CN108203971B - 一种智能围隔挡藻系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能围隔挡藻系统，包括水库大坝，所述水库大坝用于拦截水库以及供水；智能拦挡单元，设置于所述水库大坝前咽喉部位且将水库分隔为汇集带和拦挡带；以及核心水源保护单元，设置于所述水库大坝与所述第一柔性智能围隔之间。本发明的有益效果：一是通过利用蓝藻漂移集聚的自然特性，借助于桥水库的地形、风力和水流，在其漂移集聚的路径上设置拦挡‑导流‑除藻设施，有效富集清除蓝藻，不仅可以防止坝前水域蓝藻灾害的发生，还能够通过大量清除蓝藻降低全库区蓝藻群体基数并带走所含营养物质，有效遏制水体中营养盐的积累和蓝藻水华的发展。

Description

一种智能围隔挡藻系统

技术领域

本发明涉及水体富营养化治理的技术领域，尤其涉及一种智能围隔挡藻系统。

背景技术

近年来，很多水体出现富营养化的现象，它是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象，其中浮游藻类大量繁殖，形成水华（淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象），富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。在形成“绿色浮渣”后，水下的藻类会因得不到阳光照射而呼吸水内氧气，不能进行光合作用。水内氧气会逐渐减少，水内生物也会因氧气不足而死亡。死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用，这时水体也会变得很臭，水资源也会被污染的不可再用。

位于天津市蓟县城东的于桥水库，水库坝址建于蓟运河左支流州河出口处，是治理蓟运河的主要工程之一。控制流域面积2060km2，总库容15.59亿m3。上游主要入库河流为淋河、沙河和黎河，多年平均径流量为5.06亿m3。1983年引滦入津工程建成后，于桥水库正式纳入引滦入津工程管理，成为天津唯一的水源地，其主要功能以防洪、城市供水为主，兼顾灌溉、发电等。于桥水库水质受上游来水及水库周边环境影响，近几年来，总氮年均值一直高于1.15mg/L，总磷高于0.025mg/L。汛期6-9月，大量的氮、磷负荷随径流输入到水库内，为蓝藻的生长提供了营养基础，为蓝藻水华创造了初步的条件。丰富的营养物质同时也使水库部分优势种群的水草如菹草的生长量极大，每年从库区水面打捞出菹草近9.5万m3。菹草生长面积除州河主河道外，基本已经覆盖了整个库区。

自2013年以来，在于桥水库出水口前采取了一系列除藻控藻管理措施，购置了4台500型仿生过滤除藻设备和2条吸取型蓝藻打捞船，构筑了总长度1000米的双层气幕防护带，并设置了15套曝气设备，对进入出水口水域的蓝藻进行拦截、富集和打捞清除，并通过曝气增氧改善水质，起到了较好的防护效果。2015年坝前水源区2次暴发较为严重的蓝藻水华，蓝藻大量聚集，原有的除藻设施无力应对，随即采取了应急措施，包括15套吸藻泵、2000多米拉藻网、20多艘渔船，对聚积在坝前的蓝藻进行突击清除，并在坝前修建临时储藻池进行藻浆处理。虽然在坝前采取了应急措施来清除聚积的蓝藻，但水质污染已经形成，供水中蓝藻含量过高，蓝藻腐烂分解释放的污染物质严重影响了供水水质。

于桥水库发生蓝藻水华并不可怕，因为自然生长的活体蓝藻并不会污染水质；但若处置不力，就会在坝前水域（下风向）高度聚积，进而死亡腐烂污染水质。因此，现有的出水口蓝藻防护措施及临时性应急除藻措施无法满足预防控制蓝藻灾害的需要，必须构筑更加强大的防御阵线。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有智能围隔挡藻系统存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种智能围隔挡藻系统，能够将库区大水面产生的蓝藻拦挡在远离出水口的水域并及时予以打捞清除，防患于未然；消除蓝藻灾害隐患，确保供水安全。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能围隔挡藻系统，包括智能拦挡单元，设置于水库大坝前咽喉部位且将水库分隔为汇集带和拦挡带，其还包括第一柔性智能围隔、第二柔性智能围隔以及导流围隔，所述第一柔性智能围隔与所述第二柔性智能围隔之间形成所述拦挡带，且所述导流围隔设置于所述拦挡带内；以及核心水源保护单元，设置于所述水库大坝与所述第一柔性智能围隔之间，通过滞留期完成对藻类代谢产物的自然降解，将水华藻类含量控制在安全范围。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述第一柔性智能围隔包括浮力组件、拦挡组件以及锚定组件，所述浮力组件设置于水面上具有一定的浮力；所述拦挡组件包括围隔裙布以及过水窗，所述围隔裙布设置于所述浮力组件的下方且被其拖浮，所述过水窗设置于所述围隔裙布的下方；所述锚定组件设置于水底的开槽中，且与所述过水窗的底部连接，通过所述浮力组件与所述锚定组件作用于所述拦挡组件的上下端，使其在水底能够展开。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述拦挡组件还包括悬垂组件，所述悬垂组件设置于所述围隔裙布的下方，且悬垂于所述过水窗的侧面。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述智能拦挡单元还包括悬浮式消浪系统，其包括单个的悬浮式消浪单元，所述悬浮式消浪单元还包括网状悬浮模块和浮体模块，所述网状悬浮填料悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带；所述浮体模块与所述网状悬浮模块连接，其包括第一浮体和第二浮体，所述第一浮体与所述连接带连接，所述第二浮体设置于所述连接带的两端。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述第一柔性智能围隔与所述第二柔性智能围隔为相同结构且二者间隔一定距离对称设置于水库的不同位置，且所述第一柔性智能围隔与所述水库大坝相邻。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述第一柔性智能围隔与所述第二柔性智能围隔均采用工业滤布为主体材料制成，且二者均为顶部浮出水面、底部固定于水库底面的结构，两端横跨水库的两岸，拦截随表面水流迁移的水华藻类。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述导流围隔为导流翼膜且靠近所述第二柔性智能围隔设置，还包括第三浮体和第二固定组件，所述导流围隔通过所述第二固定组件与水库底面相连接，且所述第二固定组件还包括锚链、石龙以及底桩；所述第三浮体设置于所述导流围隔的顶端且位于水面以下，所述第三浮体的浮力将所述导流围隔拉直。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述汇集带区域内还设置除藻设备和藻浆运输船，所述除藻设备对由所述智能拦挡单元拦挡后富集的藻类进行清除，所述藻浆运输船接纳和运输除藻设备产生的藻浆。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：还包括藻浆缓存池，所述藻浆缓存池设置于所述水库一岸，能够蓄纳和自然蒸发浓缩收集的藻浆。

作为本发明所述的智能围隔挡藻系统的一种优选方案，其中：所述浮力组件为充气式浮体，所述充气式浮体放气后能够自然沉匿于水底，避免水面结冰造成损坏。

本发明的有益效果：本发明提供的一种智能围隔挡藻系统，一是通过利用蓝藻漂移集聚的自然特性，借助于桥水库的地形、风力和水流，在其漂移集聚的路径上设置拦挡-导流-除藻设施，有效富集清除蓝藻，不仅可以防止坝前水域蓝藻灾害的发生，还能够通过大量清除蓝藻降低全库区蓝藻群体基数并带走所含营养物质，有效遏制水体中营养盐的积累和蓝藻水华的发展；二是通过在大坝与智能拦挡单元之间建设核心水源保护单元，利用现有的除藻设施和应急排藻设施进行高标准控藻，对上浮并自然聚集在坝前的蓝藻及时进行清除，确保供水安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一种实施例中所述智能围隔挡藻系统的整体结构示意图。

图2为本发明第一种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的侧面整体结构示意图；

图3为本发明第一种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的正面整体结构示意图；

图4本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中浮力组件的整体结构示意图；

图5本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中阻尼转轴的整体结构示意图；

图6本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中阻尼模块的整体结构示意图；

图7本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中阻尼转动套的整体结构示意图；

图8本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中阻尼块的整体结构示意图；

图9本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中通透槽口的整体结构示意图；

图10本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中升降模块的整体结构示意图；

图11本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中风力锁定模块的整体结构示意图；

图12本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中风力偏移板的整体结构示意图；

图13本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中锁定触发块的整体结构示意图；

图14本发明第三种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的浮力组件的侧面整体结构示意图；

图15为本发明第三种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的过水窗的侧面整体结构示意图；

图16本发明第三种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的中纲件的正面整体结构示意图；

图17本发明第三种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的下岗件的正面整体结构示意图；

图18为本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的纵剖断面整体结构示意图；

图19为图18中a处的放大结构示意图；

图20为图18中b处的放大结构示意图；

图21为本发明第五种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的俯视视角整体结构示意图；

图22为本发明第五种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的纵剖断面整体结构示意图；

图23为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的第二浮体的整体结构示意图；

图24为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的连接板的整体结构示意图；

图25为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的上纲连接板的整体结构示意图；

图26为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的接孔的整体结构示意图；

图27为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的上纲连接孔的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

如图1所示为本发明第一种实施例中所述智能围隔挡藻系统的整体结构示意图，为了利用蓝藻漂移集聚的自然特性，借助于桥水库的地形、风力和水流，防止坝前水域蓝藻灾害的发生，遏制水体中营养盐的积累和蓝藻水华的发展，在本实施例中，该智能围隔挡藻系统包括水库大坝100、智能拦挡单元200以及核心水源保护单元300，具体的，在本实施例中智能围隔挡藻系统应用于于桥水库中，该水库枢纽工程有拦河坝、放水洞、溢洪道、水电站。拦河坝为均质土坝，即本实施例中水库大坝100，其全长2222m，最大坝高24m，坝顶高程28.72m，放水洞（兼发电洞）洞径5m，此处放水洞为本实施例中放水涵洞C，于桥水库中的流水通过该放水涵洞C实现水库集水以及放水等操作，而坝后电站设贯流式机组四台，总装机5000千瓦。溢洪道为开敞式堰闸，八孔闸门，净宽80m，最大泄洪能力4138m3/s，水库下游直接影响范围有蓟县、宝坻、宁河、玉田、汉沽等各县（区）的低洼地区近百万人口，300余万亩耕地，1983年引滦入津工程建成后，于桥水库正式纳入引滦入津工程管理，成为天津唯一的水源地，其主要功能以防洪、城市供水为主，兼顾灌溉、发电等，因此于桥水库的水质好坏直接影响其下游城市的供水安全。

氮、磷的输入导致于桥水库水体呈富营养化趋势。一般认为水体中N、P 浓度分别达到0.2mg/L和0.02mg/L时，藻类就会大量滋生。于桥水库水质受上游来水及水库周边环境影响，近几年来，总氮年均值一直高于1.15mg/L，总磷高于0.025mg/L。汛期6-9月，大量的氮、磷负荷随径流输入到水库内，为蓝藻的生长提供了营养基础，为蓝藻水华创造了初步的条件。丰富的营养物质同时也使水库部分优势种群的水草如菹草的生长量极大，每年从库区水面打捞出菹草近9.5万m3。菹草生长面积除州河主河道外，基本已经覆盖了整个库区。此外于桥水库自身形态特征也为水体富营养化和蓝藻水华爆发提供了有利条件。北部因水深小，光辐射相对可达到水下较深处而使水温较高，且水流速慢，无论有风无风对改善其流态作用不大，故更宜于藻类的繁殖和聚集利于藻类繁殖，使得该区域成为水库浮游植物的高值区。受多重条件影响，于桥水库夏季极易形成蓝藻水华，为城市供水安全造成威胁。但其实于桥水库发生蓝藻水华并不可怕，因为自然生长的活体蓝藻并不会污染水质；但若处置不力，就会在坝前水域（下风向）高度聚积，进而死亡腐烂污染水质。因此，必须利用蓝藻漂移集聚的自然特性，借助于桥水库的地形、风力和水流，在其漂移集聚的路径上设置拦挡-导流-除藻设施，有效富集清除蓝藻，这不仅可以防止坝前水域蓝藻灾害的发生，还可以通过大量清除蓝藻降低全库区蓝藻群体基数并带走所含营养物质，有效遏制水体中营养盐的积累和蓝藻水华的发展。目前虽然在坝前采取了应急措施来清除聚积的蓝藻，但水质污染已经形成，供水中蓝藻含量过高，蓝藻腐烂分解释放的污染物质严重影响了供水水质。

进一步，在本实施例中在水库大坝100前咽喉部位设置智能拦挡单元200，能够控制98%的库区水面，拦截清除80%以上的迁移性水华藻类，防止蓝藻大规模迁移对坝前核心水源保护区的冲击性污染，采用源头拦截除藻为主体的方式，将藻类水华拦截于智能拦挡单元200之前。藻类水华在于桥水库大水面上滋生，气候条件适宜时集中分布在表面温暖水层，在东南季风的作用下随着风生表面流向坝前水域迁移集聚，造成冲击性污染（藻类水华暴发），并随水流进入供水渠道系统。因此，于桥水库大水面是藻类水华滋生的源头，随风迁移集聚是影响供水的重要机制。在库区坝前咽喉部位（北岸大坝至南岸堆草场）建设藻类水华拦挡防线，能够切断水华藻类向坝前迁移集聚的路径，对其上游98%的库区大水面进行拦截控制，并对拦截的藻类及时打捞清除，以防止其死亡腐烂污染水质。进一步的，智能拦挡单元200将水库分隔为汇集带和拦挡带，且还包括第一柔性智能围隔201、第二柔性智能围隔202以及导流围隔203，其中第一柔性智能围隔201与第二柔性智能围隔202之间形成拦挡带，且导流围隔203设置于拦挡带内，对由第二柔性智能围隔202底部进入的流体进行导向，经过导向后的流体由下向上进入网状填料中后再被第一柔性智能围隔201的拦挡；源头处被拦截的藻类水华汇集于汇集带，通过对汇集带区域内设置除藻设备和藻浆运输船；本实施例中在该汇集带内布置500型仿生除藻设备两台，对拦挡富集的藻类及时进行清除，防止其死亡腐烂污染水质或者聚积过多逸出防线，但当藻类聚集量较大时，需要调用其它三台除藻设备支援。还设置有两条50吨级的藻浆运输船，用以接纳和运输除藻设备产生的藻浆，保证除藻设备连续作业，且还包括藻浆缓存池，该藻浆缓存池设置于水库一岸，能够蓄纳和自然蒸发浓缩收集的藻浆，本实施例中，为在于桥水库南岸建设两座2000立方米的藻浆缓存池，用以蓄纳和自然蒸发浓缩收集的藻浆。网状填料悬浮设置于拦挡带区域的水面以下，能够保持水面的开敞，网状填料布设在水面以下以保持水面开敞，便于表面富藻水层的形成，并通过风生表面流驱赶富集这些上浮的藻类，有利于清除。

参照图1中本实施例还包括核心水源保护单元300，在水库大坝100与第一柔性智能围隔201之间建设核心水源保护单元300，利用现有的除藻设施和应急排藻设施进行高标准控藻，对上浮并自然聚集在坝前的蓝藻及时进行清除，确保供水安全。

进一步，本实施例中的第一柔性智能围隔201和第二柔性智能围隔202均由工业滤布为主体材料制成的相同结构且二者间隔一定距离对称设置于水库的不同位置，且第一柔性智能围隔201与水库大坝100相邻，且二者均为顶部浮出水面、底部固定于水库底面的结构，两端横跨水库的两岸，拦截随表面水流迁移的水华藻类，本实施例中以第一柔性智能围隔201为例说明，该第一柔性智能围隔201还包括浮力组件1000、拦挡组件2000以及锚定组件3000；其中浮力组件1000作为本实施例中的一种优选，其为一充气浮体设置于第一柔性智能围隔201的顶端且浮出水面，且浮力组件1000的浮力将第一柔性智能围隔201拉直，形成对水库的一道拦挡防线，且第二柔性智能围隔202与第一柔性智能围隔201具有相同的结构，底部以锚链、石龙和底桩固着于水底，顶部以充气浮体自由飘浮于水面，其柔性结构能够适应风浪，遇到较大水流冲击时可以隐伏避让（大风环流、风涌水、暴雨泄洪等）。在冬季来临前将充气浮体放气后可自然沉匿于水底，以避免水面结冰造成损坏，能够延伸其使用寿命。为了保障水上交通，还需要在2道围隔上设置船行通道，在靠近岸边处建8m宽通道过大型船只。

本实施例中通过设置智能拦挡单元200对水库藻类进行拦挡清除，其过程再次参照图1中，源头根据水库富营养化产生的藻类水华聚集在汇集带，由于源头的藻类水华规模较大，首先通过对汇集带设置除藻设备和藻浆运输船进行藻类水华的清除，减小藻类水华的规模，但是该区域内的水质污染已经形成，供水中藻类含量过高，藻类腐烂分解释放的污染物质严重影响了供水水质，因此处理后汇集带流水底部藻类含量会相对较低，经过第二柔性智能围隔202底部的过水网窗，进一步降低藻类含量，而后被导流围隔203将底部的流水导向由下向上流致网状填料，流体经过悬浮于水面下的网状填料后藻类含量再一次的降低，再经第一柔性智能围隔201底部的过水网窗进入核心水源保护单元300，利用现有的除藻设施和应急排藻设施进行高标准控藻，对上浮并自然聚集在坝前的蓝藻及时进行清除，确保供水安全，通过该智能拦挡单元200的重重拦挡防线以及清除降解，有效遏制水体中营养盐的积累和蓝藻水华的发展。

再进一步的，如图2~3所示为本发明第一种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的整体结构示意图，为了将库区大水面产生的蓝藻拦挡在远离出水口的水域并及时予以打捞清除，防患于未然；建立坝前核心水源保护区，消除蓝藻灾害隐患，确保供水安全，因此搭建本实施例中的第一柔性智能围隔201，用于对库区的蓝藻拦挡，参照图1中，该第一柔性智能围隔201包括浮力组件1000、拦挡组件2000以及锚定组件3000，拦挡组件2000的山下端分别与浮力组件1000和锚定组件3000连接，图中示出的为其侧面视角，参照图3其为呈现方形的拦挡带，且悬浮于水面下，水面之上通过浮力组件1000进行拦挡，水面之下通过拦挡组件2000进行拦挡。进一步具体的，浮力组件1000其设置于水面上具有一定的浮力；而拦挡组件2000包括围隔裙布2001以及过水窗2002，围隔裙布2001设置于浮力组件1000的下方且被其拖浮，过水窗2002设置于围隔裙布2001的下方，此处围隔裙布2001采用工业滤布缝制而成，是由天然纤维和合成纤维织造而成的过滤介质，合成纤维主要有丙纶，涤纶，锦纶，维纶等，其中以涤纶和丙纶最为常用，用以水下部分拦挡；过水窗2002与围隔裙布2001的下端连接，过水窗2002由若干尼龙带间距排列组成，其镂空处供水底流体流过。以及锚定组件3000，设置于水底下泥层M的开槽中，泥层M，且与过水窗2002的底部连接，通过浮力组件1000与锚定组件3000作用于拦挡组件2000的上下端，使其在水底能够展开，其中锚定组件3000为通过缝制而成的石笼袋，放置于水底对应已开好的开槽中，而下纲件2002c的两侧还设置有桩定组件4000，其还包括固定桩4001和连接绳4002，固定桩4001通过连接绳4002与下纲件2002c连接，且固定桩4001固定设置于水底，增强锚定组件3000以及拦挡组件2000在水底受水体冲击时的稳定性，从而提高本实施例中第一柔性智能围隔201的整体运作的稳定性。

如图4~13所示为本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统的整体结构示意图，在上述实施例中浮力组件1000设置于水面上具有一定的浮力，例如可以是充气式的浮体，其在实际操作中还会存在水面水位的变化导致浮力组件1000与围隔之间的拉力变大或者缩小，从而围隔在水中的状态由紧变松导致其对蓝藻拦挡效果会降低，又或者水位上升导致拉力变大，而围隔紧绷状态在水中受水流冲击容易损坏，需要提供一种能够自适应水位变化的浮力组件1000，同时浮力组件1000浮于水面上会受到风力的影响而发生偏移，同样会导致拦挡防线发现变形造成拦挡效果的降低。在本实施例中与上述实施例不同之处在于：浮力组件1000还包括阻尼模块1001、升降模块1002以及风力锁定模块1003，其中阻尼模块1001能够产生一定的阻尼，在水位发生变化时，适应围隔的拉力变化实现浮力组件1000的上升或下降；升降模块1002能够通过控制内部水量的多少调节浮力大小，从而控制浮力组件1000的升降；风力锁定模块1003在遇大风时，对阻尼模块1001进行锁定，避免风力作用导致阻尼模块1001的转动。具体的，阻尼模块1001包括阻尼转轴1001a、阻尼块1001b、阻尼转动套1001c以及限位螺钉1001d，参照图5中，阻尼转轴1001a的两端还设置分隔板1001a-1、螺纹1001a-2以及卡槽1001a-3，分隔板1001a-1将阻尼转轴1001a区分为两部分，位于分隔板1001a-1两端为阻尼配合区，而围隔裙布2001位于分隔板1001a-1之间的且卷在阻尼转轴1001a上，通过旋转实现围隔裙布2001的收缩，此处需要说明的是：该阻尼转轴1001a位于分隔板1001a-1之间的部分能够发生相对与阻尼配合区的转动，即围隔裙布2001根据此种转动卷于阻尼转轴1001a上，且该转动方式内还设置恢复弹簧，使得发生相对转动后具有恢复原始状态的趋势，即回转力。螺纹1001a-2和卡槽1001a-3均设置于分隔板1001a-1外侧的阻尼转轴1001a两端，且螺纹1001a-2呈环形状，由阻尼转轴1001a最外侧边缘向内延伸不与分隔板1001a-1侧面接触，即二者之间留有空白区域，而卡槽1001a-3沿螺纹1001a-2螺旋延伸方向设置并抵触至分隔板1001a-1上。参照图6~7所示，阻尼块1001b套设于阻尼转轴1001a上，外端被限位螺钉1001d限位，限位螺钉1001d能够与螺纹1001a-2相配合改变距离，从而调节阻尼块1001b与分隔板1001a-1间的距离；且阻尼转动套1001c套设于阻尼块1001b二者之间实现阻尼配合。

进一步的，参照图8所示，阻尼块1001b还包括内凸条1001b-1和外凸条1001b-2，本实施例中若干内凸条1001b-1对应设置于卡槽1001a-3内，实现阻尼块1001b只能沿着阻尼转轴1001a延伸的方向进行运动，不能发生在阻尼转轴1001a的相对旋转。阻尼转动套1001c套设于阻尼块1001b上，一端与分隔板1001a-1固定连接，此处可以通过焊接或者一体式结构实现，进一步的，阻尼转动套1001c的内壁上还设置阻尼部1001c-1和通透槽口1001c-2，当阻尼转轴1001a发生转动时，若干外凸条1001b-2和阻尼部1001c-1通过摩擦力的作用实现阻尼配合。且本实施例中通透槽口1001c-2的内两侧壁上对称设置有轴孔1001c-2₁，该轴孔1001c-2₁能够与风力锁定模块1003相作用。

参照图10所示为本发明所述升降模块1002的整体结构示意图，其为浮筒结构。具体的，升降模块1002包括容纳空间1002a、裙布间隙1002b、进气组件1002c、进水组件1002d以及排水组件1002e，围隔裙布2001包裹于阻尼转轴1001a上，二者设置于容纳空间1002a内能够转动，围隔裙布2001通过裙布间隙1002b向下展开，展开的部分位于水中进行防线拦挡，且分隔板1001a-1固定设置于浮筒的两端，简单的说，升降模块1002实际为阻尼模块1001的支撑固定结构。为了实现升降模块1002的升降保护，在本实施例中，浮筒内为中空结构，其内部能够进气和进水，通过中空结构内的水量和气体比例能够设置浮筒在水上的浮力大小，进一步的，进气组件1002c与进水组件1002d设置于升降模块1002的顶端，排水组件1002e设置于升降模块1002的底端，本实施例中进气组件1002c可以为气泵，进水组件1002d与排水组件1002e可以为水泵。

其工作原理为：一方面当遇到水面结冰或者其它恶劣天气时，需要将浮力组件1000放置水面以下，通过进气组件1002c和进水组件1002d控制浮筒中空结构内水量和气体含量的比例，调节浮筒的浮力，使其上升或者下沉。另一方面通过调节阻尼大小（可预先进行设置阻尼大小，通过橡胶材料或者挤压力度来调节摩擦力的大小），使得浮筒浮力与围隔裙布2001之间产生的牵引力与阻尼大小相等，此时浮筒能够正好浮于水面上，当水面的水位由于恶劣天气水位上升，导致浮力产生的牵引力大于阻尼力，此时阻尼转轴1001a发生旋转，而围隔裙布2001内被拉出部分直至牵引力再次与阻尼力大小相等，实现浮力组件1000自适应水位变化的自动调节，能够在寒冷天气下对浮力组件1000进行下沉保护，以及解决水位上升时浮力组件1000、围隔裙布2001所受牵引力的增加，从而存在部件容易拉扯损坏的问题，通过自适应自行保护和延长其使用的寿命。

参照图11~13，进一步的，为了避免水域环境中较大风力作用吹动浮力组件1000导致其在水面形成的拦挡防线变形，从而影响拦挡效果。因此在本实施例中还设置了风力锁定模块1003，在遇较强风力时，对阻尼模块1001进行锁定，且在水位上升时，能够解锁阻尼模块1001，因此该锁定模块1003还包括风力偏移板1003a以及锁定触发块1003b，需要说明的是，其二者均由弹性材料例如橡胶制成，具有一定的弹性。具体的，风力偏移板1003a包括增大与风力接触面积的风板1003a-1和对锁定触发块1003b进行锁定的插销1003a-2，该风板1003a-1竖直设置于阻尼转动套1001c的上端外侧面，且插销1003a-2设置于风板1003a-1的两侧。

而锁定触发块1003b包括浮块1003b-1、弹片1003b-2以及压块1003b-3。具体的，浮块1003b-1具有一定的浮力，浮于水面，设置于压块1003b-3的顶端，该压块1003b-3具有一定的折角，且弹片1003b-2设置于压块1003b-3折角端且其末端抵触至阻尼转动套1001c的外表面，压块1003b-3下端部分设置于通透槽口1001c-2内，上端延伸出的部分与浮块1003b-1连接。进一步的，弹片1003b-2上还设置限位孔1003b-5，插销1003a-2能够插入限位孔1003b-5中完成锁定，且压块1003b-3位于通透槽口1001c-2内的部分内侧面设置有锁定凸起1003b-4，该锁定凸起1003b-4与外凸条1001b-2相抵触作用实现锁定，其中压块1003b-3的折角端还设置轴1003b-31，其两端插入轴孔1001c-2₁内实现压块1003b-3在通透槽口1001c-2内的轴转动。

本实施例中风力锁定模块1003的工作原理如下：当水位处于正常状态下，即浮块1003b-1浮力大小等于其重力，此时正好浮于水面上，压块1003b-3正好位于通透槽口1001c-2内，锁定凸起1003b-4与外凸条1001b-2之间压力满足锁定条件，此时处于锁定状态，围隔裙布2001长度稳定。而当水位上升时，浮块1003b-1受到的浮力将会增加，导致浮块1003b-1上升，此时便带动压块1003b-3发生轴转动，压块1003b-3的折角端下半部分向上翘起，该锁定凸起1003b-4与外凸条1001b-2之间压力减小，此时处于解锁状态，阻尼转动套1001c能够发生转动，围隔裙布2001的长度由卷于阻尼转轴1001a内被拉出变长，实现对水位上升的自适应，在此过程中，如遇较强风力时，吹动风力偏移板1003a，向风力的方向进行偏移，此时插销1003a-2便插入限位孔1003b-5中阻止浮块1003b-1向上运动的趋势，对其进行锁定，阻尼转动套1001c无法发生转动，由此完成在较强风力中对阻尼模块1001的锁定。基于上述不难发现，当水位下降时，只需通过调节升降模块1002，从而控制浮块1003b-1与水面之间的关系，即浮块1003b-1所受浮力的大小，同理可知，便能实现阻尼模块1001的锁定和解锁。此处本发明还提供第二种实施例，其中拦挡组件2000位于水面以下，当仅有过水窗2002时，由于其之间的间隙相对较大，对水下蓝藻拦挡的效果较低，但若不留间隙就会存在当水面流速较大时，对拦挡组件2000冲击会很大，导致拦挡组件2000的损坏，不仅拦挡效果会大打折扣，且降低拦挡组件2000的使用寿命，因此为了能够在不影响水体流动的情况提高对水底污染物拦挡的效果，且对拦挡组件2000进行一定防冲击保护，因此在本实施例中与第一种实施例不同之处在于：拦挡组件2000还包括悬垂组件2003。具体的，再次参照图1中，该第一柔性智能围隔201包括浮力组件1000、拦挡组件2000以及锚定组件3000，拦挡组件2000的上下端分别与浮力组件1000和锚定组件3000连接，图中示出的为其侧面视角，再次参照图2其为呈现方形的拦挡带，且悬浮于水面下，水面之上通过浮力组件1000进行拦挡，水面之下通过拦挡组件2000进行拦挡。进一步具体的，浮力组件1000其设置于水面上具有一定的浮力；而拦挡组件2000包括围隔裙布2001以及过水窗2002，围隔裙布2001设置于浮力组件1000的下方且被其拖浮，过水窗2002设置于围隔裙布2001的下方，此处围隔裙布2001采用工业滤布缝制而成，是由天然纤维和合成纤维织造而成的过滤介质，合成纤维主要有丙纶，涤纶，锦纶，维纶等，其中以涤纶和丙纶最为常用，用以水下部分拦挡；过水窗2002与围隔裙布2001的下端连接，过水窗2002由若干尼龙带间距排列组成，其镂空处供水底流体流过。以及锚定组件3000，设置于水底下泥层M的开槽中，且与过水窗2002的底部连接，通过浮力组件1000与锚定组件3000作用于拦挡组件2000的上下端，使其在水底能够展开，其中锚定组件3000为通过缝制而成的石笼袋，放置于水底对应已开好的开槽中，而下纲件2002c的两侧还设置有桩定组件4000，其还包括固定桩4001和连接绳402，固定桩4001通过连接绳4002与下纲件2002c连接，且固定桩4001固定设置于水底，增强锚定组件3000以及拦挡组件2000在水底受水体冲击时的稳定性，从而提高本实施例中第一柔性智能围隔201的整体运作的稳定性。进一步的，悬垂组件2003设置于围隔裙布2001的下方，且悬垂于过水窗2002的侧面，此处悬垂组件2003为垂帘通过缝合拼接组成，如图中S处，通过T型尼龙安装缝接。基于上述不难发现，悬垂组件2003也可由工业滤布制成，其运行的大致过程为：当水底对悬垂组件2003冲击时，流速的大小导致冲击力的大小从而决定悬垂组件2003与过水窗2002之间开合的大小，实现在不影响水体流动的情况下提高对水底污染物拦挡的效果，且对拦挡组件2000具有一定的防冲击保护。

如图14~17所示为本发明第三种实施例所述智能围隔挡藻系统中第一柔性智能围隔的整体结构示意图，在本实施例中与第二种实施例不同之处在于：围隔裙布2001还包括上纲件2001a以及中纲件2001b。具体的，悬垂组件2003通过中纲件2001b与围隔裙布2001连接，且悬垂组件2003下方还设置有配重件2003a，其能够增加悬垂组件2003下端重力，此处优选不锈钢材质的链条。进一步在本实施例中，过水窗2002由若干扁平带2002a间隔依次排列组成，相邻扁平带2002a之间构成的间隙用于过水，构成窗式结构，通过扁平带2002a的上端穿过中纲件2001b的链环中，且将穿过部分的扁平带2002a回叠后由夹板2002b夹紧固定，相同的，扁平带2002a的下端还设置下纲件2002c，其通过夹板2002b与扁平带2002a连接，且下纲件2002c与锚定组件3000连接，基于上述，例如在围隔裙布2001的上下端分别连接上纲件2001a以及中纲件2001b，此处的连接方式可以是将链环缝接或者利用尼龙安装带绑接，当然同样的下纲件2002c的连接方式也可通过缝接或者利用尼龙安装带绑接的方式。

如图18~20所示为本发明第四种实施例所述智能围隔挡藻系统中中悬浮式消浪系统的整体结构示意图，对于水库表面上的水华藻类滋生导致的水体富营养化，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病，从而水资源也会被污染的不可再用，通过放置网状填料构成悬浮式消浪系统，以抑制紊流、稳定水体，促进藻类上浮；网状填料布设在水面以下以保持水面开敞，便于表面富藻水层的形成，并通过风生表面流驱赶富集这些上浮的藻类，有利于清除。本实施例中上述的悬浮式消浪系统包括单个的悬浮式消浪单元A，单个的悬浮式消浪单元A还包括网状悬浮模块1100，网状悬浮模块1100悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带1101以及浮体模块2100，与网状悬浮模块1100连接，其包括第一浮体2101和第二浮体2102，第一浮体2101与连接带1101连接，第二浮体2102设置于连接带1101的两端，本实施例中连接带1101为设置有扎接口的扁平带，通过缝制与网状悬浮模块1100的顶端边缘连接，且第一浮体2101为浮球，若干浮球通过串接件2101a间隔串接构成与连接带1101相匹配连接的浮体带，其将网状悬浮模块1100悬浮，其中串接件2101a为聚乙烯材料制成的绳索，穿过浮球内并将间隔的浮球依次连接成一条直线，该直线平行设置于连接带1101的上方，且通过连接带1101上的扎接口绑定，即尼龙绑扎，实现第一浮体2101将网状悬浮模块1100悬垂于水面。进一步的，其中第二浮体2102为浮筒，设置于网状悬浮模块1100的两端且与串接件2101a连接，在通过固定模块3100与第二浮体2102之间的连接实现将串接件2101a处于拉直的状态，参照图17中为本实施例的纵剖图，B为水面的高度，不难发现由水面向下俯视时，串接件2101a为直线，两端被第二浮体2102绷紧，其中固定模块3100还包括固定桩3101和固定绳3102，固定桩3101设置于水底的泥层D中，而第二浮体2102通过固定绳3102与固定桩3101连接，且固定绳3102上还设置有紧密连接的第一浮体2101。参照图19中，在网状悬浮模块1100的底部还设置下纲1102，下纲1102增加网状悬浮模块1100的底端负重，使其在水下充分展开，网状悬浮模块1100在水下的充分展开不仅能够抑制紊流、稳定水体，促进藻类上浮；网状填料布设在水面以下以保持水面开敞，便于表面富藻水层的形成，并通过风生表面流驱赶富集这些上浮的藻类，有利于清除。

如图21~22所述为本发明第五种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的整体结构示意图，为了加强悬浮式消浪系统对水面消浪的效果以及其与水面相作用的面积，本实施例中与第四种实施例不同之处在于：若干悬浮式消浪单元A依次间隔一定距离且平行悬垂在水面围隔成较大区域的悬浮式消浪系统更好对水面滋生物进行吸附以及增强消浪效果。具体的，本实施例中利用若干悬浮式消浪单元A依次间隔一定距离且平行悬垂，且相邻之间的第二浮体2102之间通过上纲4100连接相邻之间的第二浮体2102之间通过上纲4100连接，此处上纲4100以及上述下纲1102均为不锈钢的链条，且上纲4100与连接带1101所在直线互相垂直设置，上纲4100的两端与上纲固定桩4101连接，上纲固定桩4101桩定于水底，位于上纲4100最外端的两个第二浮体2102对称设置，且被上纲4100固定部分位于水面下，能够随着水位的变化，始终保持上纲4100处于被拉紧的状态。

如图23~27所示为本发明第六种实施例所述智能围隔挡藻系统中悬浮式消浪系统的整体结构示意图，为了增强悬浮式消浪系统的稳定性，在本实施例中与第五个实施例另一个的不同之处在于：第二浮体2102的底端设置有连接板2102a、纲连接板2102b以及加强板2102c。具体的，其中连接板2102a上还设置有接孔2102a-1，且接孔2102a-1与串接件2101a配合连接，上纲连接板2102b，为三角不锈钢板，且其上设置有上纲连接孔2102b-1，上纲连接孔2102b-1与上纲4100配合连接，上纲连接板2102b以及串接件2101a均与第二浮体2102之间通过加强板2102c连接，增加它们之间连接的强度，在悬浮式消浪单元A处于绷紧状态下能够提高其作用的效果，而加强板2102c稳定其绷紧的状态，从而保持消浪系统的稳定性。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种智能围隔挡藻系统，其特征在于：包括，

智能拦挡单元（200），设置于水库大坝（100）前咽喉部位且将水库分隔为汇集带和拦挡带，其还包括第一柔性智能围隔（201）、第二柔性智能围隔（202）以及导流围隔（203），所述第一柔性智能围隔（201）与所述第二柔性智能围隔（202）之间形成所述拦挡带，且所述导流围隔（203）设置于所述拦挡带内；以及，

核心水源保护单元（300），设置于所述水库大坝（100）与所述第一柔性智能围隔（201）之间，通过滞留期完成对藻类代谢产物的自然降解，将水华藻类含量控制在安全范围；所述第一柔性智能围隔（201）包括浮力组件（1000）、拦挡组件（2000）以及锚定组件（3000），

所述浮力组件（1000）设置于水面上具有一定的浮力；

所述拦挡组件（2000）包括围隔裙布（2001）以及过水窗（2002），所述围隔裙布（2001）设置于所述浮力组件（1000）的下方且被其拖浮，所述过水窗 （2002）设置于所述围隔裙布（2001）的下方；

所述锚定组件（3000）设置于水底的开槽中，且与所述过水窗（2002）的底部连接，通过所述浮力组件（1000）与所述锚定组件（3000）作用于所述拦挡组件（2000）的上下端，使其在水底能够展开；所述拦挡组件（2000）还包括悬垂组件（2003），所述悬垂组件（2003）设置于所述围隔裙布（2001）的下方，且悬垂于所述过水窗（2002）的侧面；

所述导流围隔（203）为导流翼膜且靠近所述第二柔性智能围隔 （202）设置，还包括第三浮体（203a）和第二固定组件（203b），

所述导流围隔（203）通过所述第二固定组件（203b）与水库底面相连接，且所述第二固定组件（203b）还包括锚链、石龙以及底桩；所述第三浮体（203a）设置于所述导流围隔（203）的顶端且位于水面以下，所述第三浮体（203a） 的浮力将所述导流围隔（203）拉直；

所述浮力组件（1000）还包括阻尼模块（1001）、升降模块（1002）以及风力锁定模块（1003）；具体的，阻尼模块（1001）包括阻尼转轴（1001a）、阻尼块（1001b）、阻尼转动套（1001c）以及限位螺钉（1001d）；所述阻尼转轴（1001a）的两端还设置分隔板（1001a-1）、螺纹（1001a-2）以及卡槽（1001a-3），分隔板（1001a-1）将阻尼转轴（1001a ）区分为两部分，位于所述分隔板（1001a-1）两端为阻尼配合区，而围隔裙布（2001）位于所述分隔板（1001a-1）之间的且卷在阻尼转轴（1001a）上；所述螺纹（1001a-2）和卡槽（1001a-3）均设置于分隔板（1001a-1）外侧的阻尼转轴（1001a）两端，且螺纹（1001a-2）呈环形状，由所述阻尼转轴（1001a ）最外侧边缘向内延伸不与分隔板（1001a-1）侧面接触，即二者之间留有空白区域，而所述卡槽（1001a-3）沿螺纹（1001a-2）螺旋延伸方向设置并抵触至分隔板（1001a-1）上；所述阻尼块（1001b）套设于阻尼转轴（1001a）上，外端被限位螺钉（1001d ）限位，限位螺钉（1001d）能够与螺纹（1001a-2）相配合改变距离；且所述阻尼转动套（1001c）套设于阻尼块（1001b）二者之间实现阻尼配合；所述阻尼块（1001b）还包括内凸条（1001b-1）和外凸条（1001b-2），所述内凸条（1001b-1）对应设置于卡槽（1001a-3）内；所述阻尼转动套（1001c）套设于阻尼块（1001b）上，一端与分隔板（1001a-1）固定连接；所述阻尼转动套（1001c）的内壁上还设置阻尼部（1001c-1）和通透槽口（1001c-2），所述外凸条（1001b-2）和阻尼部（1001c-1）阻尼配合，所述通透槽口（1001c-2）的内两侧壁上对称设置有轴孔（1001c-21），所述轴孔（1001c-21）与风力锁定模块（1003）相作用；

所述智能拦挡单元（200）还包括悬浮式消浪系统，其包括单个的悬浮式消浪单元（A），所述悬浮式消浪单元（A）还包括网状悬浮模块（1100）和浮体模块（2100），所述悬浮式消浪单元（A）设置于第一柔性智能围隔（201）和第二柔性智能围隔（202）之间；

所述网状悬浮模块（1100）悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带（1101）；

所述浮体模块（2100）与所述网状悬浮模块（1100）连接，其包括第一浮体（2101）和第二浮体（2102），所述第一浮体（2101）与所述连接带（1101）连接，所述第二浮体（2102）设置于所述连接带（1101）的两端；升降模块（1002）包括容纳空间（1002a）、裙布间隙（1002b）、进气组件（1002c）、进水组件（1002d）以及排水组件（1002e），围隔裙布（2001）包裹于阻尼转轴（1001a）上，二者设置于容纳空间（1002a）内能够转动，围隔裙布（2001）通过裙布间隙（1002b）向下展开，展开的部分位于水中进行防线拦挡，且分隔板（1001a-1）固定设置于浮筒的两端，简单的说，升降模块（1002）实际为阻尼模块（1001）的支撑固定结构，浮筒内为中空结构，进气组件（1002c）与进水组件（1002d）设置于升降模块（1002）的顶端，排水组件（1002e）设置于升降模块（1002）的底端。

2.如权利要求1所述的智能围隔挡藻系统，其特征在于：所述第一柔性智能围隔（201）与所述第二柔性智能围隔（202）为相同结构且二者间隔一定距离对称设置于水库的不同位置，且所述第一柔性智能围隔（201）与所述水库大坝（100）相邻。

3.如权利要求1所述的智能围隔挡藻系统，其特征在于：所述第一柔性智能围隔（201）与所述第二柔性智能围隔（202）均采用工业滤布为主体材料制成，且二者均为顶部浮出水面、底部固定于水库底面的结构，两端横跨水库的两岸，拦截随表面水流迁移的水华藻类。

4.如权利要求1所述的智能围隔挡藻系统，其特征在于：所述汇集带区域内还设置除藻设备和藻浆运输船，所述除藻设备对由所述智能拦挡单元（200）拦挡后富集的藻类进行清除，所述藻浆运输船接纳和运输除藻设备产生的藻浆。

5.如权利要求1所述的智能围隔挡藻系统，其特征在于：还包括藻浆缓存池，所述藻浆缓存池设置于所述水库一岸，能够蓄纳和自然蒸发浓缩收集的藻浆。

6.如权利要求1所述的智能围隔挡藻系统，其特征在于：所述浮力组件（1000）为充气式浮体，所述充气式浮体放气后能够自然沉匿于水底，避免水面结冰造成损坏。