专利名称：河口淡水的远距离输送的制作方法
技术领域：
本发明涉及江河入海口的淡水资源进行再次利用，对江河入海口的淡水通过海洋进行远距离输送的方法。
众所周知，地球表面海洋占71％、陆地占29％，但是人类赖以生存的淡水资源及其稀少，占70％的淡水资源集中在南极和格陵兰地区难以利用。随着全球人口的增加，经济的发展，淡水资源日趋匮乏，全球植被面积的减少，沙漠化程度进一步扩大，城市供水日趋紧张，使全球的生态环境日趋恶化，已经影响到全球经济的可持续发展。从另一个角度分析，地球上一部分地区淡水资源还是很充裕的，如南美洲亚马孙河流域、非洲的刚果河流域、亚洲的长江流域等。由于这些地区淡水资源充沛，大量的淡水还没有充分利用，却源源不断的流入海洋。
当人们步入21世纪的时候，人们认识到只有对淡水资源进行开源和节流，提高淡水资源的利用率，才能改善全球的生态环境，才能保持全球经济可持续发展。
目前世界各国调节水量的方法通常是从淡水资源充沛地区江河的上中下游，通过泵站抽取一定的淡水量，经加压后从陆地输送到缺少淡水的地区。这种方法有如下的不足1、调节水量一般不能太大，因为抽取江河中上游淡水时，将影响到江河下游的供水量。2、在陆地上铺设相当数量的人工河道或管道，会受到地理环境的制约，如山川、江河城镇、工业设施的制约。3、所建造的人工河道、管道、不可避免占有大量农田的陆地资源，因此建设成本较高。
鉴于上述方法的不足，本发明的任务提出一种把江河入海口的淡水进行再次利用的方法，并通过海洋把江河入海口的淡水进行远距输送，提高了淡水资源使用的经济性。
本发明特别适用于全球大江大河口的大量淡水进行远距输送，具有投资费用少，建造方便，成本低的特点。
本发明的优点是铺设在海洋中的管道不占用人类赖以生存的陆地资源；其次，海洋内所铺设的管道由于内外压力基本相等，可以不必考虑管道内淡水的自重，即使铺设巨大口径管道，管道的壁厚可设计得很薄，因此管道材料的成本大大低于陆地上铺设管道的成本；再次，铺设在海洋中的淡水管道一般铺设在大陆架上，水深较浅，施工成本较低。四，海洋中管道内淡水的远距输送，无须能耗。
典型的例子如通过非洲的刚果河河口和南美洲的亚马孙河河口引取一定比例的淡水，若按引取上述河流多年平均流入海洋淡水量的10-20％，分别可获得年入海口约1600亿立方米和3500亿立方米淡水，分别从非洲西海岸大西洋海底的大陆架铺设引水管道，和从南美洲的亚马孙河河口铺设横穿大西洋海底的引水管道，对面积770万平方公里的非洲撒哈拉地区和阿拉伯地区输送淡水，在撒哈拉沙漠地区自西向东建造两条平行人工主河道，并建造连接两条人工主河道的河道或管网从亚马孙河河口引取淡水的海底引水管道从摩洛哥南部海岸登陆，建造的人工主河道途经阿尔及利亚、利比亚、埃及、经西奈半岛，再进入阿拉伯地区的巴勒斯坦、以色列、约旦、最终输送进入阿拉伯半岛的沙特阿拉伯地区；从刚果河河口引取淡水的海底引水管道从毛里塔尼亚海岸登陆，建造的人工主河道途经马里、尼日尔、乍得、在苏丹境内转向北面，在埃及境内与另一条人工主河道汇合。由于撒哈拉地区地势较为平坦，一般自流状态输送淡水，只要增加少量压送泵站即可。本发明可彻底改变撒哈拉沙漠地区和阿拉伯地区的生态环境，把上述地区改造成为森林、草原和农田，也有利于地下矿藏资源的开发。受益面积在400-500万平方公里范围内，从而可获得巨大的经济效益和社会效益。
又如引取中国长江年入海口约1200-1800亿立方米淡水，从崇明岛北侧的长江入海口为主要引水口引取淡水，通过铺设在黄海大陆架海底引水管道，进入渤海海域后向北京、天津供水。黄海大陆架水深较浅，管道一般铺设在60-80米的海水深度范围内。其主要淡水量在秦皇岛市与锦州市之间海岸登陆，通过梯级泵站压送翻越努鲁儿虎山，进入内蒙古高原后，主要干流向西输送淡水，途经黄河河套的阴山北侧进入甘肃省北部，直至新疆的博斯腾湖，并向日趋枯竭的塔里木河进行补充水源；并可向新疆输送淡水的分支穿过库姆塔格沙漠，沿塔里木盆地南侧的若羌、且末、民丰、和田、叶城等一线输送淡水。把占地33万平方公里的塔克拉玛干沙漠改造成为森林，草原和农田；由阿尔金山山口再经梯级泵站压送，从青海省西北部输送淡水进入柴达木盆地的沙漠地区，另一路淡水向北沿吐鲁番盆地西侧经过乌鲁木齐，直至准噶尔盆地，以支援这些地区石油、天然气等矿藏的开发。向新疆输送淡水量在年600-800亿立方米范围内。这样有效的改善了中国北方这些地区严重缺少淡水的状况。由于这些地区属内蒙古高原，地势较为平坦，地下矿藏资源极为丰富，现正在开发石油，天然气等矿藏。这些地区地势一般在海拔1000-2000米的高度范围内，河流稀少，因此通过开挖河道，自流状态输送淡水，只要增加少量压送泵站即可，在投入比较少的资金条件下，可获得其巨大经济效益和社会效益，有力的支持了西气东输和西部大开发，大大增加我国的耕地面积。如果再引取中国东南沿海如珠江、闽江、瓯江江河入海口的淡水，这样可以改造包括蒙古人民共和国在内的戈壁沙漠。淡水输送的受益面积在150-250万平方公里范围内。
建议在渤海内建造两条跨渤海海峡和跨辽东湾的公路和铁路大通道跨渤海海峡公路和铁路大桥建筑在辽宁省的旅顺市，经山东省的庙岛列岛至蓬莱市；跨辽东湾的公路和铁路大通道利用海湾内沉积的大量泥沙，建在河北省秦皇岛市与辽东半岛的长兴岛之间，并在两条跨海湾通道下方，建有能通过20-30万吨级船舶的通航能力。大大缩短沿渤海地区的运输距离，提高了运输能力，有力的推动了环渤海经济区的发展。
建议把辽东湾建立成为开放式淡水贮存区域，即在干旱年份贮存淡水。
本发明所举典型的例子表明通过江河入海口的淡水进行再次利用，有效地改变了这些地区的生态环境，把上述地区改造成为森林、草原和农田，确保了非洲和亚洲经济可持续发展，对世界生态环境的改善和对世界经济发展具有深远的意义。
本发明特征是在江河入海口的淡水区海平面下方，设置数量不等的淡水入口管，并与铺设在海洋底部的总管相连，海洋底部的总管一直伸展到缺少淡水的地区，并在该地设置水泵站，引取总管内的淡水加压后输送到缺水地区，或在江河入海口的淡水区海平面下方，设置的淡水入口管道汇合后，经水泵加压后，再经铺设在海洋底部的总管输送到缺水地区。再根据用途的不同，对淡水进行处理或直接使用，以及入口管吸取淡水时对机械杂质的过滤，均已不属于本发明的范围。
本发明的实质是在海洋内设置一个巨大的类似于“U”型连通管，连通管的一头设置在河口淡水区水平面下方，另一头为淡水出口管设置在缺少淡水地区或附近地区，当水泵抽取出口管的淡水时，根据连通管的原理，河口的淡水将自动流入管道内进行补充。
本发明的特征在于设置在河口淡水区的入口管道，可由若干根分管组成，同时吸取淡水后，有两种供水方式1、先经水泵加压后，再经铺设在海洋底部的总管输送到缺水地区。2、由河口吸入的淡水经铺设在海洋底的总管，水泵站从总管的出口管道抽取淡水，加压后输送到用户，或两者相结合进行输送。
本发明的特征在于铺设海洋底部总管出口管道后的水泵站的高度有两种方式1、水泵进水口高度设置在海平面以下。2、水泵进水口高度设置在海平面以上。
图1可知，由于水泵站设置在海平面以下，必须建造水坝，水泵站的高度与海平面的距离越大，水坝的高度越高，则水泵站的投资越大，但海底总管内淡水的流速增大了，管径减小了，图2可知，直接由水泵站抽取淡水后进行压送，流速增大，因此铺设海洋底部总管管径较小。图3可知由于水泵站设置在海平面以上，水泵站投资减小，但是海底总管管径较大，出口管可以扩展为较大的淡水区。
下面结合附图对本发明作进一步的描述图1、河口淡水经海底总管输送后加压原理图。
图2、河口淡水加压后经海底总管输送原理图。
图3、河口淡水经海底总管输送后抽水加压输送原理图。
图1是河口淡水经海底总管输送后加压原理图。。
其特征是在江河入海口的淡水区海平面下方的海洋底部设置淡水输送总管2，它的淡水入口管管口1设置在江河A的入海口的淡水区B的海水平面(或淡水平面)的下方，并与输送总管2相连，与海平面的高度为L，输送总管2的出口管3设置在缺少淡区或接近缺少淡水区的陆地处。在该地所设置的水泵站5可以在海平面下方，水泵5入口距海平面高度为H，从出口管3内抽取淡水后，经管道4，水泵5加压后经出口管道6输送用户。
图2是河口淡水加压后经海底总管输送原理图。
其特征是由江河河口A的淡水区B淡水入口管1抽取淡水后，经水泵5加压后，进入海底铺设的输送总管2，由出口管3以及设置在陆地上的输送总管4输送到用户。
图3是河口淡水经海底总管输送后抽水加压输送原理图。
其特征是水泵站5设置在海平面以上缺少淡水的陆地7上，根据此图可知铺设在海底的输送总管2，它的淡水入口管管口1设置在江河A的入海口的淡水区B的海水平面(或淡水平面)的下方，水泵站5从输送总管2的出口管3内吸取淡水，经水泵5加压后由管道6输送用户。
权利要求
1．铺设在海洋内的淡水总管系统。其特征是它由设置在江河入海口A淡水区B的入口管系统1、(入口管系统1可以由数量不等的分管组成；各分管汇合后与总管相连，各分管管口必须低于海平面的高度汇合)，铺设在海洋内的总管2、淡水出口管3组成，以及设置在海平面以下的水泵站5，通过取水管4抽取出口管3内的淡水，加压后经出口管6输送用户。
2．根据权利要求1所述的淡水总管系统。其特征是由江河河口A的淡水区B淡水入口管系统1抽取淡水后，经水泵5加压后，进入海底铺设的输送总管2，由出口管3以及设置在陆地上的输送总管4输送到用户。
3．根据权利要求1所述的淡水总管系统。其特征是水泵站5设置在海平面以上缺少淡水的陆地7上，铺设在海底的输送总管2，它的淡水入口管管口1设置在江河A的入海口的淡水区B的海水平面(或淡水平面)的下方，水泵站5从输送总管2的出口管3内吸取淡水，经水泵5加压后由管道6输送用户。
全文摘要
本发明涉及江河入海口的淡水资源进行再次利用,并通过海洋进行远距离输送,提高了淡水资源使用的经济性。本发明特别适用于全球大江大河口的大量淡水进行远距输送,典型的例子是对非洲撒哈拉沙漠地区和阿拉伯地区提供淡水,以及对中国北方,包括蒙古人民共和国在内的戈壁沙漠提供淡水,并对上述地区的生态环境进行改造,具有投资费用少,建造方便,成本低的特点。
文档编号E03B1/00GK1299906SQ0013131
公开日2001年6月20日 申请日期2000年10月24日 优先权日2000年10月24日
发明者孙克锟 申请人:孙克锟