的水下地貌進行勘測，找到相對穩定的縱向隆起的沙坎，順著 縱向隆起的沙坎，在河道漸寬段沙坎的迎水端設置分流鼻子堤壩；在迎水鼻子堤壩的兩側 至少插設一道硬殼板樁；板樁互相聯成一體，按照沙坎形狀逐漸向下游伸展，形成等寬河 面；一邊逐漸向下游打設硬殼板樁， 一邊對河道進行疏浚，并將疏浚清淤的泥沙就近堆放于 硬殼板樁圈閉的范圍內，形成人工島；在特寬段的河道的下游位置采用硬殼板樁圍成人造 彎，使大量高含沙水流經過突然變寬的河道時，流速降低，大量泥沙在此仃留沉積，形成泥砂采集點，以滿足江心人工島建造的需要；然后在人工島上種植固砂并沿邊護坡。
所述的輕質硬殼方法堤壩基本技術要點包括輕質壩體、硬質結構壩殼、隔離防 滲、深插壩腳、連成整體。詳見中國專利鱟式輕質堤壩的結構和方法(200410055468. 7)。采 用硬殼板樁結構型式，用以兩岸護坡，使河道兩邊堤岸穩定，不被沖蝕。 所述的在河道的漸寬段的中部位置做一個鼻子堤壩，通常在縱向隆起的沙坎的迎 水端，采用打樁、拋石或沉船的方法的方法做一個高出水面的鼻子形狀的堤壩。對已形成沖 積島的采用打硬殼板樁方法，未形成沖積島的采用拋石或沉船的方法。 所述的硬殼板樁采用金屬硬殼板樁，板樁呈S型，在S型的兩端設有互鎖扣槽，以 使板樁之間聯成一體。 所述的疏浚清淤是把河心航道上的泥土清除，堆放于硬殼板樁圈置的范圍內。采 用環保型清淤輸泥設備、軟粘土管道輸送設備或絞吸式挖泥船，把河心航道上的泥土清除， 堆放于硬殼板樁圈置的范圍內。 所述的隨著硬殼板樁逐漸向下游伸展，造成等寬河面是指沒有支流加入的等流量 河道的上下游河面等寬，河床等深。根據伯努利能量方程，這樣才能保持流速相等，減少泥 沙沉積。 所述的人造彎是在河道漸窄段的下游作成螺線形狀突然變寬的河面，等寬河面的 突然變寬是人為地在河道的適當位置采用硬殼板樁圍成的采集泥砂點，使大量高含沙水流 經過突然變寬的河道時，流速降低，大量泥沙在此燈留沉積。利用河道的自然力量搬運泥 沙，節省大量泥沙搬運的工作量，形成一個長年固定的采砂點。即可利用江河的能量搬運集 中泥砂資源，又可減少河床泥層的沉積，穩定航道。 所述的種植固砂是指在人工島上種植與環境想適應的樹木花草，以美化環境和固 砂護堤。便于鳥蟲棲息，生態平衡，形成濕地公園。
本發明的積極效果 堤岸穩定由于在江河的兩岸采用輕質硬殼方法堤壩護堤，使河道兩邊堤岸穩定， 不被沖蝕、坍塌。 減少淤積由于采用沿著鼻子的兩側設置硬殼堤壩方法，促使江河喇叭口擴展段 形成人工島。使河道寬度相等，河道位置穩定，河道積淤減少。
利用自然能量由于采用硬殼板樁沿著鼻子的兩側按照沙坎形狀逐漸向下游伸
展，就是效法自然，利用自然能量因勢利導，順水推舟的方法，解決問題，治理河道。
形成固定采砂點由于采用硬殼板樁圍成的人造彎使等寬河面的突然變寬，大量
泥沙在此仃留沉積。利用河道的自然力量搬運集聚泥沙于采砂點。即可利用江河的能量搬
運集中泥砂資源，又可減少下游河床泥層的沉積，穩定航道。 增加土地資源由于采用在人工島上種草固砂。人工島消能法自然能促淤法，還能 增加土地資源，建成濕地公園。
圖1為硬殼堤壩治理江河示意圖。圖2為長江SY洲治理示意圖。圖3為富春江 DT洲治理示意圖。包括上游段(1)、迎水鼻子(2)、沙坎(3)、硬殼板樁(4)、漸寬段(5)、長 江段(6)、SY洲(7)、橋梁(8)、富春江段(9)、DT洲(10)、人造彎(11)、采砂點(12)。
具體實施例方式
結合附圖作進一步說明。 實施例1 :在錢塘江有一段寬窄不一的河流，由于寬窄深淺潮流的不一致，形成緩 流區，使泥沙不斷沉積而形成的沖積島。沖積島由泥沙組成，結構松散，因而在外形輪廓上 很不穩定。每逢遇到洪水傾瀉，強烈的沖蝕會使沖積島四周形態發生改變。 一般情況下， 在沖積島與河流和潮流平行的兩邊，受地轉偏向力的影響，總是一邊經受侵蝕， 一邊逐漸淤 積，久而久之，便形成平行兩岸的長條形島嶼；而垂直于河流的兩端，上游不斷縮減，下游又 逐漸增加。但是，有時整個島嶼被沖蝕消失；有時島嶼與大陸接近，最后連成一體。江寬水 淺，主槽游蕩不定，兩岸邊灘漲坍無常。沖積平原上的廣闊的灘地資源和淡水資源不能充分 利用。水淺流急，水下地貌，隨時改變，航道難定，交通不便，船舶無法通行，而且事故頻發。
治理方法如圖1所示，首先對寬窄不一的江河的水下地貌進行勘測，找到上游段 (1)相對穩定的縱向隆起的沙坎(3)，在河道漸寬段沙坎的迎水端確定迎水鼻子(2)的位 置，并采用打硬殼板樁方法設置鼻子分流堤壩；在迎水鼻子(2)的兩側至少插設一道硬殼 板樁；逐漸向下游伸展，板樁互相聯成一體形成等寬河面；一邊按照沙坎形狀逐漸向下游 打設硬殼板樁(4)，一邊對河道進行疏浚，并將疏浚清淤的泥沙就近堆放于硬殼板樁(4)圈 閉的范圍內。從而河道得到較好治理，同時建成江心島和濕地公園。在河道的適當位置采 用硬殼板樁(4)圍成人造彎，使大量高含沙水流經過突然變寬的河道時，流速降低，大量泥 沙在此仃留沉積。形成泥砂采集點，以滿足江心島建造的需要。然后在人工島上種植固砂 并沿邊護坡。 實施例2為長江段(6)的某SY洲(7)，如圖2所示，首先在河道漸寬段的上游按照 鼻子堤壩的形狀做一個沉船，在沉船的底部預先埋有炸沉裝置，用拖輪把沉船拉到河道的 漸寬段的中部位置，準確定位后下沉固定形成鼻子堤壩，然后沿著鼻子的兩側采用硬殼板 樁按照沙坎形狀逐漸向下游伸展，運用振動錘打設板樁，形成等寬河面，然后插設一道硬殼 板樁(4)，板樁互相聯成一體，將清淤的泥土投放于硬殼板樁圈置的范圍內，漸漸形成人工 島，當硬殼板樁(4)插設河道漸窄段時設置一個人造彎(ll)，形成一個長年固定的采砂點 (12)。沿邊可以作成船舶的停靠碼頭。 實施例3錢塘江上游富春江段(9)的DT洲(10)，如圖3所示，首先在河道漸寬段 的上游按照鼻子堤壩的形狀插設兩道硬殼板樁，在板樁之間用鋼筋聯接并澆注水下不分散 混凝土，形成鼻子堤壩。然后沿著鼻子的兩側采用硬殼板樁按照沙坎形狀逐漸向下游伸展， 運用振動錘打設板樁，形成等寬河面，然后插設一道硬殼板樁，板樁互相聯成一體，在河道 漸窄段的下游作成螺線形狀的人造彎(ll)，突然變寬的河面，流速下降，泥砂沉積，形成一 個固定的采砂點(12)。將清淤的泥土投放于硬殼板樁圈置的范圍內，漸漸形成人工島。在 狹窄位置設橋梁(8)或通道，把河道挖出的淤泥，陸上用不著的無污染的廢棄物，集中堆放 到島上，形成一塊高出水面的陸地，并用建筑材料加固四周，就成為江心人工島。然后沿邊 種植固砂并沿邊護坡。 本發明利用自然能量因勢利導，順水推舟的方法，解決江河治理問題。經濟效益和 社會效益明顯。
權利要求
清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是首先對江河特寬段的水下地貌進行勘測，找到相對穩定的縱向隆起的沙坎，在河道漸寬段沙坎的迎水端設置分流鼻子堤壩；在迎水鼻子堤壩的兩側至少插設一道硬殼板樁；板樁互相聯成一體，按照沙坎形狀逐漸向下游伸展，形成等寬河面；一邊逐漸向下游打設硬殼板樁，一邊對河道進行疏浚，并將疏浚清淤的泥沙就近堆放于硬殼板樁圈閉的范圍內，形成人工島；在特寬段的河道的下游位置采用硬殼板樁圍成人造彎，使大量高含沙水流經過突然變寬的河道時，流速降低，大量泥沙在此仃留沉積，形成泥砂采集點，以滿足江心人工島建造的需要；然后在人工島上種植固砂并沿邊護坡。
2. 如權利要求1所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是在河道的漸寬段的中部縱向隆起的沙坎的迎水端位置，采用打樁、拋石或沉船的方法做一個高出水面的鼻子形狀的堤壩。
3. 如權利要求1所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是采用呈S形的金屬硬殼板樁，在S型的兩端設有互鎖扣槽，以使板樁之間聯成一體。
4. 如權利要求2所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是首先在河道漸寬段的上游按照鼻子堤壩的形狀預制沉船，在沉船的底部預先埋有炸沉裝置，用拖輪把沉船拉到河道的漸寬段的中部位置，準確定位后下沉固定形成鼻子堤壩。
5. 如權利要求2所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是首先在河道漸寬段的上游按照鼻子堤壩的形狀插設多道硬殼板樁，各道板樁之間用鋼筋聯接，并澆注水下不分散混凝土，形成鼻子堤壩。
6. 如權利要求1所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是采用環保型清淤輸泥設備、軟粘土管道輸送設備或絞吸式挖泥船，把河心航道上的泥土清除，堆放于硬殼板樁圈置的范圍內。
7. 如權利要求1所述的清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，其特征是在陸地與人工島之間設置橋梁或通道，把河道、港口挖出的淤泥，陸上用不著的無污染的廢棄物，集中堆放到島上形成一塊高出水面的陸地，并用建筑材料加固四周，形成人工島。
全文摘要
清淤疏浚治理江河及江心島建造方法，屬于環境保護和水利工程技術。沿著江河的兩岸采用輕質硬殼堤壩方法護堤，在江河道的漸寬段的中部位置，順著縱向隆起的沙坎的迎水端設置鼻子堤壩，沿著鼻子的兩側采用硬殼板樁按照沙坎形狀逐漸向下游伸展，形成等寬河面，然后插設板樁，板樁互相聯成一體，將清淤的泥土投放于硬殼板樁圈置的范圍內，漸漸形成人工島，在河道漸窄段的下游作成螺線形狀的人造彎，形成一個突然變寬的河面上的固定采砂點；然后在人工島上種植固砂。目的在于滿足江河的泄洪、壓潮、灌溉、蓄水、通航的功能，還能建成穩定的人工島和濕地公園。具有堤岸穩定、積淤減少、利用自然能量、增加土地資源的特點。適用于各種江河治理。
文檔編號E02B3/02GK101736717SQ20091015419
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月10日 優先權日2009年11月10日
發明者華健曉, 應林江, 苑媛, 蔣金良, 鄭偉, 陶松壘, 陶鈞炳 申請人:浙江科技學院