CN105951661B - 平原河流水质提升系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平原河流水质提升系统及方法。进水河段中的水体在动力泵所提供的动力作用下，经过进水管和出水管提输到调节水池中，当调节水池的水位超出溢流墙的顶高程后，形成堰流，泄进出水河段中，使得河流的流动性得到增强，河流的溶解氧量和水环境容量得到提高，河流的流速由流量控制阀控制，动力泵的电力由太阳能电池板、风力发电机和自备电源在配电单元的控制下互补提供，河流中的部分污染物质可以在调节水池中沉淀下来，通过定期清淤达到去除污染物质的目的，从而提升河流的水质。本发明具有运行费用低、结构简单、投资节省、操作方便、经济和社会效益显著等优点，在城市化快速发展和能源、水环境危机的背景下极具研究推广价值。
Description
技术领域
本发明属于水环境治理领域，特别涉及一种平原河流水质提升系统及方法。
背景技术
水环境是自然生态环境的重要组成部分，但伴随着工农业发展与城市化进程的加快，水环境恶化已成为不争的事实。各级政府及其相关职能部门也已经把水环境改善与修复列入了议事日程，并在实践中不断探索改善水环境尤其是修复城市河流水环境的良方。平原地区地势低平，河道水体流动性差，自净能力弱，容易形成死水，长期以往，会对当地的水生态环境、居民宜居适应性、工农业发展等造成非常严重的负面影响。如何改善平原地区河湖水质的状况，目前采用得较多的是引清调水方法，它是水体修复的一种物理方法，是在有条件的地方通过引入相对清洁的水体，达到改善水环境的目的。目前这种方法在国内外有较多成功的实例，如荷兰Veluwemeetr湖的引换水工程，国内的引江济太工程、玄武湖引水工程、西湖引水工程等都取得了一定的成效。但如果调水措施不合理，引清调水很可能会产生一定的负面影响，并且建设和运行成本高。因此，迫切需要寻找更多的、经济实用的平原河流水环境治理技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种平原河流水质提升系统及方法。
平原河流水质提升系统，包括挡水墙、溢流墙、动力泵、进水管、流量控制阀和出水管；在进水河段和出水河段之间分别设置挡水墙和溢流墙，两者之间形成调节水池；在进水河段上设有进水管，进水管连接动力泵，并经过流量控制阀与出水管相连，出水管跨过挡水墙进入调节水池；调节水池的溢水进入出水河段。
作为优选，还包括太阳能电池板、风力发电机、输电线、配电单元和自备电源，太阳能电池板和风力发电机布置在泵站房屋面上，太阳能电池板、风力发电机和自备电源通过输电线经过配电单元与动力泵相连。
作为优选，部分所述的进水管、部分所述的出水管、流量控制阀、动力泵和配电单元布置在泵站房内。
作为优选，所述的挡水墙和溢流墙由橡胶坝或卧倒门构成，完全支起的挡水墙略高于完全支起的溢流墙；所述的调节水池随着挡水墙和溢流墙的完全支起而形成，随着挡水墙和溢流墙的完全放下而消失。
一种利用所述系统的平原河流水质提升方法，当需要进行平原河流水质提升时，挡水墙和溢流墙完全支起，形成调节水池，进水河段中的水在动力泵所提供的动力作用下，经过进水管和出水管提输到调节水池中，当调节水池的水位超出溢流墙的顶高程后，形成堰流并溢入出水河段中，使得河流的流动性得到增强，河流的溶解氧量和水环境容量得到提高；同时，在调节水池中沉淀河流中的部分污染物质，通过定期清淤达到去除污染物质的目的，从而提升河流的水质；当河流水质改善到一定程度后，完全放下挡水墙和溢流墙，恢复原河流，避免对河流生态系统和航运造成大的影响。
作为优选，堰流的流量由流量控制阀控制，动力泵的电力由太阳能电池板、风力发电机和自备电源在配电单元的控制下互补提供。
本发明具有运行费用低、结构简单、投资节省、操作方便、经济和社会效益显著等优点，在城市化快速发展和能源、水环境危机的背景下极具研究推广价值，它能有效地改善平原地区的河流水质，提高水体流速，增加平原河流水环境容量，并且对河流生态和航运影响小。
附图说明
图1是平原河流水质提升系统正视示意图；
图2是平原河流水质提升系统俯视示意图。
图中附图标记分别为：进水河段1、出水河段2、挡水墙3、溢流墙4、调节水池5、泵站房6、动力泵7、进水管8、流量控制阀9、出水管10、泵站房屋面11、太阳能电池板12、风力发电机13、输电线14、配电单元15和自备电源16。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1、2所示，平原河流水质提升系统包括进水河段1、出水河段2、挡水墙3、溢流墙4、调节水池5、泵站房6、动力泵7、进水管8、流量控制阀9、出水管10、泵站房屋面11、太阳能电池板12、风力发电机13、输电线14、配电单元15、自备电源16，在进水河段1和出水河段2之间分别设置挡水墙3和溢流墙4，两者之间形成调节水池5，在进水河段1上设有进水管8，进水管8连接动力泵7，并经过流量控制阀9与出水管10相连，出水管10跨过挡水墙3进入调节水池5，调节水池5的溢水进入出水河段2，部分进水管8、部分出水管10、流量控制阀9、动力泵7和配电单元15布置在泵站房6内，太阳能电池板12和风力发电机13布置在泵站房屋面11上，太阳能电池板12、风力发电机13和自备电源16通过输电线14经过配电单元15与动力泵7相连。
平原河流水质提升系统的挡水墙3和溢流墙4由橡胶坝或卧倒门构成，完全支起的挡水墙3比完全支起的溢流墙4略高些；所述的调节水池5随着挡水墙3和溢流墙4的完全支起而形成，随着挡水墙3和溢流墙4的完全放下而消失。
平原河流水质提升方法是：当需要进行平原河流水质提升时，挡水墙3和溢流墙4完全支起，形成调节水池5，进水河段1中的水在动力泵7所提供的动力作用下，经过进水管8和出水管10提输到调节水池5中，当调节水池5的水位超出溢流墙4的顶高程后，形成堰流并溢入出水河段2中，使得河流的流动性得到增强，河流的溶解氧量和水环境容量得到提高，堰流的流量由流量控制阀9控制，动力泵7的电力由太阳能电池板12、风力发电机13和自备电源16在配电单元15的控制下互补提供，河流中的部分污染物质可以在调节水池5中沉淀下来，通过定期清淤达到去除污染物质的目的，从而提升河流的水质，当河流水质改善到一定程度后，可以完全放下挡水墙3和溢流墙4，恢复原河流，避免对河流生态系统和航运造成大的影响。
本发明针对需要提升水质的平原河流，选择一段河道，根据水流走向在上游建设构成挡水墙的橡胶坝或卧倒门，在下游建设构成溢流墙的橡胶坝或卧倒门，在河流侧岸上或跨河流建设泵站，安装进水管、流量控制阀、出水管等，在泵站房的屋面上铺设太阳能电池板和安装风力发电机，在泵站房内安装配电单元，连接输电线，形成平原河流水质提升系统。当需要进行平原河流水质提升时，挡水墙和溢流墙完全支起，形成调节水池，开启动力泵和流量控制阀，当调节水池的水位超出溢流墙的顶高程后，形成堰流，调节流量控制阀使得堰流流量大小合适，从而使得治理河流获得相对稳定的水动力环境，根据河流水环境治理目标设定平原河流水质提升系统的运行参数，并对调节水池进行定期清淤，当河流水质改善到一定程度后，可以根据需要关闭平原河流水质提升系统，完全放下挡水墙和溢流墙，恢复原河流，避免对河流生态系统和航运造成大的影响。
本发明既适用于平原地区农村河流，也适用于平原地区城市河流；既适用于单一平原河流，也适用于平原河网。本发明可以在低成本的前提下显著提升平原河流水质，增加当地的水资源承载能力，产生巨大的经济社会效益。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，如挡水墙和溢流墙除了可以由橡胶坝或卧倒门构成，也可以由叠梁门或其他可动闸门构成。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种平原河流水质提升系统，其特征在于包括：挡水墙（3）、溢流墙（4）、动力泵（7）、进水管（8）、流量控制阀（9）和出水管（10）；在进水河段（1）和出水河段（2）之间分别设置挡水墙（3）和溢流墙（4），两者之间形成调节水池（5）；在进水河段（1）上设有进水管（8），进水管（8）连接动力泵（7），并经过流量控制阀（9）与出水管（10）相连，出水管（10）跨过挡水墙（3）进入调节水池（5）；调节水池（5）的溢水进入出水河段（2）；所述的挡水墙（3）和溢流墙（4）由橡胶坝或卧倒门构成，完全支起的挡水墙（3）略高于完全支起的溢流墙（4）；所述的调节水池（5）随着挡水墙（3）和溢流墙（4）的完全支起而形成，随着挡水墙（3）和溢流墙（4）的完全放下而消失。
2.如权利要求1所述的平原河流水质提升系统，其特征在于还包括太阳能电池板（12）、风力发电机（13）、输电线（14）、配电单元（15）和自备电源（16），太阳能电池板（12）和风力发电机（13）布置在泵站房屋面（11）上，太阳能电池板（12）、风力发电机（13）和自备电源（16）通过输电线（14）经过配电单元（15）与动力泵（7）相连。
3.如权利要求1所述的平原河流水质提升系统，其特征在于部分所述的进水管（8）、部分所述的出水管（10）、流量控制阀（9）、动力泵（7）和配电单元（15）布置在泵站房（6）内。
4.一种利用权利要求1所述系统的平原河流水质提升方法，其特征在于：当需要进行平原河流水质提升时，挡水墙（3）和溢流墙（4）完全支起，形成调节水池（5），进水河段（1）中的水在动力泵（7）所提供的动力作用下，经过进水管（8）和出水管（10）提输到调节水池（5）中，当调节水池（5）的水位超出溢流墙（4）的顶高程后，形成堰流并溢入出水河段（2）中，使得河流的流动性得到增强，河流的溶解氧量和水环境容量得到提高；同时，在调节水池（5）中沉淀河流中的部分污染物质，通过定期清淤达到去除污染物质的目的，从而提升河流的水质；当河流水质改善到一定程度后，完全放下挡水墙（3）和溢流墙（4），恢复原河流，避免对河流生态系统和航运造成大的影响。
5.如权利要求4所述的平原河流水质提升方法，其特征在于所述的堰流的流量由流量控制阀（9）控制，动力泵（7）的电力由太阳能电池板（12）、风力发电机（13）和自备电源（16）在配电单元（15）的控制下互补提供。
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