一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置的制作方法

1.本实用新型涉及海滨城市的治水领域，具体是一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置。

背景技术：

2.在海滨城市的治水领域，河湖治理需要综合考虑海潮、上游洪水、地形地质及水动力条件、陆源污染等等因素。当涉及山体的海岸线外延类型的围填海时，往往形成上游缺乏稳定来水源头的小河涌，也称为断头涌。由于河涌上游地势较高，易形成村镇聚集区，下游地势底，适合农渔产业发展，因此形成以行洪排涝、灌溉功能为主的感潮水域河涌。此类河涌通过在下游连接外江(海) 的河口处设置水闸来控制内河水位。外江(海)堤防和水闸形成的保护带，防止海潮或外江洪峰淹没围内的农田或其它保护对象。同时依靠末端水闸的调度运行，通过反复引排外江海水来更新河涌水体，控制水位满足防洪、灌溉的要求。由于断头涌引排水均依靠末端水闸，河涌上游水体的交换能力极弱，而上游水体又恰恰是承载人口集聚区入河排污的水域，因此极易在此形成污染带。尤其当外江遭遇咸潮侵袭，河涌受限于农业灌溉需求无法开闸引排水时，往往进一步加剧水污染问题。
3.现有针对断头涌的水污染治理，除了传统截污纳管外，往往借助泵站和管道设施实现生态补水功能。但生态补水系统建设和运行成本高，对于改善断头涌的水体置换能力效果有限。因此，如何利用断头涌和外江(海)既有的潮差形成的水动力，针对性地外排河涌上部的污染带水体进行水体置换，防止局部水域水体污染带的形成，成为治水行业值得深入研究的问题。

技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术的不足，提供一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，利用断头涌水闸内外水位差形成的水动力，优先排出河涌上部形成的污染带水体，解决断头涌局部水体的水污染问题。本实用新型的技术方案如下：
5.一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，包括主排水管道、若干个浮球阀、控制水阀。
6.所述主排水管道为建筑固体渠道或/和工程排水管，沿河涌主流向由高到低固定设置，优选设置在河涌底部。所述主排水管道的上游最上端设有最高进水口，该进水口为常开状态，设置于河涌的干湿线下游，所述最高进水口略低于河涌的最高控制水位，用于收集排放上游的水质欠佳的水体和冲洗主排水管道，同时用于启动设置于其下游相邻的浮球阀。
7.所述主排水管道的最高进水口往排水方向，设有若干个浮球阀，所有浮球阀可按相等间距排列，或按水位递减高度排列，或按入河排污口的实际需要排列，排列在最后一个浮球阀为最低浮球阀，所述最低浮球阀的进水水位，即为断头涌保障灌溉的控制低水位，俗称为兴利水位。
8.作为优选，所述主排水管道连接有与浮球阀对应的若干次级管排，次级管排一端与对应的浮球阀连通，另一端与主排水管道连通。进一步地，所述若干次级管排可按相等间距排列，或按水位递减高度排列，或按入河排污口的实际需要排列，排列最后一个次级管排为最低管排，所述最低管排连接的浮球阀的进水水位，即为河涌保障灌溉的控制低水位。
9.作为优选，所述主排水管道的流通截面等于或大于各浮球阀、次级管排的流通截面。
10.作为优选，所述主排水管道往排水方向的尾部，连接一个控制水阀，该控制水阀包括但不限于手动水阀、电动水阀、止回阀、拍门、闸阀或其它水阀。进一步地，所述控制水阀出水端可连接延伸排水管。
11.所述主排水管道的最高进水口，其安装的进水水位必须略低于其下游相邻浮球阀的启动水位，以确保在其排水工作的后程，启动其下游相邻浮球阀并使该浮球阀排水。
12.作为优选，所述最高进水口的进水水位高于其下游相邻浮球阀的进水水位。
13.作为优选，所述任一个浮球阀的进水口，其安装的进水水位必须略低于其下游相邻浮球阀的启动水位，以确保在其排水工作的后程，启动其下游相邻浮球阀并使下游相邻浮球阀排水。
14.作为优选，所述的浮球阀由上游到下游顺序设置，任一浮球阀的启动水位，高于其下游相邻浮球阀的启动水位，使其在进行排污工作时，若干个浮球阀按上游到下游的顺序启动，以确保上流的污染水位优先启动排放。
15.作为优选，所述任一个浮球阀的进水口，其设置的进水水位高于其下游相邻浮球阀的进水水位，以使各浮球阀对应区域的污染水体能以最大排量顺序排放。
16.作为优选，所述任一个浮球阀，与河床底部相对固定，以确保其安装位置、启动水位和进水水位的相对稳定。
17.作为优选，所述任一个浮球阀，连通次级排管和主排水管道。
18.作为优选，所述任一个浮球阀设置于污染聚集河段。
19.以上所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，固定设置在河涌底部，主排水管道的上游端为常开状的最高进水口，沿水流方向连通若干个浮球阀或连通若干个次级管排(包括相应的浮球阀)和控制水阀，主排水管道的下游末端穿过水闸或堤防，同时可连通一个控制水阀。如此，当河涌水位高于或处于最高控制水位、控制水阀打开时，因最高进水口为常开状，则上游的污染水体可以通过最高进水口流经主排水管道排出，清理上游污染和主排水管道；因最高进水口的进水水位略低于其往下游方向相邻的浮球阀的启动水位，所以当上游水体通过最高进水口排放且到达其相邻浮球阀的启动水位时，则该浮球阀启动排水；如此，设置在污染聚集河段的若干浮球阀，因两相邻的浮球阀，上游浮球阀的进水水位比下游浮球阀的启动水位略低，同时，上游浮球阀的进水水位比下游浮球阀的进水水位高，所以相邻浮球阀会由上游到下游相继启动排放，完成断头涌污染水体的强化置换，直到最低浮球阀启动并排放完成，河涌降至控制低水位保障农业用水。
20.本方案的有益效果：主要解决了断头涌污染较严重的上游水体置换的难题。主要在断头涌依靠末端水闸来控制水位的基础上，外江(海)处于低潮位条件下，在河涌控制高水位和低水位之间，优先选取水质欠佳的水域通过本方案的排水装置排出河涌，实现水体置换的功能，达到改善河涌水质的目的。
21.本方案可用于断头涌的水环境治理工程，也可以用于常见有污染的固基河坝，为一次性投入，施工和维护费用低，很适宜作为海滨城市的河涌环保水利配备设施。
附图说明
22.图1，总体结构原理图；
23.图2，图1中排水装置5结构示意图之一；
24.图3，图1中排水装置5结构示意图之二。
25.其中：
26.图1：1-河床，2-污水聚集河段，3-干湿交界带，4-污水排放口，5-排水装置， 6-控制高水位，7-控制低水位，8-水闸，9-外江(海)低潮位，10-外江(海) 高潮位，a-排污水流；
27.图2：11-主排水管道，12-次级管排，13-最高进水口，14-浮球阀，15-最低管排，16-控制水阀；
28.图3：17-进水水位，18-启动水位。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
31.图1中，河床1上游有若干污水排放口4，控制高水位6在河床上游会形成干湿交界带3，
32.污水排放口4在断头涌的上部形成了污水聚集河段2，如完全利用水闸8对控制河涌由控制高水位6到控制低水位7的排水，则排放的大部分水为靠近水闸8的水体，污水聚集河段2的污染水体难以通过水闸8排出；反之利用水闸8 引水入河涌时，进水会顶托污水聚集河段2的污染水体上移。因此靠水闸8引排水对污水聚集河段2的水体置换效果较差。图1中可见，排水装置5固定设置在河床1底部，排水装置5的顶端靠近干湿交界带3并低于控制高水位6，沿河床1的排污水流方向a铺设，排水装置5的末端穿过水闸8，当处于外江(海) 低潮位9时，具备向闸外排水的条件。
33.图1、图2和图3中，排水装置5主要由主排水管道11、若干个次级管排12 (其中包括最低管排15)、若干个浮球阀14和控制水阀16组成。主排水管道11 顶端为最高进水口13，沿主排水管道11的排污水流方向a，从上游到下游依次设置连通有若干次级管排12，最末一个次级管排12为最低管排15，用以确保河涌的控制低水位7；若干次级管排12的分别与对应的浮球阀14连通。主排水管道11末端穿过水闸8的堤防，连接控制水阀16。由图3中可见，在次级管排 12和相应连通的浮球阀14中，任一次级管排12的进水水位17比其下游相邻的后次级管排12的进水水位17要高，任一浮球阀14的启动水位18比其下游相邻的后一浮球阀14的启动水位18要高，同时，任一浮球阀14的启动水位18 都略高于其上游相邻的前一次级管排12的进水水位17。由图1、图2和图3中所示，所例举的浮球阀14为浮力增大则阀门关闭、浮力
减少则阀门开启的浮球阀，当河床1处于控制高水位6，且水闸8关闭和控制水阀16开启时，主排水管道11中段设置的所有浮球阀14处于关闭状态，排污水流a由常开状的最高进水口13处注入，通过主排水管道11到控制水阀16排出；当由最高进水口13 排水到达其下游相邻的下一级浮球阀14的启动水位18时，则该浮球阀14启动排水，直到排水到达下二级的浮球阀14的启动水位18，则继续启动下二级浮球阀14的排水；依此类推，直到启动最低管排15对应的浮球阀14的排水；当最低管排15排完，水位到达控制低水位7，关闭控制水阀16，防止在外江(海) 高潮位10时通过总主排水管道11倒灌入河床1。以上为排水装置5的一次对污水集聚河段2水体置换的工作过程。
34.由以上实施例举中可见，在设置了排水装置5之后，可利用水闸8控制河涌在控制高水位6，在外江(海)低潮位9时，再利用排水装置5将污水聚集河段2的水体排放至闸外，即可实现大幅提高污水聚集河段2的水体置换能力。
35.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，包括主排水管道、若干个浮球阀、控制水阀，其特征在于：所述主排水管道设置于河床底部，所述主排水管道上游端为常开型最高进水口，所述最高进水口低于河涌的控制高水位，所述主排水管道由最高进水口往下游方向，通过污水聚集河段，分别设置连通有若干个浮球阀，最后一个浮球阀的进水位设置为河涌的控制低水位，所述主排水管道下游端穿过水闸及其堤防，连通控制水阀。2.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：还包括若干个与浮球阀对应的次级管排，所述的次级管排一端连通对应的浮球阀，另一端连通主排水管道。3.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述主排水管道为建筑固基流道或/和工程排水管。4.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所有浮球阀可按相等间距排列，或按水位递减高度排列，或按入河排污口的实际需要排列。5.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述主排水管道的流通截面等于或大于各浮球阀、次级管排的流通截面。6.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述主排水管道的最高进水口，其安装的进水水位必须低于其下游相邻浮球阀的启动水位。7.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述最高进水口的进水水位高于其下游相邻浮球阀的进水水位。8.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述任一个浮球阀的进水口，其安装的进水水位略低于其下游相邻浮球阀的启动水位。9.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：所述任一个浮球阀的进水口，其设置的进水水位高于其下游相邻浮球阀的进水水位。10.根据权利要求1所述的一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，其特征在于：任一浮球阀的启动水位，高于其下游相邻浮球阀的启动水位。

技术总结

本实用新型涉及海滨城市的治水领域，具体是一种感潮水域断头涌强化水体置换功能的排水装置，包括主排水管道、若干个浮球阀、控制水阀。该排水装置固定设置在河涌底部，主排水管道的上游端为常开状的最高进水口，沿水流方向连通若干个浮球阀或连通若干个次级管排(包括相应的浮球阀)和控制水阀，主排水管道的下游末端穿过水闸或堤防连通一个控制水阀。如此，当河涌水位高于或处于最高控制水位、控制水阀打开时，上游的污染水体可以通过主排水管道排出，完成断头涌污染水体的强化置换，河涌降至控制低水位保障农业用水。控制低水位保障农业用水。控制低水位保障农业用水。