充气式水位自动调节控制系统的制作方法

本实用新型涉及水环境技术领域，尤其涉及一种利用充气式水位自动调节控制系统。

背景技术：

河、湖、库等自然水体的水位对于维持水生态系统的平衡起着至关重要的角色。

对于资源性缺水地区，对有限的水资源做到节约化、循化式利用，以及充分利用降水资源显得尤为重要。为了保障整个河、湖、库水生态系统的健康，尤其是浅水区水生生物的正常生存，需要维持一定高度的水位。目前，资源性缺水地区自然水体为了维持一定水位，通常是通过购买水源或者利用污水处理厂尾水向水体持续补水以维持一定水位或于河道设置多道阻水坝分段雍水。

对于资源性缺水地区通常伴随着地下水开采过多导致地下水水位下降，水体由于下渗导致地表水的水量损失较大。而这些地区通常降雨量少，晴天多，蒸发也是水量损失的一个重要因素。由于下渗和蒸发及其它原因，导致水体水位下降较快，这就需要不断的向水体补水，以维持一定的水位。向水体补水以水位维持的这一方法需要较大补水水量，同时需要较高的补水工程建设、运营、维护费以及水源购买费用。部分缺水较严重地区还在存在无水可购的局面。此外，以上维持水位的方法无法做到对本就有限的降水资源的充分蓄滞利用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种充气式水位自动调节控制系统。

为达到上述目的，本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

液位检测装置，用于实时检测当前液位高度；

控制装置，依据液位检测装置检测的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气或进行充气。

为达到上述目的，本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

水体流速检测装置，用于实时检测当前水体的流速；

控制装置，依据水体流速检测装置检测的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气。

为达到上述目的，本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

降雨量检测装置或降雨量输入装置，用于实时输出降雨量数据；

控制装置，依据降雨量检测装置或降雨量输入装置输出的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气。

较佳的，所述气囊为多个，所述的多个气囊在顺水流方向设置不少于一个的过水通道，

较佳的，还包括根据输入的数据计算后，对气囊进行充气或放气步骤。

较佳的，所述的输入的数据包括：日照数据、风力数据、近期雨水量数据、历史同期雨水量数据。

较佳的，所述的多个气囊之间可以通过充排气管道采用并联或者串联方式连接。

较佳的，所述的气囊通过锚固系统固定在水体中。

较佳的，在气囊或与气囊连通的管道上设置有手动放气阀。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用充气式水位自动调节系统，有效缓解了部分地区由于降雨少、蒸发量大、下渗量大等导致水位过低从而危及整个水生态系统平衡的问题。

(2)本实用新型通过对气囊的体积、数量、充排气程度的控制，可以快速、有效调节水体水位，大大节省了常规补水工程的建设、运营和维护费用，有效降低了补水需求量，从而减少了购水成本及缓解了部分地区无水可购的境遇。

(3)本实用新型通过雨量传感器对气囊的控制，在降雨时启动气泵对气囊排气，腾出水体容量储蓄雨水，做到了对雨水资源的充分蓄滞利用。

(4)本实用新型通过流速传感器对气囊的控制，在水体流速高时对气囊进行排气，保证了气囊的安全同时不妨碍水体的行洪，从而降低因洪水对当地生产生活的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例1充气式水位自动调节系统的剖视示意图。

图2为图1所示实施例1所述充气式水位调节系统的俯视图；

图3是本实用新型实施例2所述充气式水位调节系统的俯视图；

图4是本实用新型实施例3所述充气式水位调节系统的俯视图；

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

液位检测装置，用于实时检测当前液位高度；

控制装置，依据液位检测装置检测的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气或进行充气。

或

本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

水体流速检测装置，用于实时检测当前水体的流速；

控制装置，依据水体流速检测装置检测的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气。

或

本实用新型充气式水位自动调节控制系统，所述的系统至少包括：

气囊，设置在水体中；

受控充气、放气装置；用于对气囊进行充气或放气；

降雨量检测装置或降雨量输入装置，用于实时输出降雨量数据；

控制装置，依据降雨量检测装置或降雨量输入装置输出的数据与的预设的阈值进行比较，输出信号给受控充气、放气装置以对水体中安置的气囊进行放气。

综上可知，本实用新型旨在通过降雨量、水位或水体流速等数据的监测，从而对设置在水体中的气囊的体积、充排气程度的控制，来快速、有效调节水体水位，大大节省了常规补水工程的建设、运营和维护费用，有效降低了补水需求量，从而减少了购水成本及缓解了部分地区无水可购的境遇。

进一步的，还可以根据输入的数据来对气囊进行充气或放气控制。例如：可以根据风力情况，近期雨水量、历史同期雨水量等数字天气预报数据来宏观控制。还可以根据雨量传感器反馈信号感受到降雨强度来控制气泵排气速度，或根据日照数据或温度数据控制气泵充气速度。

上述的气囊的体积、数量等，可以根据水面大小、深浅等来配置。气囊的固定可以通过锚固系统固定在水体中。

下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例中一种充气式水位自动调节系统，包括安置在水体中的气囊4、充排气管道6、锚杆3、锚固绳索5、液位传感器12、雨量传感器10、流速传感器11、气泵9、手动放气阀7、管理房8等。

通过锚固绳索5将气囊4栓在事先打入湖底2的锚杆3上，气囊4通过充排气管道6与管理房8中的气泵9联通。气囊4内部绳索13用来控制气囊充气后的最大高度，以保证气囊4顶面不露出水面1，同时能保证气囊排气后能充分塌落，以腾出足够水体容量，并不影响水体流动。所述气囊4中部顺水流方向设计3个过水通道14，使得气囊4对水流阻力减小，以增加气囊4在流动水体中的稳定性。过水通道剖面形状不局限于本实施例中的圆形，数量不局限于本实施例中具体个数。

本实施例具体对水位的调节包括以下几种情况：

1)本充气式水位调节系统的控制方法中，流速传感器11传输反馈输出信号对气泵9充或排气动作的控制级别最高；雨量传感器10传输反馈输出信号对气泵9充排气动作的控制级别其次；液位传感器12传输反馈输出信号对气泵9充排气动作的控制级别最低；即当三种传感器输出对气泵9相反的控制信号时，优先执行流量传感器11传输反馈输出信号的控制动作，其次执行雨量传感器10传输反馈输出信号的控制动作，最后才执行液位传感器12传输反馈输出信号对气泵9的控制动作，其目的在于首先保证水体的行洪安全和气囊本身的安全，在此基础上优先考虑对雨水资源的蓄滞利用，最后在考虑对水位的调节。

2)当水体静止或者水体实际流速低于设定流速阈值时，流速传感器传输反馈输出信号不气泵控制，此时由雨量传感器及液位传感器传输反馈输出信号自动控制气泵；当水体实际流速高于设定流速阈值时，流速传感器传输反馈排气输出信号，启动气泵对气囊排气；当实际流速超过设定阈值流速越大，气泵排气速度越快。

3)在无降雨或者降雨量低于设定降雨量时，雨量传感器传输反馈输出不控制气泵，此时由液位传感器传输反馈输出信号自动控制气泵；当实际降雨量大于设定降雨量时，雨量传感器传输反馈排气输出信号从而启动气泵对气囊排气，腾出水体库容，以储蓄雨水；当实际短时降雨量越大，雨量传感器传输反馈排气输出信号越强，气泵排气速度越快。

4)与设定水位范围相比当实际水位低于其下限时，液位传感器传输反馈充气输出信号，启动气泵并向气囊充气；当实际水位下降速度较快时，液位传感器传输反馈充气输出信号增强，启动气泵并向气囊充气速度相应加快；与设定水位范围相比当实际水位高于其上限时，液位传感器传输反馈排气输出信号，启动气泵并对气囊排气；当实际水位上升速度较快时，液位传感器传输反馈排气输出信号增强，气泵对气囊排气速度相应加快。

5)当遇到断电或备用电源不足，而需要对气囊排气时，人工打开气囊排气阀，在放气阀打开后利用水体静压力对气囊排气。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，进一步改进：

如图3所示，除以下结构存在差异外，本实施例的气囊布置和控制方法与实施例1相同：根据实行情况需要，在设置多个气囊4，气囊4之间通过充排气管道并联，并联的好处在于可以加快对每个气囊的充或排气速度。

实施例3：

本实施例在上述实施例1的基础上，进一步改进：

如图4所示，除以下结构存在差异外，本实施例的气囊布置和控制方法与实施例1相同：根据设置多个气囊4，气囊4之间通过充排气管道串联，串联的好处在于减少充排气管道使用量，进一步降低建设及维护成本。

本实用新型适的方法适用于具有一定水深，水流不是很快的水体，如自然湖泊、水库、人工景观湖泊、设置了阻水坝的缓流河道，但不局限这些类型的水体。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。