專利名稱：黃河河道整修器——滾河龍的制作方法
技術領域：
本發(fā)明所涉及的技術領域為機械領域。
背景技術：
在黃河河道幾千年的治理過程中，一直存在著兩種基本觀點的爭論，束水攻沙和漫水溶沙方略。但在實際的運用過程中，由于束水攻沙策略的實施必須有束水之堤防，在上游多山地帶的山澗中實施并不難，并卓有成效，因此上游有些河面并不太寬。如在中下游平原河段實施此策略，確存在諸多難題，在既無山、又無巖可用的情況下，單靠松軟的泥沙來構(gòu)筑千里束水之堤壩，其防洪的艱險是可想而知的。行洪期間，濤天黃浪聲聞數(shù)里，單薄的束水大堤在黃浪的沖擊下，瞬間即可瓦解造成決口，因此眼下在黃河中下游平原段的豆腐腰間是無法實現(xiàn)束水攻沙治黃策略的。
古人的治黃辦法并不笨，早已知道束水的危險，因此黃河出潼關風凌渡口后即加寬黃河河面，變被束的立水成為漫灘的平水，減緩其流速，緩流對堤壩的危害要比激流輕得多，也容易防守，這就是古人治黃的高明之處。因此在平原地帶的黃河河面寬達一二十里就不足為奇了。黃河在這里變成了漫游狀態(tài)，行洪時大水漫漫一眼望不到邊，其實并不深，流速減緩，大量泥沙沉降在寬廣的河床內(nèi)，河床被逐年抬高，目前有些河段已高出地面數(shù)十米以上，形成了舉世無雙的地上懸河奇觀。主河道在這樣寬的河床上游移不定，因水淺無法下切，經(jīng)常改道就成為必然，甚至發(fā)生橫河現(xiàn)象，直接威脅堤壩的安全。一次行洪過后，再看原來的主河道，早已面目全非，變成了九曲十八彎的奇形怪狀了。
目前，還沒有什么好的辦法來根治這一防洪頑癥，只能沿用古人的辦法，兵來將擋，水來土屯。如在堤防上根據(jù)水勢向河中筑壩，并加固堤防，在內(nèi)堤面徹石，硬化堤面，阻擋橫河后的洪水向大堤的沖刷程度，并在險工險段組織護堤大軍日夜守候，提防決口，每到汛期，從省府到兩岸人民，無不個個提心吊膽，嚴陣以待，儼然一場戰(zhàn)爭爆發(fā)，一切的一切都要為抗洪搶險讓道，弄得人心慌慌。
民國初年留德水利專家李儀祉學成歸來后亦認為“導治黃河，下游無良策”。他曾寄希望于將來發(fā)明“偉大之機械”挖河攪沙隨流入海。希望歸希望，但“偉大之機械”何日能夠發(fā)明出來，用什么材料把它做出來，已成為困擾幾代工程師們的巨大難題，面對每年十五六億噸左右稀軟的黃河泥沙，在長達一兩千公里的黃河河道里如何順利地輸入入海口，不再沉降抬高河床，就成為此“偉大之機械”難產(chǎn)的主要原因。
最近看到了黃河水利部門設計試驗了一套人工擾沙系統(tǒng)，利用人造洪峰進行輸沙試驗，很有創(chuàng)意。但要真正解決黃河的根本問題，“黃河之害，泥沙為大”。把大量的泥沙順利的輸入河口，疏浚規(guī)整黃河的主河道，不使泥沙沉降在河床上，還存在諸多難題需要去攻關。不過總算是在治理黃河上有了一個重要的舉措，可喜可賀。本人在91年8月19日也曾提出過一個申請，名稱為浮力漂運攪渾法，申請?zhí)?1105875.3號，當時提出的一個治河主張是誰能想辦法把河水攪得更渾，治理黃河河道就有希望。當時的主導思想是，申請專利并不想獲得專利權，只是想把主張公開，引起有關專家學者和發(fā)明家們的注意，以求集眾人的智慧，獲得技術上的突破。我當時認為，治河不僅是各類專家學者們的事，也應當是發(fā)明家們的事。我一介草民，無職無權又無錢，所以就把主張以專利申請的形式通過專利局向社會公開了。
由于黃河百多年來還未發(fā)生自然改道事件，中上游工農(nóng)業(yè)用水量逐年升高，使上游來水量不足，造成下游河道長期斷流，大量泥沙不能直接輸入渤海河口，河床升高加劇，如不加快治理步伐，終有一天會給兩岸人民帶來滅頂之災。但如果改用束水攻沙方略，在河床上確無法開挖束水河道，河灘內(nèi)的大量泥沙無法有效處理掉，把束水河堤做成沙堤是不堪洪水一擊的。一旦發(fā)生大洪水，人工開挖的河道即刻會被填平，因此能形成固定河槽的可能性是不大的。所以說要想改變游移不定的主河道現(xiàn)狀，不采取有效的輸沙方法，使河床下切，是無法實現(xiàn)束水攻沙方略的。河床只能是年年增高，一定時期后黃河改道就會成為必然，如果在豆腐腰間進行了改道，所造成的損失將會不可估算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的著眼點是在地上懸河的中心線上開挖一條直線輸沙河道，使用船用機械在行洪時進行作業(yè)，用束住的河水進行輸沙。挖河工具采用的是人工組裝成的一條條巨形彈性長龍，(利用軟體的鋼絲繩做動力傳動軸)。分成段分別用環(huán)套環(huán)的辦法把它們連接起來，龍身的鋼絲繩上穿插一些彈性鋼絲做撥沙條，使用船用卷揚機做啟動動力，巨龍短者幾百數(shù)千米，長者萬米以上。分別于行洪期間拖運到事先測量好的中心線位置上，順流投放在河中，并把巨龍分段進行錨定，錨環(huán)上系上空飄氣球，防止跑龍使作業(yè)失效。龍尾最后一個鋼絲繩環(huán)上系上一個大號空飄氣球，以便于作業(yè)人員用望遠鏡觀察作業(yè)情況，因為龍在水下作業(yè)是不易觀察到的。從小浪底以下河段，多船分段作業(yè)，直通入?？?。視需要定做的河槽寬度，可進行多條巨龍的橫向排列作業(yè)。設置好巨龍后，作業(yè)人員在船上即可啟動卷揚機使?jié)L河龍旋轉(zhuǎn)，日夜進行作業(yè)，或直接在河中建立作業(yè)平臺，減少使用船只的數(shù)量。作業(yè)區(qū)段的河水由于有巨龍的環(huán)套和撥沙條騰挪滾動，翻沙掀浪，泥沙是不會在此沉降的，河水會變得更渾，含沙量更大，河床會逐步下切，初期階段漫灘的河水會被引入作業(yè)區(qū)，順流而下。一次洪水過后，明顯的人工河槽將會顯現(xiàn)出來，慢慢的幾次行洪作業(yè)之后，一個比較規(guī)整的大河槽就會出現(xiàn)在黃河寬廣的河床中心線上。
經(jīng)過上述過程的遇洪不斷作業(yè)，由于在河槽中河水被有效束住，水源較集中，流速加快，泥沙不僅不能沉降，而且會把原來沉降的泥沙帶走，使河床慢慢下切，多年后，不僅可讓地上懸河逐步消失，而且會在現(xiàn)河床的中線上出現(xiàn)一條真正意義上的輸沙河道，使主水流遠離堤壩，減輕危害，促進兩岸經(jīng)濟的發(fā)展，變害為利，造福兩岸人民。
4、附圖的說明

圖1為滾河龍的結(jié)構(gòu)示意圖1為龍骨的鋼絲繩骨身。2、為鋼絲繩環(huán)套，環(huán)環(huán)相連。3、為撥沙條，使用彈性材料或鋼絲穿入鋼絲繩即可。4、為鋼絲繩軸承連接環(huán)，系定距錨用。5、系錨繩及滾河龍定距錨，其作用是防跑龍現(xiàn)象發(fā)生，控制作業(yè)面。滾河龍因為是朝一個方向快速滾動的，為防止作業(yè)面成扇形展開失去作業(yè)功能，每隔一段龍身，均需用定距錨加以控制，使?jié)L河龍在定距錨的牽引下只能向下挖掘，以起到規(guī)整河道的作用。6、空飄氣球，系在各定距錨的錨環(huán)上。龍尾部的大號空飄氣球系在尾部最后一個鋼絲繩環(huán)套上即可。其作用是便于作業(yè)人員在船上用望遠鏡觀察本條長龍的作業(yè)情況，防止跑龍現(xiàn)象的發(fā)生，龍身在水下作業(yè)是不容易觀察到的。
圖2為滾河龍的作業(yè)示意圖，7、為巨龍龍頭，罩在卷揚機轉(zhuǎn)軸上，起裝飾作用，以壯作業(yè)氣勢。8、為滾河龍作業(yè)船，9、船用卷揚機。10、龍頭套環(huán)。長滾河龍下水定點后，作業(yè)人員在船上啟動卷揚機，整條大滾河龍即可在作業(yè)線的河床上快速滾動，翻沙掀浪，泥沙被束住的河水迅速帶走，河槽被逐漸的加寬加深，形成人工河道，灘區(qū)地面在河兩岸變成河坡，河水最終被束在灘區(qū)中線的河道內(nèi)。對付黃河稀軟的泥沙用滾河龍來處理應是較好的方法。
具體實施例方式當小浪底以下河面開始行洪時，用機動船把滾河龍運到作業(yè)地點。按照事先設計測量好的黃河中心線位置，把滾河龍掛在卷揚機套環(huán)上，再用拖船一節(jié)一節(jié)的把滾河龍順線投入水中(注意不要掛成反勁)，每隔一段系上一把定距錨，在定距錨環(huán)上系上一只空飄氣球，整條大龍投放完備后，在大龍尾部的鋼絲繩套環(huán)上系上一只大號的空飄氣球，投放作業(yè)即告完成。滾河龍的長度視卷揚機功率的大小而定，短者成百數(shù)千米，長者可達萬米以上。船上作業(yè)人員可用望遠鏡觀察空飄氣球在河中心線的位置，因定距錨繩是有統(tǒng)一長度的，觀察空飄氣球即可知水下龍身的位置。符合要求后，即可啟動船上或作業(yè)平臺上的卷揚機進行旋轉(zhuǎn)作業(yè)，使?jié)L河龍轉(zhuǎn)動起來，龍身上的環(huán)套和撥沙條由于快速翻滾騰挪，必會翻沙掀浪，大量的泥沙被迅速在河底翻起來，順流而下。作業(yè)區(qū)周圍的泥沙即可被滾河龍逐步從淺河槽中清出，漫灘的河水被引入河槽中成為束水，流速加快，泥沙被激流沖走，河槽慢慢加深加寬。漫灘的河水失去了水源供應，發(fā)生橫河現(xiàn)象的險情即可排除。
在中下游平原段的黃河，由于長期施行的漫水溶沙治河方略，給黃河中、下游造成了寬達一二十里，高出地面十數(shù)米的地上懸河基礎。這個基礎給束水攻沙策略的實施提供了一個比較理想的作業(yè)場地。在高出地面的地上懸河中心部位實施束水攻沙，能起到規(guī)整河道，進行直線輸水，加速行洪能力，提高防洪標準，而且被束在河道內(nèi)的洪水即使發(fā)生大的不測，也只能是加寬加深河道，就是再度漫灘，洪水中心已經(jīng)遠離堤壩，主河道水流已不可能造成大的自然災害。加上上游各級水庫的主動調(diào)節(jié)，下游洪澇災害的發(fā)生頻率將會逐步減少，最終達到防災之目的。
本發(fā)明如能實施成功，將是一件利國利民的好事情，但愿能在黃河中心線位置上形成一條寬達千米左右的輸沙主河道，并逐步下切成功，使豆腐腰的中游河段兩岸人民過上平安的小康生活，國家不再把大把的錢財用在堆積地上懸河的基礎上，使人民年年抗洪搶險救災。中國的治黃史從此能有一個新的改觀，漫水溶沙和束水攻沙方略相輔相成，互為使用，將會成為新的治黃方略。灘區(qū)的大片土地將會被改造成良田，豆腐腰中黃河改道的大事近期內(nèi)應能夠避免，使兩岸人民能安居樂業(yè)的生活下去。
權利要求
1.一種束水攻沙方法及滾河龍，它使用地上懸河基礎及鋼絲繩，定距錨，空飄氣球，船用卷揚機或作業(yè)平臺進行作業(yè)。本發(fā)明的技術特征是在地上懸河基礎的中心線上開挖輸沙渠道，形成束水把泥沙輸入河口；構(gòu)成龍身的鋼絲繩分段做環(huán)，用環(huán)套環(huán)的方法組成龍身。
2.根據(jù)權利要求1所述的滾河龍，組成龍身的鋼絲繩上穿插有多組彈性撥沙條。
3.根據(jù)權利要求1所述的滾河龍，龍身的鋼絲繩上安裝有多組軸承及套環(huán)，軸承套環(huán)上用一定長度的繩子系有一只定距錨。
4.根據(jù)權利要求1、3所述的滾河龍，定距錨環(huán)上系有一只空飄氣球；龍尾環(huán)套上系有一只大號空飄氣球。
5.根據(jù)權利要求1所述的滾河龍，卷揚機轉(zhuǎn)軸上罩著一只裝飾用龍頭。
全文摘要
一種黃河河道整修器——滾河龍，屬機械領域。主要用于含泥沙量較大的黃河河道的整修疏通作業(yè)，防止洪汛期間河道發(fā)生橫河現(xiàn)象，給兩岸堤壩造成險情，帶來不測。它的工作原理為以粗細不等的彈性鋼絲繩分成段組裝成環(huán)環(huán)相套的結(jié)構(gòu)形式，在洪水期間用船載運至事先測量好的河中心線位置，順流而下投放水中，短者數(shù)百米，長者萬米以上，各錨定點和尾部均裝上空飄氣球，便于作業(yè)人員觀察作業(yè)情況。使用船用卷揚機帶動滾河龍在河水中日夜旋轉(zhuǎn)騰挪，翻沙掀浪，漸使作業(yè)區(qū)形成河槽，把漫灘洪水束于河槽內(nèi)。本方法遇洪即可作業(yè)，能使小浪底以下河段中心線位置上出現(xiàn)一道人工河道，洪水被束于河槽內(nèi)，流速加快，泥沙又不能沉降抬高河床，地上懸河逐步下切，實現(xiàn)束水攻沙之目的，近期內(nèi)可免除黃河改道之憂。
文檔編號E02F5/00GK1763315SQ20041006058
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權日2004年10月22日
發(fā)明者秦桂亭 申請人:秦桂亭