喀斯特地區(qū)水土資源保持方法和分布式鋼板倉儲水庫的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種喀斯特地區(qū)水土資源保持方法和分布式鋼板倉儲水庫，在喀斯特山體上分布有多個鋼板倉儲水庫，上層鋼板倉儲水庫的出水口通過管道與下層鋼板倉儲水庫的進水口連通，管道上設置閥門；在各鋼板倉儲水庫底部設置有清淤通道和密封門；在喀斯特山體上設置有與鋼板倉儲水庫連通的回流通道。本發(fā)明可以實現(xiàn)喀斯特地區(qū)分層泥水收集的目的，泥沙可以被再次平鋪到護坡上，從而到達保持水土不流失的目的。水資源被儲存起來，還可以在喀斯特地區(qū)進行聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化管理水資源，解決工程性缺水的問題，結(jié)合當?shù)睾线m的種植管理，效果將非常顯著。
【專利說明】喀斯特地區(qū)水土資源保持方法和分布式鋼板倉儲水庫
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及關(guān)于喀斯特地區(qū)水土資源保護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種根據(jù)喀斯特山區(qū)地貌情況而分布若干個鋼板倉構(gòu)建成相互連通的聯(lián)合調(diào)度用水的儲水庫。
【背景技術(shù)】
[0002]喀斯特(巖溶)在我國廣泛分布，占國土面積的1/3強，其中裸露型喀斯特出露面積達91萬平方公里，主要分布在以滇黔桂為主的南方八省區(qū)，是我國具有世界級特色的地理單元。
[0003]以貴州高原為中心的中國南方喀斯特地區(qū)是世界上面積最大、類型最復雜和分布最集中連片的生態(tài)脆弱區(qū)，該地區(qū)地勢西高東低，平均海拔1100米左右。面積超過55萬平方公里，聚居48個民族共一億多人口，也是喀斯特發(fā)育最典型、最復雜、景觀類型最豐富的一個片區(qū)。以貴州省為例，國土面積17.6萬平方公里，其中山地占61.7%，丘陵占30.8%，山間壩子占7.5%，是全國唯一沒有平原支撐的內(nèi)陸山區(qū)省份。全省巖溶分布廣泛、發(fā)育強烈，巖溶出露面積11萬平方公里，占貴州省國土面積的62%，是世界巖溶地貌最典型的地區(qū)之一。特殊的地形地貌，造成貴州石多土少，土層瘠薄，易受侵蝕，水土流失嚴重；同時，該地區(qū)屬中亞熱帶氣候區(qū)，氣候溫和、雨量豐沛、雨熱同季，多陰雨、少日照，多年平均氣溫15°C左右，年均降雨量1179毫米。受大氣環(huán)流及地形等影響，氣候地域性差異很大，具有明顯的山地垂直氣候特征，災害性天氣較多，干旱、洪澇、秋風、凌凍、冰雹等自然災害頻發(fā)。該地區(qū)位于長江和珠江兩大流域上游，是長江、珠江重要生態(tài)屏障。境內(nèi)河流眾多，水資源豐富，多年平均徑流量1062億立方米，人均占有水資源量2793立方米，高于全國平均水平。但水資源時空分布很不均衡，加之巖溶地貌廣泛發(fā)育，山高坡陡，地形破碎，保水蓄水十分困難，有水存不住、用不上，工程性缺水問題十分突出。石漠化治理難度異常巨大，生態(tài)環(huán)境和生存問題日顯關(guān)出。`
[0004]國家“十五”、^一五”和“十二五”計劃不斷強調(diào)“推進黔桂滇巖溶石漠化的治理”，“進一步做好西南石漠化綜合治理工作”已上升為國家層面的重大需求，各級政府和相關(guān)科研機構(gòu)都在不斷加強喀斯特地區(qū)綜合治理調(diào)控工作的力度，因此，從工程學角度開展喀斯特巖體結(jié)構(gòu)特征、演化規(guī)律和數(shù)學分析方法的基礎(chǔ)研究，不僅可以揭示喀斯特地質(zhì)災變的發(fā)生機理，而且可以為石漠化綜合治理過程中地質(zhì)災害的預防和治理提供理論支撐和技術(shù)支持。
[0005]在諸多研究中，西南喀斯特山區(qū)石漠化過程和適應性生態(tài)修復的基礎(chǔ)理論問題，把以貴州為中心的西南喀斯特不同生態(tài)環(huán)境區(qū)的典型小流域作為研究對象，從研究喀斯特山地石漠化過程機理、驅(qū)動力和時空變化出發(fā)，以巖石一土壤一水一生物相互作用地球化學過程及其對石漠化的響應為核心，重點深入研究喀斯特山地石漠化過程中的土壤侵蝕、水土流失、生態(tài)系統(tǒng)退化的生物地球化學作用。也有學者開展基于水一巖一土一氣一生相互作用的喀斯特地區(qū)碳循環(huán)模式與調(diào)控機理研究，旨在通過研究喀斯特地區(qū)的植被一土壤一大氣一表層巖溶帶一水生生態(tài)系統(tǒng)之間碳的生物地球化學過程，探討流域尺度以水文循環(huán)為驅(qū)動的各系統(tǒng)間的碳匯與碳通量變化，以及氣候變化和土地利用對碳循環(huán)的驅(qū)動機制、內(nèi)在耦合關(guān)系，建立喀斯特地區(qū)的碳循環(huán)模式。這些研究從宏觀和生態(tài)大系統(tǒng)的角度對喀斯特地質(zhì)進行研究，取得了有益的成果，但從工程學角度的研究和工程治理方法仍待加強和完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對目前喀斯特地貌水土流失嚴重問題，提供一種不僅可將水資源保存起來，而且能將雨水沖刷的泥沙資源保存起來的方法。本發(fā)明的另一目的是基于喀斯特地區(qū)雨量豐沛，地表覆蓋淺薄的特點，提出利用鋼結(jié)構(gòu)鋼板倉作為儲水單元，并且把這些儲水單元用管道和水利機械聯(lián)系起來，組成分布式鋼板倉水庫的構(gòu)想。該分布式鋼板倉水庫可有效收集豐水期多余水量，減少了雨水對地表覆蓋物的沖刷；同時，節(jié)余的水資源可作為枯水期人們的有效飲用水源和其他的必要的生活和農(nóng)業(yè)用水補充。
[0007]實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案:一種喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，在喀斯特地區(qū)根據(jù)山體高程和坡度情況在護坡上分布若干個儲水庫，相鄰儲水庫之間管道及泵站相互連通，可聯(lián)合調(diào)度水量收集與分配使用。儲水庫周圍設置用于收集泥水的回流通道，使泥水沿回流通道匯聚于附近的儲水庫內(nèi)而不被直接沖刷到山地表面；儲水庫內(nèi)泥沙沉淀于底部，蓄水位于上部，儲水庫內(nèi)設置清淤設施并定期清淤，當淤積泥沙達到清理要求時將儲水庫上部的儲水排入或泵入其它儲水庫內(nèi)，將儲水庫底部的泥沙運輸?shù)絻λ畮焱鈧?cè)用于對護坡加固。
[0008]對護坡的防護可以利用廢舊輪胎網(wǎng)片作為護坡的外保護層，該廢舊輪胎網(wǎng)片是利用鋼絞線將各廢舊輪胎串連起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并對各鋼絞線施加預應力。護坡上可以設置梯田，被清淤出的泥沙覆蓋在梯田上，在梯田內(nèi)側(cè)設置回流通道。為了提高泥沙回流效果，梯田應向內(nèi)傾斜，即梯田外側(cè)下坡面高度大于內(nèi)側(cè)上坡面高度，梯田上表面與水平面夾角大于零度小于三十度。
[0009]為了達到上、下層儲水庫的水資源相互調(diào)節(jié)的目的，還可以設置使下層儲水庫回流到上層儲水庫的水泵。上、下層儲水庫內(nèi)暫存的水資源也可以滿足各層梯田種植用水，由水泵作為動力進行灌溉。上、下層儲水庫可以單線連通結(jié)構(gòu)，也可以相互組成網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)。
[0010]一種分布式鋼板倉儲水庫，在喀斯特山體上分布有多個鋼板倉儲水庫，每層鋼板倉儲水庫包括進水口和出水口，上層鋼板倉儲水庫的出水口通過管道與下層鋼板倉儲水庫的進水口連通，管道上設置閥門；在各鋼板倉儲水庫底部設置有清淤通道和密封門；在喀斯特山體上設置有與鋼板倉儲水庫連通的回流通道。
[0011]在鋼板倉儲水庫內(nèi)部的側(cè)面或底部設置有過濾層形成過濾室，出水口位于過濾室側(cè)壁。還可以在過濾室內(nèi)安裝水泵，水泵的出水口與上層鋼板倉儲水庫的進水口連接或者與回流通道入口連接。所述鋼板倉儲水庫是通過鋼板卷曲而成的筒體，相鄰上下鋼板對接縫處為彎曲壓合結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明提供了一種解決喀斯特地區(qū)泥水流失問題的方法，可以實現(xiàn)喀斯特地區(qū)分層泥水收集的目的，利用儲水庫對泥水沉淀分離，蓄水可以通過管道轉(zhuǎn)移到鄰近儲水庫中，泥沙可以被再次平鋪到護坡上，從而到達保持水土不流失的目的。由于水資源被儲存起來，還可以在喀斯特地區(qū)進行聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化管理水資源，解決工程性缺水的問題，結(jié)合當?shù)睾线m的種植管理，效果將非常顯著。
[0013]2、本發(fā)明利用鋼板倉儲水庫，具有氣密性好，適用廣泛的優(yōu)點。這種由專用設備折彎成型的咬口，密封性能特佳，可儲存粒狀、粉狀、液狀物料，同時可滿足熏蒸殺蟲等工藝要求，在建材、糧食、污水處理等領(lǐng)域已得到成熟的應用。施工周期短投資見效快?，F(xiàn)場施工、倉頂?shù)孛姘惭b，投資見效迅速、投產(chǎn)快。占地面積少，自重輕。筒倉的高度、直徑可在極大范圍內(nèi)任意選擇，鋼板倉間距小至50厘米，可充分利用空間。
[0014]3、螺旋卷邊鋼板倉的自重僅為同容積混凝土倉的1/6，與同容積混凝土倉的鋼筋重量相當，可大大降低基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載和建倉成本。強度高、壽命長。鋼板倉的連續(xù)螺旋咬邊五倍于母材厚度，大大加強了倉體的抗載能力，比較可靠地延長了鋼板倉的使用壽命。倉體材料可根據(jù)存儲物料對抗腐蝕及磨削強度的要求，選用最佳板材配比，使得它的正常使用壽命達20?35年。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施情況的一種示意圖；
圖2是圖1中儲水庫的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
圖3是圖1中儲水庫的結(jié)構(gòu)示意圖之二；
圖4是護坡的一種結(jié)構(gòu)形式；
圖5是圖4中護坡采用的廢舊輪胎網(wǎng)片結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實施情況的另一種示意圖；
圖7是鋼板倉儲水庫的卷曲狀態(tài)示意圖；
圖8是鋼板倉儲水庫的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標號I為喀斯特地區(qū)的山體，2為儲水庫，21為密封門，22為進水口，23為出/Jc P , 24為過濾層,25為水泵,26為水泵出水口，27為地基,3為管道,4為廢舊輪胎,5為泥沙層梯田，6為鋼絞線，7為回流通道。
[0017]【具體實施方式】
實施例1:一種喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，在喀斯特地區(qū)的山體I上分布若干個儲水庫2，儲水庫2的數(shù)量根據(jù)山體高程和坡度情況而定。相鄰上、下層儲水庫2之間相互連通，連通方式根據(jù)實際情形而定，例如可以采取上、下層儲水庫單線連通的方式，參見圖1，也可以采取上、下層儲水庫相互組成網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)，參見圖6。
[0018]在護坡上設置有用于收集泥水的回流通道7，泥水沿回流通道7匯聚于附近的儲水庫2內(nèi)，從而不被直接沖刷到護坡下。設置儲水庫2的目的就是能夠回收泥水，再重復利用。
[0019]儲水庫2內(nèi)泥沙沉淀于底部，蓄水位于上部。儲水庫2內(nèi)設置清淤設施并定期清淤，當淤積泥沙達到清理要求時將儲水庫上部的蓄水排入下層儲水庫內(nèi)，將儲水庫2底部的泥沙運輸?shù)絻λ畮焱鈧?cè)用于對護坡加固。為了達到上、下層儲水庫2的水資源相互調(diào)節(jié)的目的，還可以設置使下層儲水庫回流到上層儲水庫的水泵25。
[0020]對護坡的防護可以利用廢舊輪胎網(wǎng)片作為護坡的外保護層，該廢舊輪胎網(wǎng)片是利用鋼絞線6將各廢舊輪胎4串連起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并對各鋼絞線6施加預應力。[0021 ] 護坡上可以設置梯田，被清淤出的泥沙覆蓋在梯田上形成泥沙層梯田5，在泥沙層梯田5內(nèi)側(cè)設置回流通道7。為了提高泥沙回流效果，泥沙層梯田5應向內(nèi)傾斜，即泥沙層梯田5外側(cè)高度大于內(nèi)側(cè)高度，泥沙層梯田5上表面與水平面夾角大于零度小于三十度。
[0022]上、下層儲水庫2內(nèi)暫存的水資源也可以滿足各層梯田種植用水，當遇到干旱季節(jié)，可將儲水庫2內(nèi)水資源通過水泵排入泥沙層梯田5內(nèi)滿足種植用水。不僅可以解決了喀斯特地區(qū)泥土流失嚴重的問題，也可以解決喀斯特地區(qū)因缺乏水資源而不利于種植的問題。
[0023]實施例2:—種分布式鋼板倉儲水庫，如圖1或圖6，在喀斯特地區(qū)的山體I上分布有多個鋼板倉儲水庫，每層鋼板2倉儲水庫包括進水口 22和出水口 23，上層鋼板倉儲水庫的出水口通過管道3與下層鋼板倉儲水庫的進水口連通，管道3上設置閥門；在各鋼板倉儲水庫底部設置有清淤通道和密封門21 ;在喀斯特地區(qū)的山體I上設置有與鋼板倉儲水庫連通的回流通道。為防止泥沙被排出，在鋼板倉儲水庫內(nèi)部的側(cè)面或底部設置有過濾層24形成過濾室，出水口 23位于過濾室側(cè)壁。在過濾室內(nèi)安裝水泵25，水25泵的出水口 26與上層鋼板倉儲水庫的進水口連通用于實現(xiàn)上下水資源調(diào)節(jié)，水泵25也可以作為種植用水的動力。
[0024]為達到快速施工目的，鋼板倉儲水庫采用圖7所示的卷曲方式，通過鋼板逐漸卷曲而成，卷曲過程相鄰上下鋼板對接縫處采用彎曲壓合的方式。鋼板倉儲水庫立體結(jié)構(gòu)示意圖參見圖8。螺旋彎折過程舉例:設備機組現(xiàn)場就位后，將495mm寬的卷板由開卷機送入成型機軋制成所需的幾何形狀，并入折彎機彎折、咬口，圍繞倉壁外側(cè)形成一條30mm?40mm寬、五倍母材厚度的螺旋咬邊連續(xù)凸條帶，利用承載支架將逐步完成的鋼板倉，自動舉升至所需高度后落倉。鋼板倉專業(yè)設備機組有:開卷機、成型機、彎折機、承載支柱、連接框架、水平切邊機、高頻螺柱焊機等。
【權(quán)利要求】
1.一種喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:在喀斯特地區(qū)根據(jù)山體高程和坡度情況在護坡上分布若干個儲水庫，相鄰儲水庫之間管道及泵站相互連通，可聯(lián)合調(diào)度水量收集與分配使用；儲水庫周圍設置用于收集泥水的回流通道，使泥水沿回流通道匯聚于附近的儲水庫內(nèi)而不被直接沖刷到山地表面；儲水庫內(nèi)泥沙沉淀于底部，蓄水位于上部，儲水庫內(nèi)設置清淤設施并定期清淤，當淤積泥沙達到清理要求時將儲水庫上部的儲水排入或泵入其它儲水庫內(nèi)，將儲水庫底部的泥沙運輸?shù)絻λ畮焱鈧?cè)用于對護坡加固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:利用廢舊輪胎網(wǎng)片作為護坡的外保護層，該廢舊輪胎網(wǎng)片是利用鋼絞線將各廢舊輪胎串連起來形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并對各鋼絞線施加預應力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:護坡上設置梯田，被清淤出的泥沙覆蓋在梯田上，在梯田內(nèi)側(cè)設置回流通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:梯田外側(cè)下坡面高度大于內(nèi)側(cè)上坡面高度，梯田上表面與水平面夾角大于零度小于三十度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:還設置有使下層儲水庫回流到上層儲水庫的水泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的喀斯特地區(qū)水土資源保持方法，其特征是:上、下層儲水庫為單線連通結(jié)構(gòu)，或者為相互組成網(wǎng)狀連通結(jié)構(gòu)。
7.一種分布式鋼板倉儲水庫,其特征是:在喀斯特山體上分布有多個鋼板倉儲水庫，每層鋼板倉儲水庫包括進水口和出水口，上層鋼板倉儲水庫的出水口通過管道與下層鋼板倉儲水庫的進水口連通，管道上設置閥門；在各鋼板倉儲水庫底部設置有清淤通道和密封門；在喀斯特山體上設置有與鋼板倉儲水庫連通的回流通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式鋼板倉儲水庫，其特征是:在鋼板倉儲水庫內(nèi)部的側(cè)面或底部設置有過濾層形成過濾室，出水口位于過濾室側(cè)壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式鋼板倉儲水庫，其特征是:在過濾室內(nèi)安裝水泵，水泵的出水口與上層鋼板倉儲水庫的進水口連接或者與回流通道入口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式鋼板倉儲水庫，其特征是:所述鋼板倉儲水庫是通過鋼板卷曲而成的筒體，相鄰上下鋼板對接縫處為彎曲壓合結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E03B11/16GK103696457SQ201310635716
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】魏魯雙, 許琰, 高陽秋曄, 魏群, 劉尚蔚, 尹偉波, 曹震, 朱小超, 軒莉 申請人:華北水利水電大學