一种悬浮式消浪系统的制作方法

本发明涉及水污染治理的技术领域，尤其涉及一种悬浮式消浪系统。

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。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。

针对上述问题，水治理部门就需要通过水上作业的方式执行相对应的防污染措施，例如通过水底开槽、水底锚定以及直线布设等水上作业，用以设置拦挡防线进行污染防治水华蓝藻滋生带来的水质污染，且在拦挡防线中将生物悬浮填料以一定比例投入水库中，形成泥膜共生的污水处理工艺。该工艺通过向曝气池中投加一定数量的悬浮载体，提高曝气池中的生物量及生物种类，从而提高曝气池的处理效率。悬浮填料的材质以聚乙烯、聚丙烯为主，适当添加辅助成分。所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果，但由于水库中水体的流速受风浪的影响，导致悬浮填料不利于藻类的上浮，使其效果降低。

技术实现要素：

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。

鉴于上述现有悬浮式消浪系统存在的问题，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。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种悬浮式消浪系统，包括单个的悬浮式消浪单元，单个的所述悬浮式消浪单元还包括网状悬浮模块，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；以及浮体模块，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。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：还包括固定模块，其还包括固定桩和固定绳，所述固定桩设置于水底，所述第二浮体通过所述固定绳与所述固定桩连接，且所述固定绳上还设置有紧密连接的所述第一浮体。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述第一浮体为浮球，若干浮球通过串接件间隔串接构成与所述连接带相匹配连接的浮体带，其将所述网状悬浮模块悬浮。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述第二浮体为浮筒，其底端设置有连接板，所述连接板上还设置有接孔，且所述接孔与所述串接件配合连接。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述网状悬浮模块的底部还设置下纲件，所述下纲件增加所述网状悬浮模块的底端负重，使其在水下充分展开。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：若干所述悬浮式消浪单元依次间隔一定距离且平行悬垂，且相邻之间的所述第二浮体之间通过上纲件连接。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述上纲件与所述连接带所在直线互相垂直设置，且所述上纲件的两端与上纲固定桩连接，所述上纲固定桩桩定于水底。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：位于所述上纲件最外端的两个所述第二浮体对称设置，且被所述上纲件固定部分位于水面下，能够随着水位的变化，始终保持所述上纲件处于被拉紧的状态。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述第二浮体还包括上纲连接板，所述上纲连接板为三角不锈钢板，且其上设置有上纲连接孔，所述上纲连接孔与所述上纲件配合连接。

作为本发明所述的悬浮式消浪系统的一种优选方案，其中：所述上纲连接板与所述第二浮体之间通过加强板连接。

本发明的有益效果：本发明提供的一种悬浮式消浪系统，一是通过设置的网状悬浮模块，其若干个悬垂的方式，其布设在水面以下以保持水面开敞，不仅能够便于表面富藻水层的形成，同时还能够抑制紊流、稳定水体，消除水面上的风浪，促进藻类上浮；二是通过设置的浮体模块，不仅能够网状悬浮模块悬浮，且能够适应水位的变化，始终保持本发明的悬浮式消浪系统处于绷紧状态，保持消浪系统的稳定性，且绷紧状态下能够提高其作用的效果。

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所述悬浮式消浪系统的纵剖断面整体结构示意图；

图2为图1中a处的放大结构示意图；

图3为图1中b处的放大结构示意图；

图4为本发明第二种实施例所述悬浮式消浪系统的俯视视角整体结构示意图；

图5为本发明第二种实施例所述悬浮式消浪系统的纵剖断面整体结构示意图；

图6为本发明第三种实施例所述悬浮式消浪系统中第二浮体的整体结构示意图；

图7为本发明第三种实施例所述悬浮式消浪系统中连接板的整体结构示意图；

图8为本发明第三种实施例所述悬浮式消浪系统中上纲连接板的整体结构示意图；

图9为本发明第三种实施例所述悬浮式消浪系统中接孔的整体结构示意图；

图10为本发明第三种实施例所述悬浮式消浪系统中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1～3所示为本发明第一种实施例所述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100，网状悬浮模块100悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带101以及浮体模块200，与网状悬浮模块100连接，其包括第一浮体201和第二浮体202，第一浮体201与连接带101连接，第二浮体202设置于连接带101的两端，本实施例中连接带101为设置有扎接口的扁平带，通过缝制与网状悬浮模块100的顶端边缘连接，且第一浮体201为浮球，若干浮球通过串接件201a间隔串接构成与连接带101相匹配连接的浮体带，其将网状悬浮模块100悬浮，其中串接件201a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101的上方，且通过连接带101上的扎接口绑定，即尼龙绑扎，实现第一浮体201将网状悬浮模块100悬垂于水面。进一步的，其中第二浮体202为浮筒，设置于网状悬浮模块100的两端且与串接件201a连接，在通过固定模块300与第二浮体202之间的连接实现将串接件201a处于拉直的状态，参照图1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201a为直线，两端被第二浮体202绷紧，其中固定模块300还包括固定桩301和固定绳302，固定桩301设置于水底的泥层C中，而第二浮体202通过固定绳302与固定桩301连接，且固定绳302上还设置有紧密连接的第一浮体201。参照图3中，在网状悬浮模块100的底部还设置下纲件102，下纲件102增加网状悬浮模块100的底端负重，使其在水下充分展开，网状悬浮模块100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4～5所述为本发明第二种实施例所述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，本实施例中与第一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，该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100，网状悬浮模块100悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带101以及浮体模块200，与网状悬浮模块100连接，其包括第一浮体201和第二浮体202，第一浮体201与连接带101连接，第二浮体202设置于连接带101的两端，本实施例中连接带101为设置有扎接口的扁平带，通过缝制与网状悬浮模块100的顶端边缘连接，且第一浮体201为浮球，若干浮球通过串接件201a间隔串接构成与连接带101相匹配连接的浮体带，其将网状悬浮模块100悬浮，其中串接件201a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101的上方，且通过连接带101上的扎接口绑定，即尼龙绑扎，实现第一浮体201将网状悬浮模块100悬垂于水面。进一步的，其中第二浮体202为浮筒，设置于网状悬浮模块100的两端且与串接件201a连接，在通过固定模块300与第二浮体202之间的连接实现将串接件201a处于拉直的状态，参照图1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201a为直线，两端被第二浮体202绷紧，其中固定模块300还包括固定桩301和固定绳302，固定桩301设置于水底的泥层C中，而第二浮体202通过固定绳302与固定桩301连接，且固定绳302上还设置有紧密连接的第一浮体201。参照图3中，在网状悬浮模块100的底部还设置下纲件102，下纲件102增加网状悬浮模块100的底端负重，使其在水下充分展开，网状悬浮模块100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。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202之间通过上纲件400连接相邻之间的第二浮体202之间通过上纲件400连接，此处上纲件400以及上述下纲件102均为不锈钢的链条，且上纲件400与连接带101所在直线互相垂直设置，上纲件400的两端与上纲固定桩401连接，上纲固定桩401桩定于水底，位于上纲件400最外端的两个第二浮体202对称设置，且被上纲件400固定部分位于水面下，能够随着水位的变化，始终保持上纲件400处于被拉紧的状态。

如图6～10所示为本发明第三种实施例所述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，在本实施例中与第二个实施例另一个的不同之处在于：第二浮体202的底端设置有连接板202a、纲连接板202b以及加强板202c。具体的，该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100，网状悬浮模块100悬垂于水面下，其还包括设置于上端的连接带101以及浮体模块200，与网状悬浮模块100连接，其包括第一浮体201和第二浮体202，第一浮体201与连接带101连接，第二浮体202设置于连接带101的两端，本实施例中连接带101为设置有扎接口的扁平带，通过缝制与网状悬浮模块100的顶端边缘连接，且第一浮体201为浮球，若干浮球通过串接件201a间隔串接构成与连接带101相匹配连接的浮体带，其将网状悬浮模块100悬浮，其中串接件201a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101的上方，且通过连接带101上的扎接口绑定，即尼龙绑扎，实现第一浮体201将网状悬浮模块100悬垂于水面。进一步的，其中第二浮体202为浮筒，设置于网状悬浮模块100的两端且与串接件201a连接，在通过固定模块300与第二浮体202之间的连接实现将串接件201a处于拉直的状态，参照图1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201a为直线，两端被第二浮体202绷紧，其中固定模块300还包括固定桩301和固定绳302，固定桩301设置于水底的泥层C中，而第二浮体202通过固定绳302与固定桩301连接，且固定绳302上还设置有紧密连接的第一浮体201。参照图3中，在网状悬浮模块100的底部还设置下纲件102，下纲件102增加网状悬浮模块100的底端负重，使其在水下充分展开，网状悬浮模块100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。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202之间通过上纲件400连接相邻之间的第二浮体202之间通过上纲件400连接，此处上纲件400以及上述下纲件102均为不锈钢的链条，且上纲件400与连接带101所在直线互相垂直设置，上纲件400的两端与上纲固定桩401连接，上纲固定桩401桩定于水底，位于上纲件400最外端的两个第二浮体202对称设置，且被上纲件400固定部分位于水面下，能够随着水位的变化，始终保持上纲件400处于被拉紧的状态。进一步的，其中连接板202a上还设置有接孔202a-1，且接孔202a-1与串接件201a配合连接，上纲连接板202b，为三角不锈钢板，且其上设置有上纲连接孔202b-1，上纲连接孔202b-1与上纲件400配合连接，上纲连接板202b以及串接件201a均与第二浮体202之间通过加强板202c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202c稳定其绷紧的状态，从而保持消浪系统的稳定性。

在本实施例中还提供一种悬浮式消浪系统应用在于桥水库的水华蓝藻水治理工程中，具体如下：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。因此需要在水库表面建设拦挡防线，用以拦挡水面滋生的水华和蓝藻防止其对水资源的污染，而本实施例中所述水下沉积物表层开槽方法应用于水库的拦挡防线的建设工程中，其施工的作业例如水底开槽、水底锚定以及直线布设作业等，以于桥水库为例说明，尤其是应用于桥水库的防污染拦挡防线为例说明，于桥水库位于天津市蓟县城东，是国家重点大型水库之一。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A，于桥水库中的流水通过该放水涵洞A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。

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。拟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，以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；该拦挡防线的主体工程由2道间距200m的柔性智能围隔组成，该围隔上出水面、下贴库底、横跨两岸，分隔两侧水体，切断风生表面水流，拦截随表面水流迁移的水华藻类。在库底原河道深槽部位，围隔底部设置过水网窗，允许深层藻类含量较低的水流通过，以补充正常供水所需水量。

此处在2道围隔之间对应于过水网窗的区域内布设导流翼膜和网状填料，即在2道围隔布设本实施例中所述悬浮式消浪系统用以抑制紊流、稳定水体，促进藻类上浮；因此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，当藻类聚集量较大时，需要调用除藻设备支援清除。拟配备2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。拟在南岸建设2座2000m3藻浆缓存池，用以蓄纳和自然蒸发浓缩收集的藻浆，从而完成于桥水库的蓝藻水华污染防治。

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。