[发明专利]一种人工沙滩多层结构生物水质净化系统及其建设方法

权利要求书

1.一种人工沙滩多层结构生物水质净化系统的建设方法，所述系统包括从下到上依次铺设在自然状态滩面(1)上厚度均为5cm以上的充水格栅(3)、生物过滤层(4)、粗沙层(5)和细沙层(6)，所述充水格栅(3)、生物过滤层(4)、粗沙层(5)和细沙层(6)形成的剖面形态构成人工沙滩的平衡剖面形态，其特征在于，所述建设方法包括以下步骤：

S1：根据国标对近海污染水体的水质环境质量进行评定；

S2：现场勘测，搜集验潮站历年的潮位资料和该海域的波浪统计资料进行水动力泥沙现场勘测；

S3：对工程进行演变数学模型预测，调整设计方案，分别建立波浪数学模型和潮流泥沙数学模型；

S4：对人工沙滩的动力地貌及稳定性进行分析；

S5：沙滩设计方案初步形成后，开展波浪潮流泥沙整体物理模型试验；

S6：对人工沙滩进行施工建造；

所述S2包括以下步骤：

连续观测并逐时记录工程区域半个月的潮位数据，并在高、低潮位加密测量；

连续观测并逐时记录工程区域大潮、中潮和小潮期间的潮流流速、流向、含沙量数据，观测至少28h；

对自然状态滩面取3～4个剖面进行钻探取样，在工程湾内、湾外取海床泥沙样品不少于20个，并分析泥沙的成分，包括中值粒径、含泥量、渗透系数和孔隙率参数；

所述S3包括以下步骤：

拟建人工沙滩附近水域不同特征水位、波浪方向和波浪重现期条件下的波浪要素；

拟建人工沙滩工程附近水域的潮流场特征；

拟建人工沙滩湾内泥沙淤积速率和平面分布特征；

为波浪潮流泥沙物理模型提供模型输入边界，包括潮流流速、流向、含沙量和波高。

2.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：

分析人工滩沙的活跃度和稳定性，选择合适的泥沙粒径；

结合潮流泥沙、波浪数学模型成果，推算沙滩的平衡剖面坡度，并确定沙滩设计线型。

3.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述S6包括以下步骤：

测量定位，设定水准点及水文标杆；

清理自然状态滩面，在施工区内由下坡脚至上坡顶中间段设置数个用于供每个施工段面的开挖标高控制的相等边点，开挖施工；

在自然状态滩面上铺设充水格栅，交错堆叠达到设计厚度；

再铺设生物过滤层，将充水格栅完全覆盖，达到设计厚度；

再喷填粗沙层，将生物过滤层完全覆盖，最后再填入细沙层。

4.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述充水格栅(3)为网格尺寸为12×12mm～40×40mm、幅宽为1～6m的玻璃纤维土工格栅。

5.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述充水格栅(3)通过上下层堆叠、交错连续的方式布置在整个自然状态滩面(1)的表面，所述充水格栅(3)的孔隙小于所述生物过滤层(4)的粒径。

6.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述生物过滤层(4)为培菌生物球、珊瑚骨、陶粒或呼吸环。

7.根据权利要求1所述的建设方法，其特征在于，所述粗沙层(5)的中值粒径大于0.5mm，所述细沙层(6)的中值粒径小于0.5mm。