人造漂浮物减速防冲刷方法 【技术领域】
本发明涉及的是一种水利工程技术领域的方法，具体地说，是人造漂浮物减速防冲刷方法。
背景技术
冲刷是经常遇到的一种灾害性问题，如管道被淘刷悬空，造成管道变形、断裂；桥墩冲刷引起桥梁倒塌；岸基冲刷引起河岸崩塌；坝后水流冲刷；我国沿海已有70％的砂质海岸现在出现侵蚀后退，大片沙滩不复存在，海滨浴场遭受侵蚀，旅游场所被迫关闭。过去为了防止冲刷，常常使通过在冲刷发生的水流底部放置装有卵石的竹笼或铁笼，或直接放置大块石，直接阻止水流对床面的冲刷。然而这些传统办法，在要保护和防止冲刷部位的流速并没有减少，竹笼或铁笼一旦腐蚀破坏，或放置的大块石被冲走，防止冲刷的功能失效；另外，由于泥沙的掩埋，需要投放的石块量大，工程费用高。因此，发明防止水流冲刷的有效方法具有极其重要的国民经济价值。
经对现有技术文献的检索发现，中国申请(专利)号：98121425.8，公开(公告)号：1218129，公开(公告)日：1999.06.02。专利名称为：水中结构物地防冲刷构件和防冲刷施工法，是一种具有一种水中结构物的防冲刷构件和使用这种防冲刷构件的防冲刷施工法，该构件由以下部分构成：用编织物做成的网线线径M与网眼的长边N满足公式3≤N/M≤20关系的袋体、穿过该袋体开口部附近的网眼的环形吊索、穿过穿。有吊索的网眼附近的网眼且将袋体的开口部封闭的扎紧绳。该专利不足之处在于：1)对减少冲刷的机理不清楚，仍然属于传统的防冲刷方法；2)虽然该发明能够使所述的结构物与床面紧密接触，但是，由于在要保护和防止冲刷部位的流速并没有减少，所述的结构物容易被强水流冲走，且由于水流的不断冲刷会引起所述的结构物在泥沙中移动和部分掩埋，造成其防冲的功能失效，因此，需要工程费用高。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种人造漂浮物减速防冲刷方法。使其用于防止水工建筑物、河岸及海滩保护的冲刷，实施简单，成本低，功效高。
本发明是通过以下技术方案来实现的，在散颗粒组成的河床或海床床面上，当某处的水流挟沙力大于上游来流的含沙量时，该处就会发生冲刷或称侵蚀，反之则发生淤积；水流流速是决定当地的水流挟沙力的主要因素，发生冲刷的直接原因是当地的水流速度太大，水流挟沙力高于实际来沙含量。要降低水流挟沙力就必须减少水流速度。本发明通过在床面发生冲刷或者防冲保护部位设置人造漂浮物，增加床面附近糙率，以减少当地水流的流速，减少当地水流挟沙力，从而达到避免或减少冲刷之目的。
人造漂浮物可以是耐磨的柔性的条带状物，设置在柔性的底垫网的网绳上。带状物的比重比水轻，无毒性，可以是聚氨酯或其它高分子制成。在静止的水体中，带状物悬浮在水体中；当水体流动时，带状物向下游漂移，其下端被固定在底垫网上。带状物也可以是耐磨的柔性柱体。
通过选择带状物的比重、带状物间距和带状物长度等参数可使系统适用于所需用途。带状物的比重通常小于1，水流流速越大，所需的带状物的比重以越小为原则；带状物间距和带状物长度也取决于当地的水流强度，水流流速越高，水流的冲刷能力越强，水流流速越大，所需的带状物的间距以越小、带状物长度越长为原则。带状物间距通常为0.5-5倍带状物的宽度，带状物长度通常为0.5-1倍最大冲刷的深度。必要时，通过水力模型试验确定。
底垫网由柔性缆绳编制而成，材料可以是尼龙绳或其它高分子材料，上面网眼分为主网眼和次网眼。主网眼用粗绳束编制，次网眼用细绳束编制；底垫网主网眼的每个格点上设置一个比重大的物块，只要对环境没有污染和经济合算，物块的比重必须大于2，且比重越大越好，如铁球，以固定底垫网在床面上，防止被水流冲走。
使用时，按照上述方法制造若干带人造漂浮物和铁球的底垫网，底垫网的块数取决于要保护的床面面积的大小，用机械或人工将底垫网紧密铺设在保护的床面上，人造漂浮物面向水面，铁球置于床面，但水流流动时，人造漂浮物向下游倒伏，有效增加床面附近的阻力，床面附近的水流速度显著减小，从而显著降低水流的挟沙力，达到避免或减少冲刷之目的。
与现有技术相比，本发明的基本原理是利用人造漂浮物，增加床面附近糙率，以减少当地水流的流速，减少当地水流挟沙力，从而达到避免或减少冲刷之目的。本发明可以广泛应用于各类水工建筑物基础附近的防冲刷保护、桥墩附近的防冲刷保护、石油天然气等管道的过江渡海基础的防冲刷保护、河岸及海岸海滩的防冲刷保护等。由于人造漂浮物在水体中的飘动，增加了上层水体和下层水体的掺混，上层水体的氧气能够更多地进入水体的下层，因此本发明还可用于促进需氧和厌氧反应以控制水质。本发明的技术实施简单，成本低，功效高。
【具体实施方式】
结合本发明的内容提供以下实施例：
实施例1
用尼龙绳做成的高强度耐磨的绳束编制一个柔性的底垫网，主网眼的尺寸为50厘米乘50厘米，用粗绳束编制，次网眼的尺寸为5厘米乘50厘米，用细绳束编制；在底垫网的每个主网眼格点上设置一个重5公斤的铁球，铁球置于底垫网的底部；人造漂浮物是具有柔性的聚氨酯做成的条带，条带的长度为1米，宽度2厘米，厚度3毫米，条带的下端被固定设置在底垫网的所有网绳上，每隔5厘米设置一根。每片底垫网的尺寸为4米乘4米，共制作50片。
将带人造漂浮物和铁球的底垫网紧密铺设在桥墩周围的床面上，人造漂浮物面向水面，铁球置于床面，在桥墩周围的床面上沿水流方向铺设10块，沿桥位方向铺设5块，直径1米的圆柱型桥墩处于保护措施的中心，形成长40米宽20米的防冲刷保护区。
实施例2
用尼龙绳做成的高强度耐磨的绳束编制一个柔性的底垫网，主网眼的尺寸为50厘米乘50厘米，用粗绳束编制，次网眼的尺寸为5厘米乘5厘米，用细绳束编制；在底垫网的每个主网眼格点上设置一个重5公斤的铁球，铁球置于底垫网的底部；人造漂浮物是具有柔性的聚氨酯做成的柱体，柱体的长度为1米，截面直径0.5厘米，柱体的下端被固定设置在底垫网的所有网绳上，每隔5厘米设置一根。每片底垫网的尺寸为4米乘4米，共制作5000片。
将带人造漂浮物和铁球的底垫网紧密铺设在海底输油管道周围的床面上，人造漂浮物面向水面，铁球置于床面，在海底输油管道周围的床面上沿海底输油管道方向铺设1000块，垂直于海底输油管道方向铺设5块，海底输油管道处于保护措施的中心，形成长4000米宽20米的防冲刷保护区。
实施例3
用尼龙绳做成的高强度耐磨的绳束编制一个柔性的底垫网，主网眼的尺寸为1米乘1米，用粗绳束编制，次网眼的尺寸为10厘米乘10厘米，用细绳束编制；在底垫网的每个主网眼格点上设置一个重10公斤的铁球，铁球置于底垫网的底部；人造漂浮物是具有柔性的聚氨酯做成的柱体，柱体的长度为2米，截面直径0.5厘米，柱体的下端被固定设置在底垫网的所有网绳上，每隔5厘米设置一根。每片底垫网的尺寸为4米乘4米，共制作1000片。
将带人造漂浮物和铁球的底垫网紧密铺设在大坝护坦下游的床面上，人造漂浮物面向水面，铁球置于床面，在大坝护坦下游的床面上沿河道方向铺设100块，河道断面方向铺设10块，保护措施的设置起于大坝护坦尾，形成长400米宽40米的防冲刷保护区。
由以上3个实施例可以看出：本发明的技术实施简单，成本低，功效高，是一种经济的方法。