一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法技术

本发明专利技术公开了一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，利用在河口地区布置的测站对该区域的上游径流、外海潮位和上游盐度进行监测，构建长序列的数据库；通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系，借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型。本发明专利技术通过吸取上层淡水并使淡水在底部喷出，掀起并促进底部盐水团搅动，破坏盐水楔结构，降低河道盐度；本发明专利技术根据当地预报盐度自动调节喷水量，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量，使盐水团与淡水充分接触，降低河道盐度，为河口地区取水提供依据。

An underwater curtain method for controlling saline tide in estuaries

The invention discloses an underwater curtain method for controlling saline tide in estuaries, which monitors the upstream runoff, offshore tide level and upstream salinity of the area by using stations arranged in the estuaries, and constructs a long-sequence database; and studies the upstream runoff, offshore tide level, upstream salinity and equivalent by analyzing the time series. With the help of correlation and other statistical means, the empirical model for predicting local saline tide is formed. By absorbing the upper freshwater and ejecting freshwater at the bottom, the invention lifts and promotes the agitation of the bottom brine mass, destroys the structure of the brine wedge, and reduces the salinity of the river channel; according to the local prediction of salinity, the invention automatically adjusts the spraying amount, reduces the spraying amount at low salinity, increases the spraying amount at high salinity, and makes the brine mass and freshwater. Full contact, reduce the salinity of the river, provide the basis for water intake in estuary area.

【技术实现步骤摘要】
一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法
本专利技术涉及一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，属于河口咸潮抑咸研究领域。
技术介绍
河口地区是海洋与河流的交汇地带，是世界上经济最活跃、人口最稠密的地区之一。而随着社会经济快速发展，对河口地区的资源开发利用越来越深入，咸潮问题也随之而来，直接影响河口地区的居民生活、农田灌溉、城市工业生产等的淡水供给。因此，有效抑制河口的咸潮上溯具有重要的现实意义。已有的传统抑咸方法，操作起来耗费大量人力物力，导致成本过高，操作效率低。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，根据当地预报盐度自动调节喷水量，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量，掀起并促进底部盐水团搅动，破坏原有盐水楔结构，使盐水团与淡水充分接触，增强水体自身的净化能力，降低河道盐度，为河口地区取水提供依据。为达到上述目的，本专利技术提供一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，包括以下步骤：利用在河口地区布置的测站对该区域的上游径流、外海潮位和上游盐度进行监测，构建长序列的数据库；通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系；借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型，预报公式如下所示：C＝F(Q,H,C上)(1)式中：Q为上游每小时实测流量，单位为m3/s；H为外海每小时实测潮位，单位为m；C上为上游每小时实测盐度，单位为‰；C为扰动装置所在河道处的每小时预报盐度，单位为‰。进一步地，包括控制器和扰动装置，所述扰动装置固定设置在所述水体中，所述控制器电连接所述扰动装置。进一步地，所述扰动装置包括喷水装置、河口平台和信号接收器，所述信号接收器和所述喷水装置固定设置在所述河口平台上，所述信号接收器和所述喷水装置电连接所述控制器。进一步地，所述喷水装置包括进水口、进水管、抽水泵、出水管和若干个出水喷头，所述抽水泵固定设置在所述浮体上，所述抽水泵进水口通过所述进水管连通水体的上游表层，所述抽水泵出水口连通所述出水管的进水口，所述出水管沿下游方向铺设在河底上，所述出水管上等间距固定连接若干个所述出水喷头，所述抽水泵电连接所述控制器。进一步地，包括若干个锁钩和若干个浮体，若干个浮体通过所述锁钩拼合成一个大浮体，所述河口平台固定设置在大浮体上。进一步地，所述扰动装置通过安装在喷水装置上的信号接收器8接收上游盐度测站发来的每小时实测盐度信息，并根据公式(1)，实时预报当地盐度，并且设置一个阈值C阈，当预报的当地盐度小于阈值C阈时，扰动装置判定可不进行喷水扰动；当盐度大于或等于阈值C阈时，扰动装置判定需要进行喷水扰动。根据公式(2)，由预报得到的盐度信息自动调节喷水量Q喷，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量。式中：C阈为盐度阈值，单位为‰；Q喷为喷水流量，单位为m3/s。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系，借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型；本专利技术通过吸取上层淡水并使淡水在底部喷出，掀起并促进底部盐水团搅动，破坏盐水楔结构，降低河道盐度；本专利技术根据当地预报盐度自动调节喷水量，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量，使盐水团与淡水充分接触，增强水体自身的净化能力，降低河道盐度，为河口地区取水提供依据。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术沿河道横断面布置的示意图；图3是本专利技术沿河道纵断面布置的示意图；图4是本专利技术的俯视图；图5是本专利技术中研究区域的地理位置和研究点布置图；图6是本专利技术中不喷水和喷水下的每时刻咸潮上溯距离过程图；图7是本专利技术中不喷水下的咸潮上溯最严重时刻的纵断面盐度分布图；图8是本专利技术中喷水下的咸潮上溯最严重时刻的纵断面盐度分布图；图9是本专利技术中不喷水下的上游盐度测站表层和底层盐度时间过程图；图10是本专利技术中喷水下的上游盐度测站表层和底层盐度时间过程图。附图中标记含义，1-进水口；2-进水管；3-抽水泵；4-浮体；5-河口平台；6-出水管；7-出水喷头；8-信号接收器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。一种用于河口治污的水下水幕方法，包括以下步骤：利用在河口地区布置的测站对该区域的上游径流、外海潮位和上游盐度进行监测，构建长序列的数据库；通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系；借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型，预报公式如下所示：C＝F(Q,H,C上)(1)式中：Q为上游每小时实测流量，单位为m3/s；H为外海每小时实测潮位，单位为m；C上为上游每小时实测盐度，单位为‰；C为扰动装置所在河道处的每小时预报盐度，单位为‰。一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，包括控制器和扰动装置，所述扰动装置固定设置在所述水体中，所述控制器电连接所述扰动装置。进一步地，所述扰动装置包括喷水装置、河口平台5和信号接收器8，所述信号接收器8和所述喷水装置固定设置在所述河口平台5上，所述信号接收器8和所述喷水装置电连接所述控制器。进一步地，所述喷水装置包括进水口1、进水管2、抽水泵3、出水管6和六个出水喷头7，所述抽水泵3固定设置在所述浮体4上，所述抽水泵3进水口通过所述进水管2连通水体的上游表层，所述抽水泵3出水口连通所述出水管6的进水口，所述出水管6沿下游方向铺设在河底上，所述出水管6上等间距固定连接六个所述出水喷头7，所述抽水泵3电连接所述控制器。进一步地，包括若干个锁钩和四个浮体4，四个浮体4通过所述锁钩拼合成一个大浮体，所述河口平台5固定设置在大浮体上。进一步地，所述扰动装置通过安装在喷水装置上的信号接收器8接收上游盐度测站发来的每小时实测盐度信息，并根据公式(1)，实时预报当地盐度，并且设置一个阈值C阈，当预报的当地盐度小于阈值C阈时，扰动装置判定可不进行喷水扰动；当盐度大于或等于阈值C阈时，扰动装置判定需要进行喷水扰动。根据公式(2)，由预报得到的盐度信息自动调节喷水量Q喷，在盐度较低时降低喷水量，在盐度较高时提高喷水量。式中：C阈为盐度阈值，单位为‰；Q喷为喷水流量，单位为m3/s。进一步地，所述控制器型号为单片机stc89c52。进一步地，所述浮体4材质为PE材质。进一步地，所述抽水泵3型号为QDX1.5-12-0.37。以珠江河口为例，流量测站、潮位测站和盐度测站的地理位置如图5所示，在珠江河口的枯季的潮流涨潮时期(2009年1月17日-2009年1月21日)，靠近河口的河道M处布置本专利技术，抽水泵3安装在一个由可回收浮体4支承的河口平台5上，可回收浮体4共计四个，支承于平台四角，其上有锁钩用于固定平台，减少可回收浮体和河口平台的滑动；喷水装置的进水管2布置于河道上游表层，便于吸取表层淡水，出水管6沿河道下放，靠近河底深槽处变向，垂直河道布置于河道深槽底部，每100m布置一个出水喷头7，共布置6个出水喷头，出水喷头7喷口直径设计为1m；扰动装置通过安装在喷水装置上的信号接收器8接收上游联石湾盐度测站发来的每小时实测盐度信息，并根据公式(1)，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，其特征在于，包括以下步骤：利用在河口地区布置的测站对该区域的上游径流、外海潮位和上游盐度进行监测，构建长序列的数据库；通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系；借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型，预报公式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，其特征在于，包括以下步骤：利用在河口地区布置的测站对该区域的上游径流、外海潮位和上游盐度进行监测，构建长序列的数据库；通过对时间序列的分析，研究上游径流、外海潮位、上游盐度和当地盐度的变化关系；借助相关性等统计手段，形成预报当地咸潮的经验模型，预报公式如下所示：（1）式中：Q为上游每小时实测流量，单位为m3/s；H为外海每小时实测潮位，单位为m；C上为上游每小时实测盐度，单位为‰；C为扰动装置所在河道处的每小时预报盐度，单位为‰。2.根据权利要求1所述的一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，其特征在于，包括控制器和扰动装置，所述扰动装置固定设置在所述水体中，所述控制器电连接所述扰动装置。3.根据权利要求2所述的一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，其特征在于，所述扰动装置包括喷水装置、河口平台（5）和信号接收器（8），所述信号接收器（8）和所述喷水装置固定设置在所述河口平台（5）上，所述信号接收器（8）和所述喷水装置电连接所述控制器。4.根据权利要求3所述的一种用于河口咸潮防治的水下水幕方法，其特征在于，所述喷水装置包括进水口（1）、进水管（2）、抽水泵（3）、出水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青，孔俊，吴彦，孙杰，韩笑，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32