專利名稱：擺樁定河床主流的系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于河道治理及防洪工程的技術領域，具體地涉及ー種擺樁定河床主流的系統。
背景技術：
在河流的中下游淤沙較多的河段，一般橫斷面寬淺，水流散亂，主槽擺動幅度和擺動速度均很大，河勢變化劇烈，造成河床的游蕩，處于強烈淤積狀態時，河床會不斷抬高，加劇對河岸的沖刷，嚴重時會沖毀堤岸，引起洪災，并造成沿河地區的內澇和鹽潰化，給沿岸百姓帶來災難或巨大經濟損失。在防洪減災的實踐過程中，現階段對洪水疏導的工程措施主要依靠“歸”的思想， 即在河床兩岸修建防洪堤，提聞河床兩岸的聞度、抗沖強度及基礎的穩定性能等，將洪水歸束在原河道中。但對于河流中、下游的游蕩性河床來說，洪水的主流對河岸的沖刷位置經常發生變化，這就給防洪造成了很大的難度。當水流碰到擺在河中的樁柱時，就會產生折沖水流，折沖水流將會對樁基一定范圍的河床質產生擾動，由于樁的存在使樁周圍一定范圍內的流速高于其他部分，因此可將擾動的河床質送向下游，而在樁周圍形成一個低洼的沖刷坑，利用一定間排距布置樁柱形成的沖刷坑連接在一起可以形成一個低洼的主河槽，達到引導主流及疏浚河道的目的。根據如上原理，為改變河流在中下游沖積平原區的游蕩性，提出擺樁定河床主流技木，使河道主流人為地確定在主河道的某個位置，不折沖河道兩岸，進而防止對河岸的沖刷、防止崩岸、減輕甚至消除河道兩岸的防洪壓力。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種疏導洪水、防止河流擺動、使河道主流不折沖河道兩岸、進而防止對河岸的沖刷、防止崩岸、減輕甚至消除河道兩岸的防洪壓カ的擺樁定河床主流的系統。本發明的技術解決方案是這種擺樁定河床主流的系統，在河段的上游設置一行上游固定樁，在河段的下游設置一行下游固定樁，在河床處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁。由于在河段的上游設置一行上游固定樁，在河段的下游設置一行下游固定樁，在河床處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁，擾流樁使樁周邊水流速加大，沖刷局部河床，使河床下切。當水流碰到擺在河床中的擾流樁吋，就會產生折沖水流，使擾流樁周圍一定范圍內的流速高于其他部分，因此可將擾動的河床質送向下游，而在擾流樁周圍形成一個低洼的沖刷坑，利用一定間排距布置擾流樁形成的連續沖刷坑可以使布置了擾流樁的部位的河床降低而成為主河槽，達到疏導洪水、防止河流擺動、使河道主流不折沖河道兩岸、進而防止對河岸的沖刷、防止崩岸、減輕甚至消除河道兩岸的防洪壓カ的目的。
圖I示出了根據本發明的擺樁定河床主流的系統的俯視圖；圖2示出了根據本發明的擺樁定河床主流的系統的主視圖。
具體實施例方式如圖1-2所示，這種擺樁定河床主流的系統，在河段的上游設置一行上游固定樁，在河流的下游設置一行下游固定樁，在河床6處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁，擾流樁使樁周邊水流速加大，沖刷局部河床，使河床下切而形成河床主流的下泄通道。由于在河段的上游設置一行上游固定樁，在河段的下游設置一行下游固定樁，在河床處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁，擾流樁使河床下切從而形成河床主流的下泄通道，當水流碰到擺在河床中的擾流樁時，就會產生折沖水流，使擾流樁周圍一定范 圍內的流速高于其他部分，因此可將擾動的河床質送向下游，而在擾流樁周圍形成ー個低洼的沖刷坑，利用一定間排距布置擾流樁形成的連續沖刷坑可以使布置了擾流樁的部位的河床降低而成為主河槽，達到疏導洪水、防止河流擺動、使河道主流不折沖河道兩岸、進而防止對河岸的沖刷、防止崩岸、減輕甚至消除河道兩岸的防洪壓カ的目的。優選地，該系統還包括設在河床處的多個內部固定樁4。上下游固定樁及內部固定樁采用埋深固定，樁與樁之間用宜采用繩索固定，也可以埋深加繩索固定或埋深固定。樁的埋深須根據河流的下泄水量、河床質粒徑大小等經計算或試驗確定，也可以根據經驗確定。所述的樁的植入方式以預制后用打樁等方式為佳，也可以是現場澆筑。優選地，指定行距、指定列距分別按照S1=^SD, S2=5:10D計算，其中S1為行距，S2為列距，D為樁在迎水面的投影寬度。更進一歩地，指定行距是
3-15米，指定列距是2-10米。具體布置范圍、樁的間排距須根據樁的直徑(橫截面的面積)、原河流的具體形態、下泄水量、流速、河床質粒徑大小等經計算或試驗確定，也可以根據經驗確定。優選地，樁的數量根據河流的具體形態、下泄流量等確定。所述樁的直徑(斷面積)需根據河流的形態、下泄水量等經計算或試驗確定，也可以根據經驗確定。樁在迎水面的投
,、O.i/i
影寬度即樁的直徑D，按照/J = Y確定，其中B為需整河通主流寬度，樁的總行數和列數為
v L v BN1 =γ^Ν2 =—其中N1為行數，N2為列數，L為需整理的河段長度。優選地，所述樁(上游固定樁、內部固定樁、下游固定樁、擾流樁)是塑料樁、竹樁、木樁、混凝土樁、鐵樁、或基質改性樁等。優選地，所述樁(上游固定樁、內部固定樁、下游固定樁、擾流樁)是空心樁或實心樁。優選地，所述樁(上游固定樁、內部固定樁、下游固定樁、擾流樁)的橫截面是圓形、正方形、矩形、或多邊形。優選地，如圖2所示，該系統還設有連接上游固定樁I、內部固定樁4、下游固定樁2的縱向固定懸索5,擾流樁3通過擾流樁固定懸索固定到縱向固定懸索。優選地，在縱向固定懸索5之間布置橫向固定懸索。優選地，所述懸索是防腐防銹的鋼索。優選地，所述懸索的橫截面根據固定力和繩索材料的強度經計算決定。所述懸索的橫截面的面積按照下式計算，
,一 λ _ ρν τ.1)
l· = M --
/其中F為懸索的截面積；P為水的容重；v為水的流速；h為最大水深；D為樁的直徑或在迎水面投影寬度，N為ー根懸索所連接的樁跟數ば為懸索材料強度。具體的施工方法為在天然河道人為確定的河道范圍內，利用上游固定樁I和下游固定樁2及內部固定樁4在需要疏浚的河道上、下固定縱向懸索5，根據現場采用的擾流樁3的直徑，確定擾流樁3沿河道上下游的排距及垂直與河道的間距，在擾流樁3間、排距確定后，利用擾流樁固定懸索將擾流樁固定于縱向固定懸索5上,為保證縱向固定懸索5的間距，在縱向固定懸索間布置橫向固定懸索，樁布置完成后人工將河道主流引至河道擺樁區。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.擺樁定河床主流的系統，其特征在于在河段的上游設置一行上游固定樁(1)，在河段的下游設置一行下游固定樁(2)，在河床處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁(3)。
2.根據權利要求I所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于還包括設在河床處的多個內部固定樁(4)。
3.根據權利要求I所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于指定行距、指定列距分別按照S1=WD, S2=5: IOD計算，其中S1為行距，S2為列距，D為樁在迎水面的投影寬度。
4.根據權利要求I所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于樁在迎水面的投影寬^ 0.1ガ度即樁的直徑D，按照= Y確定，其中B為需整河通主流寬度，樁的總行數和列數為v _ L Ar _ B1=瓦 2 = 其中N1為行數，N2為列數，L為需整理的河段長度。
5.根據權利要求1-4任一項所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于所述樁是塑料樁、竹樁、木樁、混凝土樁、鐵樁、或基質改性樁。
6.根據權利要求1-4任一項所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于所述樁是空心樁或實心樁。
7.根據權利要求1-4任一項所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于所述樁的橫截面是圓形、正方形、矩形、或多邊形。
8.根據權利要求2所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于還設有連接上游固定樁(I)、內部固定樁(4)、下游固定樁(2)的縱向固定懸索(5),擾流樁(3)通過擾流樁固定懸索固定到縱向固定懸索。
9.根據權利要求8所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于在縱向固定懸索(5)之間布置橫向固定懸索。
10.根據權利要求8或9所述的擺樁定河床主流的系統，其特征在于所述懸索的橫截面的面積按照下式計算，F ニ M pvlhD/其中F為懸索的截面積；P為水的容重；v為水的流速；h為最大水深；D為樁的直徑或在迎水面投影寬度，N為ー根懸索所連接的樁跟數ば為懸索材料強度。
全文摘要
本發明公開了一種疏導洪水、防止河流擺動、使河道主流不折沖河道兩岸、進而防止對河岸的沖刷、防止崩岸、減輕甚至消除河道兩岸的防洪壓力的擺樁定河床主流的系統，在需要治理方向段的上游設置一行上游固定樁，在河段的下游設置一行下游固定樁，在河床處按照指定行距和列距布置指定數量的擾流樁。
文檔編號E02B3/02GK102828489SQ201210259899
公開日2012年12月19日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者楊俊柏, 彭靜, 任江龍, 楊樂樂, 張逸瀟 申請人:中國水利水電科學研究院