一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统及方法

专利2026-07-24  5


本发明涉及河网水动力-水质改善,尤其涉及一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统及方法。


背景技术:

1、随着社会经济的发展和人类活动的加强,城区污染物入河量逐渐增加,且感潮河网的水动力条件较差,换水周期长,水体与外界物质交换频率低,进而导致城区河流水质变差;而郊区河流受人类活动影响较小,水质较好。城区河段与郊区河段若属于同相的感潮河网,水动力条件基本一致,一般情况下无法实现大规模水量交换。

2、现有的水量交换技术以闸泵调度为主,需要闸泵长时间运行,消耗大量能源,探索一种无动力的水量交换与水质改善技术可以更节能地改善感潮河网地区的水环境问题。

3、因此,提出一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统及方法,来解决现有技术存在的困难,是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统及方法,实现了水质较好与较差的河流水量互换,也通过调控闸门增加感潮河网的换水频率,改善受污染河流水质,改变水流流向和流态,有利于污染物稀释、降解及排出,实现改善河网水环境的目的。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,包括:

3、调蓄池、控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ、甲河、乙河、丙河与控制中心,其中,甲河与乙河进入海洋,丙河为连通甲河与乙河的河道,控制闸门ⅰ设置在乙、丙河交界处,控制闸门ⅱ设置在甲、丙河交界处,调蓄池设在丙河中,调蓄池、控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ均与控制中心连接。

4、上述的系统,可选的,调蓄池、控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ均设置有水位计,水位计与控制中心相连,每个水位计将采集到的水位信息反馈到控制中心,控制中心依据接收到的水位信息对控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ进行升降调节。

5、上述的系统,可选的,控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ均为升降控制闸门,控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ升至最高时是全开状态,控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ降至最低时是全关闭状态。

6、一种同相感潮河网的水动力-水质改善方法,应用于上述任一项的一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,包括:

7、控制中心根据潮汐规律与水位计水位,联合调度控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ的开启与关闭,对水位同相河流之间进行无动力水量交换和水质改善;

8、(1)当海洋涨潮时,潮水从海洋涌入河网,水位上升,打开控制闸门ⅰ,乙河水质较好的水量流入丙河;调蓄池中的水位持续上涨,乙河与丙河水位相等时控制中心关闭控制闸门ⅰ,此后乙河流入的水在调蓄池中与丙河的水进行充分的混合;

9、(2)落潮时段,控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ处于闭合状态,甲河、乙河水位均下降,丙河水位不变,当甲河水位降至控制闸门ⅱ的开启水位时,打开控制闸门ⅱ,丙河及调蓄池中的水流入甲河;

10、(3)再次涨潮时,甲河、乙河水位上涨,甲河与丙河水位相等时,控制中心关闭控制闸门ⅱ,防止甲河的水进入调蓄池。

11、上述的方法,可选的,控制中心包括:plc自动控制系统;

12、plc自动控制系统中设有控制闸门ⅰ、控制闸门ⅱ的开启与关闭的水位指令条件,其中,h0为控制闸门ⅰ的开启液位,h1为控制闸门ⅰ的关闭液位,h2为控制闸门ⅱ的开启液位,h0为控制闸门ⅱ的关闭液位。

13、上述的方法,可选的,基于扩宽河道或者修建大型调蓄池来增加甲河、乙河的交换水量,调蓄池的大小通过需要交换的水量反算得到。

14、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统及方法,具有以下有益效果:

15、(1)本发明采用闸门调控的方式产生水位差实现同相河流之间的无动力水量交换和水质改善,未设置泵站等高能耗设施,更节能;

16、(2)本发明采用闸门调控的方式产生水位差,可增加感潮河网的换水频率,改善受污染河流水质;

17、(3)本发明采用闸门调控的方式产生水位差,并且调控河网流向与流态,有利于污染物稀释、降解及排出,实现改善河网水环境的目的。



技术特征:

1.一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,其特征在于,

4.一种同相感潮河网的水动力-水质改善方法,其特征在于,应用于权利要求1-3任一项所述的一种同相感潮河网的水动力-水质改善系统,包括:

5.根据权利要求4所述的一种同相感潮河网的水动力-水质改善方法,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的一种同相感潮河网的水动力-水质改善方法,其特征在于,


技术总结
本发明公开了一种同相感潮河网的水动力‑水质改善系统及方法,涉及河网水动力‑水质改善技术领域。包括:调蓄池、控制闸门Ⅰ、控制闸门Ⅱ、甲河、乙河、丙河与控制中心,其中,甲河与乙河流入海洋,丙河为连通甲河与乙河的河道,控制闸门Ⅰ设置在甲、丙河交界处,控制闸门Ⅱ设置在乙、丙河交界处,调蓄池设在丙河中,调蓄池、控制闸门Ⅰ、控制闸门Ⅱ都与控制中心相连。方法包括:通过不同闸门的启闭组合方式来产生水位差实现同相河流的无动力水量交换和水质改善。本发明通过调控闸门增加感潮河网的换水频率,改善受污染河流水质,并且改变水流流向和流态,有利于污染物稀释、降解及排出,实现改善河网水环境的目的。

技术研发人员:黄草,夏丹,李威岐,姚雨洁
受保护的技术使用者:长沙理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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