CN108996616A - 一种入侵海水防治系统及其防护和利用海水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种入侵海水防治系统及其防护和利用海水的方法，涉及水利技术领域。所述入侵海水防治系统包括多组监测单元、预处理单元、反渗透单元和蓄水池，所述预处理单元包括预处理层和防护层，所述预处理层通过防护层与反渗透单元相连，所述反渗透单元与蓄水池相连，所述蓄水池包括盐水池和淡水池，所述预处理单元的前侧、所述盐水池和所述淡水池内均设置有一组监测单元。本发明能够解决现有技术只能单一地对入侵海水进行防治或淡化，不能将二者结合起来的问题，实现防治和利用相结合，大大提高系统的运用效率。
Description
技术领域
本发明涉及水利技术领域，具体涉及一种入侵海水防治系统及其防护和利用海水的方法。
背景技术
海水入侵也称海水倒灌或海水侵染，是由外海高盐度水体沿河口、河道和地下含水层向内陆入侵与渗透，导致水质恶化和土壤次生盐渍化，是沿海地区不可忽视的自然灾害，已成为一个严重的环境水文地质问题。海水入侵是陆地地下水的压力与海水压力失衡造成的，是特定区域自然与人类社会经济活动两大因素叠加影响的结果。
为了防止海水入侵，在咸淡水界面的淡水一侧，通过工程措施建立一个防渗体阻止海水向内陆入侵，如注水帷幕、抽水帷幕和两者结合的抽-注水帷幕以及截渗墙和防潮堤等。这些现有的技术均偏向于通过构建防渗体等工程措施切断海水和地下水通道的阻拦方法，但可能对沿海地区的生态造成影响，对海水淡化则是另外抽取利用，不能将海水的入侵防治与海水利用二者结合起来，大大降低了海水的利用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种入侵海水防治系统及其防护和利用海水的方法，用以解决现有技术只能单一地对入侵海水进行防治或淡化，不能将二者结合起来，系统运用效率低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种入侵海水防治系统，所述入侵海水防治系统包括多组监测单元、预处理单元、反渗透单元和蓄水池，所述预处理单元包括预处理层和防护层，所述预处理层通过防护层与反渗透单元相连，所述反渗透单元与蓄水池相连，所述蓄水池包括盐水池和淡水池，所述预处理单元的前侧、所述盐水池和所述淡水池内均设置有一组监测单元。
作为优选的技术方案，所述监测单元包括水位监测器和水质传感器。
作为优选的技术方案，所述预处理层包括控水层和过滤芯，所述过滤芯设置在控水层的内侧，所述预处理层设置在海域的咸淡水交界处。
作为优选的技术方案，所述过滤芯包括不同直径的沙石或过滤填充体。
作为优选的技术方案，所述防护层的垂直距离大于300米，且防护层与地基之间形成引流腔。
作为优选的技术方案，所述引流腔内设置有控制闸门。
作为优选的技术方案，所述反渗透单元位于盐水池的上方，反渗透单元通过淡水管道连接至淡水池。
提供一种入侵海水防治系统的防护和利用海水的方法，所述防护和利用海水的方法包括：根据科学调查结果在咸淡水的交界处安装入侵海水防治系统；海水首先经过预处理层进行初级过滤；过滤后的海水在防护层的引导下流至反渗透单元，反渗透单元对海水进行淡化；淡化后的淡水由淡水管道流至淡水池，盐水则直接渗透到盐水池中；其中，当入侵海水的水量维持不变或减少时，关闭引流腔内的控制闸门对海水进行防渗阻隔，当入侵海水的水量扩大或有地表水需求或需补充地下水时，打开并调整控制闸门的开合度，对入侵海水进行淡化以供使用。
本发明实施例具有如下优点：
(1)本发明通过构建入侵海水防治系统来阻断海水与地下淡水的融合，同时淡化海水能够对地下水进行补充，改变了地下水渗流场结构，能同时实现对地下水系统硬结构和软结构的调整。
(2)本发明能够将入侵海水的阻隔与利用结合起来，能够根据需水量进行水量调控，且不同水质可应用于工、农业和生态等实际生产与生活中，可有效缓解沿海地区水资源供需矛盾。
(3)本发明能够灵活控制调配和实时监测，实现海水资源利用的精准化，能有效减少重复和不确定的成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种入侵海水防治系统的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种入侵海水防治系统预处理层的部分结构放大示意图。
图3为本发明实施例提供的一种入侵海水防治系统预处理层的另一部分结构放大示意图。
图中：预处理层1、控水层2、过滤芯3、控制闸门4、防护层5、反渗透单元6、盐水池7、淡水池8、淡水管道9、水质传感器10、水位监测器11。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参考图1，本实施例提供一种入侵海水防治系统，上述入侵海水防治系统包括多组监测单元、预处理单元、反渗透单元6和蓄水池，预处理单元包括预处理层1和防护层5，预处理层1通过防护层5与反渗透单元6相连，反渗透单元6与蓄水池相连，蓄水池包括盐水池7和淡水池8，预处理单元的前侧、盐水池7和所述淡水池8内均设置有一组监测单元。监测单元包括水位监测器11和水质传感器10，水位监测器11用于实时监测系统的水位，并上传至控制系统。
进一步地，参考图2，预处理层1设置在海域的咸淡水交界处，预处理层1包括控水层2和过滤芯3，过滤芯3设置在控水层2的内侧，过滤芯3包括不同直径的沙石或过滤填充体，用于对海水进行初步的过滤。控水层2采用百叶窗等可灵活控制的控制组件，既能实现对大颗粒杂质的阻拦又能对海水有阻挡作用。
进一步地，防护层5的材料采用具有一定强度硬质化不透水耐腐蚀的工程塑料、钢板形成拦挡，其截面形式根据由入渗海水通道现场的截面形式确定。为了达到反渗透单元6所需的渗透压强，防护层5的垂直距离需大于300米。
另外，防护层5与地基之间形成引流腔，用于将海水引入反渗透单元6，且引流腔内设置有控制闸门4，用于控制入侵海水的流通。
进一步地，参考图3，反渗透单元6由系统泵、反渗透膜及膜壳、机架、电控箱、清洗装置及中间水箱组成，反渗透膜根据入侵海水特征及淡化后水用途选择，主要由醋酸纤维素、醋酸甲基丙烯酸纤维素、醋酸丁酸纤维、芳香族聚酰胺以及多种材料复合而成的，利用反渗透膜的反渗透作用对海水中的盐分析出，分离出淡水。反渗透单元6位于盐水池7的上方，反渗透单元6通过淡水管道9连接至淡水池8，渗透出的盐水直接进入盐水池7，淡水则通过淡水管道9进入淡水池8。
提供一种入侵海水防治系统的防护和利用海水的方法，包括：对选定海水入侵地区进行调查勘测，搜集该地区海水入侵的咸淡水分界面、区域地貌形态、岩性结构、海岸性质及变迁历史，海水入侵通道、地下水位动态变化等资料，在咸淡水的交界处安装入侵海水防治系统；海水首先经过预处理层1进行初级过滤；过滤后的海水在防护层5的引导下流至反渗透单元6，反渗透单元6对海水进行淡化；淡化后的淡水由淡水管道9流至淡水池8，盐水则直接渗透到盐水池7中。
其中，当入侵海水的水量维持不变或减少时，关闭引流腔内的控制闸门4对海水进行防渗阻隔，当入侵海水的水量扩大或有地表水需求或需补充地下水时，打开并调整控制闸门4的开合度，对入侵海水进行淡化以供使用。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述入侵海水防治系统包括多组监测单元、预处理单元、反渗透单元(6)和蓄水池，所述预处理单元包括预处理层(1)和防护层(5)，所述预处理层(1)通过防护层(5)与反渗透单元(6)相连，所述反渗透单元(6)与蓄水池相连，所述蓄水池包括盐水池(7)和淡水池(8)，所述预处理单元的前侧、所述盐水池(7)和所述淡水池(8)内均设置有一组监测单元。
2.如权利要求1所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述监测单元包括水位监测器(11)和水质传感器(10)。
3.如权利要求1所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述预处理层(1)包括控水层(2)和过滤芯(3)，所述过滤芯(3)设置在控水层(2)的内侧，所述预处理层(1)设置在海域的咸淡水交界处。
4.如权利要求3所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述过滤芯(3)包括不同直径的沙石或过滤填充体。
5.如权利要求1所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述防护层(5)的垂直距离大于300米，且防护层(5)与地基之间形成引流腔。
6.如权利要求5所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述引流腔内设置有控制闸门(4)。
7.如权利要求1所述的一种入侵海水防治系统，其特征在于，所述反渗透单元(6)位于盐水池(7)上方，反渗透单元(6)通过淡水管道(9)连接至淡水池(8)。
8.如权利要求1-7任一所述的一种入侵海水防治系统的防护和利用海水的方法，其特征在于，所述防护和利用海水的方法包括：根据科学调查结果在咸淡水的交界处安装入侵海水防治系统；海水首先经过预处理层(1)进行初级过滤；过滤后的海水在防护层(5)的引导下流至反渗透单元(6)，反渗透单元(6)对海水进行淡化；淡化后的淡水由淡水管道(9)流至淡水池(8)，盐水则直接渗透到盐水池(7)中；
其中，当入侵海水的水量维持不变或减少时，关闭引流腔内的控制闸门(4)对海水进行防渗阻隔，当入侵海水的水量扩大或有地表水需求或需补充地下水时，打开并调整控制闸门(4)的开合度，对入侵海水进行淡化以供使用。
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