CN101023225B

CN101023225B - 水下储水容器

Info

Publication number: CN101023225B
Application number: CN2005800312905A
Authority: CN
Inventors: P·J·坦戈尼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2025-08-02
Also published as: US20080080935A1; IL181124A0; US7736093B2; KR20070058474A; JP2008508454A; US20100290837A1; RU2007107794A; ZA200701714B; RU2382150C2; CN101023225A; EP1792022A1; WO2006012684A1; AU2005269261A1; EP1792022A4; NZ553017A; AU2005269261B2; IL181124A

Abstract

一种存储水的方法，包括将至少一个柔性存储容器(12)保持在盐水体(14)的淹没位置；建立与柔性存储容器(12)流体连通的陆地进口(16)，并且建立与柔性存储容器流体连通的陆地出口(30)，以释放所存储的水。

Description

水下储水容器

技术领域

本公开大体涉及用于储存液体的容器，并且具体地涉及用于储存水的水下容器。

背景技术

水的储存是城市环境下的具体问题。很多在沿海区域建立起来的城市环境有较高的降雨量。如果可以获取和再利用从城市区域流出的城市暴雨形式的水，那么可延迟或完全地取消建设更多水坝的需要。

横跨河谷的水坝形式的集水是很普遍的。水坝的建造非常昂贵，且通常要占据大片的有用的农业用地。这样的水坝还摧毁了河谷中原有的生命，并且在人工湖中的植物体会导致从分解的植物体产生大量的温室效应气体。尽管在一些情况下，这些温室效应气体的产生可通过产生水电而抵消，通常而言不希望建造水坝。

在很多地理位置，淡水的水源通常位于相对靠近城市环境的地方，但是该淡水的水源可能不适于通过诸如水坝等的常规方式来获取。例如，淡水的水源位于密集的城市区域100km以内是很普遍的。

如果有一种方式来获取现有的位于或靠近城市区域的未利用的水源，并将这些水源用于这些城市区域的供水，那将是有利的。

发明内容

在第一方面，提供了一种存储水的方法，包括：

将至少一个柔性存储容器保持在盐水体中的淹没位置；

建立与柔性存储容器流体连通的陆地进口；并

建立与柔性存储容器流体连通的陆地出口，以释放所存储的水，出口与进口不同；

其中将阀门用于每个进口和出口，从而在存储容器或每个存储容器的注水过程中，进口阀门打开而出口阀门关闭，在存储容器或每个存储容器的排水过程中，进口阀门关闭而出口阀门打开；且

其中在注水过程中来自陆地容器的水头压力将水推入存储容器或每个存储容器中。

在第一方面的方法中，在排水过程中，保留的水头压力和/或外部盐水体压力可被用于将水推出存储容器或每个存储容器。

在第二方面中，提供了一种存储水的方法，包括将至少一个柔性存储容器保持在盐水体内的淹没位置；建立与柔性存储容器流体连通的陆地进口；建立与柔性存储容器流体连通的陆地出口，用于释放存储的水，出口与进口不同；并且建立另一个与柔性存储容器流体连通的陆地进口，以允许分布式的水进口。

在第三方面，提供了一种存储水的方法，包括：

将至少一个柔性存储容器保持在盐水体内的淹没位置；

建立与柔性存储容器流体连通的陆地进口；

建立与柔性存储容器流体连通的陆地出口，用于释放存储的水，出口与进口不同；

其中存在至少两个柔性存储容器，至少两个柔性存储容器通过互连歧管而彼此流体连通地互连。

上述方面提供的优势在于不会占用有价值的土地来存储水。另一个优势是密度更高的盐水使得存储水的自由液面在保持容器的盐水的自由液面上方。这在从容器收回水时节约大量的能量。

在一个实施例中，进口和出口通过分开的管道而与柔性存储容器流体连通。可选地，进口和出口也可以彼此分隔开或是同一个管道。

在一种形式中，存在至少两个柔性存储容器，且这些容器通过互联的歧管而彼此流体连通。

当可获取多于一个水源时，本发明的实施例可构建多于一个的陆地进口，用于从例如河流、暴雨水道或雨水系统获得水。

不同的水源通常具有不同的供应特性。例如，暴雨流水通常在很短的时间段提供大量的水。可通过提供与陆地进口流体连通的缓冲容器而增大这种情况下获取的水量。当发生暴雨流时，可将过多的水流聚集在缓冲容器中，接着随着时间过去而流到存储容器中。

可通过多种方法中的一种而构成该缓冲容器。该容器可以是常规的混凝土容器，但是这样的容器比较突出。可选地，如果情况允许缓冲容器可由陆地挖掘而形成。这提供了隐藏缓冲容器的优点。

该缓冲容器不是必须设置在海岸上。例如，其可设置在远离存储容器和/或远离进口的山上或山腰上。

在一些情况下，所获取的水的形式可能不适于作为饮用水。在这些情况下，本发明的实施例包括对陆地出口的水进行处理的附加的步骤。也可在进口进行处理。

在另一方面中，提供了一种用于许可使用所存储的水的方法，其中许可的费用是基于陆地进口的上游的获取区域。可选地，该费用可基于在一定时间段通过陆地进口的平均水量。其它的可行的许可模型包括其中费用是基于存储容器的最大存储容量或者在一定时间段内该容量的利用的模型。

在另一方面中，提供了在淹没的水存储系统中使用的柔性水存储容器，包括柔性液体不可渗透的容器、至少一个歧管连接机构、位于容器内的至少一个歧管，至少一个歧管连接机构将至少一个歧管设置在当存储容器排空时能保持水流的位置。

当从存储容器获取水时，歧管的设置是很重要的。在一些情况下，可在柔性存储容器壁上形成袋，这些袋可阻止从存储容器中提取出水。歧管的设置可减轻这种情况。

有几种歧管的结构可方便从存储容器中提取水。在一个实施例中，歧管被加长，而进入水流和排出水流在歧管的相对端进入和排出。在另一个实施例中，进入水流和排出水流通过不同的歧管进入和排出。

还可通过设置支架以阻止柔性容器的壁在存储容器空的时候抑制水流，而方便从存储容器中提取水。该柔性容器还可设置减压阀，从而阻止过大的压力对柔性容器的损坏。

在可选实施例中，容器还包括连接机构，其用于将柔性储水容器与一个或多个其它的柔性储水容器连接。该连接机构使得存储容器可组装为多个不同的结构。这些结构包括，例如，彼此相邻地设置或者彼此叠加地设置。在一个具体的实施例中，该连接机构允许柔性储水容器被设置并锁定在蜂窝状结构中。该蜂窝状结构最小化了容器之间的空间，从而最小化了容器上生长海洋生物的空间量。另外，当容器为该结构时，该结构的外部容器保护内部容器不受到损坏。

在另一个方面，提供了储水系统，其包括多个柔性储水容器，其中用于该容器或每个容器的歧管使用互连歧管而彼此互连。

在该系统的特定实施例中，将柔性储水容器设置在蜂窝结构中。

在另一个实施例中，互连歧管与陆地进口和陆地出口中的任一个或两者流体连通。

本系统的实施例还具有与陆地进口流体连通的缓冲容器。在适当时候，本发明的实施例可具有由陆地挖掘形成的缓冲容器。该系统的实施例还可具有与陆地出口(或甚至进口)连接的水处理工厂。

当将该系统的实施例设置在盐水体中时，可将柔性储水容器锚定位，以防止其移动到不适当的位置。此外，当柔性储水容器在适当位置时，锚可防止大致漂浮的存储容器移动的可能。

在另一个方面，提供了一种储水系统，其包括柔性存储容器，其淹没在盐水体中；和陆地容器，其在使用中可设置在陆地上并与存储容器流体连通，其中系统设置成对从存储容器至陆地容器的水流没有限制。

在特定的实施例中，在存储的水的总量中，保持在盐水体的自由液面上方的陆地容器中的水的量大约是所存储在总量的2.5％。该保持在盐水的自由表面上方的水的量可用于使水进入容器或作为水源的其它位置。还可通过盐水体对柔性存储容器的作用而将这样的量保持在盐水的自由表面的上方。

在特定的实施例中，可使用在来自陆地容器的水头压力将水压入存储容器中时被设置成注水状态的阀门。在注水后，阀门被重新设置成排水状态，其中保存的水头压力推动存储的水通过辅助线路，使得所存储的水的一部分被推至远距离的位置。

附图说明

将参考附图对方法、容器和系统的特定实施例以示例的方式进行说明，其中：

图1A示出了储水系统的第一实施例的剖视图；

图1B示出了图1A的储水系统的俯视图；

图1C示出了图1A的储水系统的剖视图；

图2A示出了储水系统的另一个实施例的剖视图；

图2B示出了图2A的储水系统的俯视图；

图3A示出了内陆结构的储水系统的另一实施例的剖视图；

图3B示出了图3A的储水系统的俯视图；

图4示出了设置有在地理上远离的陆地进口的储水系统的另一实施例；

图5A和5B示出了容器储存计算的示例；

图6A至6C示出了各种柔性存储容器。

具体实施方式

在下文的说明中，类似的附图标记用于表示不同实施例中的类似部件。

图1至4示出了储水系统的可行实施例的各种结构。图1示出了储水系统10，该储水系统10具有五个固定在盐水体14中的容器12的形式的柔性储存容器，且与设置在陆地17中的陆地进口16和设置在与盐水体14相邻的陆地出口18流体连通。

在使用中，来自例如河流、暴雨水或者雨水的水流经陆地进口16，接着进入容器12。可通过从陆地出口18吸取水而从容器12获取水。

在该实施例中，还在岩石中挖掘储水容器26以作为缓冲容器。在可选实施例中，该容器可以是常规的地面上的容器，如混凝土或钢铁容器。该容器26作为蓄水池以使得水流的浪涌可得到缓冲，直到水有足够的时间流经陆地进口16并进入容器12。该缓冲水的能力提高了系统保持水的程度，并减少了溢出损耗。

可从出口18取水以用于普通的存储水用途。例如，水可流入水处理工厂(未示出)，而随后被分配成家庭饮用水。其它应用包括在工业和农业应用(如，灌溉)中使用处理过的或未处理的水。

进口16和出口18通过独立的管道20而与容器连通。独立管道的使用促进了容器12中的水的混合。然而，进口16和出口18可处于共同的管道中。可在岩石中切割出管道20，还可连接起来作为到达容器12的海底管道。

容器12通过互连歧管22而彼此连接，其中歧管22从设置在每个容器12中的吸取歧管24提取水。互连歧管22将水送至管道20和从管道20取回水，并在容器12间分配水。

在图1所示的实施例中，在每个容器12中有两个吸取歧管24。进口歧管28从进口16接收水，而出口歧管30从容器获取水。在本发明的另一个实施例中，单个歧管可作为进口和出口歧管。

在可选实施例中，两个互连歧管设置在容器的相对端。该互连歧管与组合进口/出口歧管的相对端连接。在使用中，来自进口的水通过第一歧管进入容器，而来自容器的水通过另一歧管而到达出口。

现参照图6A至6C，示出了几种结构的容器12。示出了容器12的形状和吸取歧管24的结构的不同配置。

图6A(i)和6A(ii)分别示出了空的状态和满的状态下的系统的实施例，其中吸取歧管24设置在容器12内部。垂直支架34从容器12的刚性底部36伸出，且在使用中，当容器12处于空的状态时支撑容器12的柔性薄膜38。

将每个歧管24与连接机构32连接，其中连接机构32结合在支架34中。歧管24通过连接机构32而设置在支架34上，这通过防止柔性薄膜38遮蔽吸取歧管24的水口而帮助保持水流。容器12还设置有减压阀44。在容器12中形成过大的水压时，减压阀44防止对容器12的损坏。

在图6B(i)和图6B(ii)中示出了在空的和满的状态下的该系统的另一实施例。在该实施例中，四个吸取歧管24(两个进口和出口歧管)浮动在从容器12的刚性底部36伸出的垂直支架部件34的末端。在该实施例中，随着容器12趋向排空的状态，在垂直支架部件34的末端40下方的区域中保持空间，柔性薄膜38从支架和吸取歧管24悬垂。在该实施例中，四个吸取歧管24漂浮并沿着支架34滑动。

图6C(i)和6C(ii)示出了本系统的另一个实施例的空的和满的状态。在该实施例中，六边形的容器12互相连接为叠放的蜂窝结构。该蜂窝结构的优点在于随着容器12接近空的状态，自垂直排列的容器12的吸取歧管24彼此叠放以帮助防止柔性薄膜38遮蔽吸取歧管24上的水口。

为了便于将容器12锁定成指定的结构，在容器12的边缘设置了图6C(iii)所示的锁定元件42。在容器12的相对侧设置互生的凸形或凹形锁定元件，以使得一组类似的容器锁定为指定的结构。

在可选实施例中，椭圆形或矩形容器可叠放为接近密集堆积的结构。通过将容器设置为叠放的结构，使容器之间允许海洋生物生存的空间最小化。叠放结构还提供的优点在于最外面的容器保护内部容器不受到损坏。所以，即使有动物攻击该系统，或者其它诸如暴雨的损害，最外层的容器提供了对内部容器的牺牲性的屏障。

为了防止由于损坏容器内的破裂而对未损坏容器存储的水的污染，系统还设置有盐度监测器46。当检测到容器12的盐的含量增加时，阀门工作以将污染的容器12的吸取歧管24与互连歧管22隔离。

有几种不同的方式，可将容器12固定于盐水体的海底。在一个实施例中，将尼龙锚钻孔固定在海底中，且将容器12束缚于锚上。在可选实施例中，容器12可在每个容器12中使用袋状混凝土重物作为镇重物。将容器12固定于海水体的海底的方法也可以是位置的函数。例如，如果要将容器设置在湖的底部，使用混凝土重物足以固定容器12。然而，如果将袋子设置在海中，那么可使用诸如尼龙锚的更牢固的固定装置。

图2至4示出了水下储水容器的另一个实施例。

在图2中，在沿海地形中建立系统，其中将缓冲水容器26设置在与河流48相邻处。供给管道50将水从河流48转移至缓冲容器26。通过管道20将缓冲容器26和陆地出口18与容器12连接。将管道设置在河床上。出口18与水处理工厂(未示出)连接。在使用中，可将来自河流的浪涌的水流聚集在容器26中，直到水有足够的时间以流经管道20到达存储容器12。

在图3中，示出了内陆结构的系统。在该实施例中，一旦管道20装满水，那么通过密度高的海水使容器12中的水置换管道中水的体积，从而管道保持在装满的状态，且从容器12提取回水要求的抽吸的费用减少。在这样的系统中，可将单个管道用于水从容器12的进和出。

在图4中，示出了主进口16与容器12距离几百公里的系统。将缓冲容器26设置为与远地河流相邻，其中供给管道50将水转移至缓冲容器26。在本实施例中还设置有辅进口16’。主进口16和辅进口16’都与共同的互连歧管22连接，从而将容器12与进口连接。

当需要将水运输较远距离时，可使用泵以增大将水输送至容器12的导管20中的水头压力。

图5示出了示例的容器存储计算。一旦确定了某一位置的存储要求，可选择系统组件以实现指定的存储要求。在图5A中，示出了10,000,000L系统的设计要求。

在图5B中，计算了集水面积和集水面积的集水容量。在该实例中，计算了场地的顶部面积，以生成10,000,000L/年的存储水。

在这些系统的使用许可中，可使用多个参数来确定许可的费用。例如，许可费用可基于集水尺寸或者存储尺寸。费用可基于在一定时间段中或在集水区域中的年平均集水容量。可选地，许可的费用可基于存储水的最大存储容量或者该容量的使用。可通过确定集水容量，接着将该值乘以单位费用而计算费用。可由被许可方按年地支付该费用。

尽管已参考特定的实施例对方法、容器和系统进行了说明，然而本领域的技术人员可明白它们可具体化为许多其它形式。例如，柔性存储容器可由柱塔而限制。此外，其它常规水处理步骤可与该系统结合使用。例如，在水进入存储容器之前可对水进行预处理。

Claims

1.一种存储水的方法，包括：

将至少一个柔性存储容器保持在盐水体中的淹没位置，所述至少一个柔性存储容器具有设置在其中的至少一个歧管，所述至少一个歧管被加长，且进入水流和排出水流从所述至少一个歧管的相对两端进入和排出；

建立与所述柔性存储容器流体连通的陆地进口；

建立与所述陆地进口流体连通的缓冲容器；并且

建立与所述柔性存储容器流体连通的陆地出口，以释放所存储的水，所述出口与所述进口不同，

其中存在至少两个柔性存储容器，所述至少两个柔性存储容器通过互连歧管而彼此流体连通地互连。

2.如权利要求1所述的存储水的方法，其中所述进口和出口被设置成不同的管路，彼此分隔开或者在共同管道中，以使得分别与所述容器流体连通。

3.如权利要求1所述的存储水的方法，其中所述缓冲容器由陆地挖掘而形成。

4.如权利要求1所述的存储水的方法，其中将所述缓冲容器设置在河流、暴雨水或雨水系统中以提高获取水的程度。

5.一种用于淹没的水存储系统的柔性水存储容器，包括柔性流体不可渗透容器、至少一个歧管连接装置、设置在所述容器中的至少一个歧管，所述至少一个歧管连接装置被设置成将所述至少一个歧管保持在一个位置，从而可在所述存储容器排空时保持水流。

6.如权利要求5所述的柔性水存储容器，其中所述至少一个歧管被加长，而进入水流和排出水流从所述至少一个歧管的相对两端进入和排出。

7.如权利要求5所述的柔性水存储容器，其中进入水流和排出水流通过不同的歧管进入和排出。

8.如权利要求5至7中任一权利要求所述的柔性水存储容器，其中所述容器还包括在所述存储容器排空时防止所述存储容器的壁阻碍所述水流的支架。

9.如权利要求5所述的柔性水存储容器，其中所述容器还包括用于将所述柔性水存储容器与一个或多于一个其它柔性水存储容器连接的连接机构。

10.如权利要求9所述的柔性水存储容器，其中所述连接机构允许所述柔性水存储容器与一个或多于一个其它柔性水存储容器被设置并锁定为蜂窝结构。

11.一种包括多个如权利要求9所述的柔性水存储容器的水存储系统，其中每个所述容器的所述歧管通过互连歧管而互连。

12.如权利要求11所述的柔性水存储系统，其中将所述柔性水存储容器被设置成蜂窝结构。

13.如权利要求11所述的水存储系统，其中所述互连歧管与陆地进口和陆地出口中的任一个或两者流体连通。

14.如权利要求13所述的水存储系统，其中缓冲容器与所述陆地进口流体连通。

15.如权利要求14所述的水存储系统，其中所述缓冲容器通过陆地挖掘而形成。

16.如权利要求13所述的水存储系统，其中通过水处理工厂对来自所述陆地出口的水进行处理。

17.如权利要求11所述的水存储系统，其中在使用中所述柔性水存储系统被锚定在盐水体的底部上的位置。

18.如权利要求11所述的水存储系统，其中所述柔性水存储容器结合有盐度监测器，其在存储容器破裂时防止对未损坏存储容器中存储的水的污染。