自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置及抑制水量蒸发的方法与流程

本发明属于水库水资源保护技术领域，涉及抑制水面蒸发的技术，主要应用于干旱地区蓄水池、水库水面蒸发的抑制。

背景技术：

我国西北部的干旱半干旱地区，强烈的蒸发对该地区的水库、输水渠道等水体造成了严重的水量损失，而至今仍然没有形成一种有效的解决方案来有效降低水量蒸发损失。减少水面蒸发对提高水资源利用能力有着较大的意义。针对抑制水面蒸发的研究，主要是通过在水面覆盖一定的材料来抑制水面蒸发，其中覆盖方式主要有化学分子膜覆盖、水生生物覆盖、以及物理材料覆盖，然而在实际应用中化学分子膜铺设后极易受到外界风力、温度等因素的干扰。至今分子膜抑制蒸发技术仍处于试验研究阶段。对于水生生物覆盖来说，由于水生植物自身的蒸腾作用这种方法抑制率较低而且种植不当极易造成生态灾害。

近年来越来越多的研究集中在采用物理覆盖方式以达到节水目的。中国专利cn201010111404，一种抑制水面蒸发的节水轻质混凝土方法及其工艺配方，该专利是将可漂浮于水上的轻质混凝土板或块局部或全部覆盖于水面上，该专利缺陷为：轻质混凝土板、块是通过竖桩固定在水中，这种固定方式实用性较差，如果水体深度较深，实现难度大；中国专利cn104727269b，一种用于抑制无效蒸发的苯板覆盖结构；中国专利cn201410431427,一种防蒸发发电浮板。以上专利方法均存在造价高、施工难度大、稳定性不足等问题，造成推广难度较大。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置及抑制水量蒸发的方法，通过在水面漂浮平铺形成物理覆盖层的方式，完成水体水面与外界自然环境的有效隔离，防止水面与空气的直接接触，切断水面水分子向空气中逃逸的途径，进而抑制水量蒸发，降低水库水面蒸发造成的水量损失，提高水库水资源利用率。

为实现上述发明目的，本发明具体采用以下技术方案：

一种自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置，其特征在于：

所述水量蒸发抑制装置由材料、形状、结构完全相同的、均匀平铺在水面上的众多三棱体颗粒组成；

所述三棱体颗粒为规则的三棱体结构，具有四个面，其每个面为正三角形，三棱体颗粒放入水中在浮力作用下，总有一个表面与水面平行；

所述三棱体颗粒为中空或实体，当其倾倒入水面上或者在水面上因其它扰动造成颗粒重叠堆积后，所述三棱体颗粒能够在重力作用下自动消除堆叠达到在水面上的均匀漂浮状态。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述三棱体颗粒的密度为0.8-0.9倍水密度。

所述三棱体颗粒采用密度小于水密度的轻质板材制成。

所述三棱体颗粒采用亚克力材料制成。

所述三棱体颗粒四个正三角形表面均涂覆憎水性涂层。

所述三棱体颗粒四个正三角形表面在涂覆憎水性涂层前后的滑动摩擦力均不大于

三棱体使用量＝1.1-1.2倍总水面面积/棱体单个等边三角形面积。

当用于设有引水口的水库或蓄水池时，所述水量蒸发抑制装置还包括设置在水下防止三棱体颗粒流失的拦截网。

本申请同时公开了一种利用前述水量蒸发抑制装置抑制水量蒸发的方法，具体包括：

将所述水量蒸发抑制装置的三棱体颗粒倾倒到水库水面中，使得所述三棱体颗粒凭借自身重力和浮力作用在水面自由扩散平铺形成物理覆盖层，防止水面与空气的直接接触，切断水面水分子向空气中逃逸的途径，进而抑制水量蒸发。

进一步优选地：

向水库水面抛投足够数量的三棱体颗粒，使得各三棱体颗粒之间均匀分布于水面之上并紧密挤靠在一起，形成一个最大覆盖平面，将水面全部覆盖封闭起来。本发明具有以下有益的技术效果：

本发明水量蒸发抑制装置所采用的三棱体颗粒，具有非常好的抗风防堆积能力，风力作用下或其它扰动出现材料颗粒重叠堆积后，三棱体颗粒会在重力作用下，按照上述原理自动消除堆叠，逐渐恢复在水面的均匀漂浮状态。

本发明棱体结构为规则的三棱体，在水中受到浮力作用必然有一个棱面朝上与水面平行浮于水面，当投入水中的棱体颗粒数量较多时，各三棱体之间可以均匀分布于水面之上并较为紧密挤靠在一起，形成一个最大覆盖平面，将水面全部覆盖封闭起来。

本发明进行水面覆盖抑制蒸发，运行期几乎不需要维护，如颗粒物由于其他原因产生损失，只需要在水面再投入一部分三棱体颗粒物进行补充即可。

本发明三棱体棱体颗粒物,可以在表面喷涂憎水涂层，降低水在其表面附着，防止三棱体颗粒物表面水分蒸发造成的水量损失。同时涂层具有反射太阳光、抵挡热量作用，可减少光照对水体的增温作用，进一步降低水量蒸发。

附图说明

图1为发明自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置在水面分布示意图；

图2为本发明三棱体颗粒漂浮水面的示意图；

图3为发明三棱体颗粒结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了一种自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置。

所述水量蒸发抑制装置由材料、形状、结构完全相同的、均匀平铺在水面上的众多三棱体颗粒组成。

本发明水量蒸发抑制装置所采用的三棱体颗粒，具有非常好的抗风防堆积能力，风力作用下或其它扰动出现材料颗粒重叠堆积后，三棱体颗粒会在重力作用下，自动消除堆叠，逐渐恢复在水面的均匀漂浮状态。

本发明棱体结构为规则的三棱体，其每个棱面都为正三角形，由于三棱体的独特几何结构，在水中受到浮力作用必然有一个棱面朝上与水面平行浮于水面，当投入水中的棱体颗粒数量较多时，各三棱体之间可以均匀分布于水面之上并较为紧密挤靠在一起，形成一个最大覆盖平面，将水面全部覆盖封闭起来。

参见附图3，所述三棱体颗粒为规则的三棱体结构，具有四个面，其每个面为正三角形，三棱体颗粒放入水中在浮力作用下，总有一个表面与水面平行；

所述三棱体颗粒为中空或实体，当其倾倒入水面上或者在水面上因其它扰动造成颗粒重叠堆积后，所述三棱体颗粒能够在重力作用下自动消除堆叠达到在水面上的均匀漂浮状态。

参见附图1、2，三棱体颗粒可以自由漂浮于水面，能够自动在水面扩散平铺，具有结构轻巧稳定特性。在施工时，只要将本三棱体颗粒倾倒到水库中即可，由于其三面棱体结构的独特结构，在重力作用下，相邻三棱体颗粒会沿棱面进行滑动，最终会在相邻三棱体颗粒之间产生平行水面方向的推力，并借助水的浮力作用，驱动三棱体颗粒在水面自动扩散平铺，直至重力作用下的水平分力消失实现新的平衡。

三棱体颗粒材料为亚克力(不限于)等轻质板材，材料应具有稳定性好，耐磨，耐高温、耐多种化学品腐蚀等性能，且三棱体颗粒的密度为水密度0.8-0.9倍为宜，所述三棱体颗粒四个正三角形表面在涂覆憎水性涂层前后的滑动摩擦力均不大于以确保棱体结构可以漂浮于水面之上，棱体上表面与水面有一定高差形成空气隔离层，更加有效隔离外界因素对水体表面的影响，使覆盖效果更好。

三棱体表面做涂层，使涂层憎水且具有反射太阳光、抵挡热量作用，以减少光照对水体的增温作用，进一步降低蒸发。

使用这种三棱体颗粒进行水面覆盖抑制蒸发，运行期几乎不需要维护，如颗粒物由于其他原因产生损失，只需要在水面再投入一部分三棱体颗粒物进行补充即可。

该三棱体颗粒结构装置可在工厂批量化生产，生产的成品可直接倾倒于蒸发较大蓄水池、水库等水体中，颗粒可以在重力与浮力作用下自动均匀分布漂浮在水面上。

本申请同时公开了一种利用前述水量蒸发抑制装置抑制水量蒸发的方法，具体包括：将所述水量蒸发抑制装置的三棱体颗粒倾倒到水库水面中，使得所述三棱体颗粒凭借自身重力和浮力作用在水面自由扩散平铺形成物理覆盖层，防止水面与空气的直接接触，切断水面水分子向空气中逃逸的途径，进而抑制水量蒸发。

向水库水面抛投足够数量的三棱体颗粒，使得各三棱体颗粒之间均匀分布于水面之上并紧密挤靠在一起，形成一个最大覆盖平面，将水面全部覆盖封闭起来。

在进行水面蒸发防护时可以精确计算使用量，一般按照：三棱体使用量＝1.1-1.2倍总水面面积/棱体单个等边三角形面积来计算。棱体棱长可以根据所需防护水库所在地区的气候特点来确定和调整，如果所在区域多风并风力较大，可以将三棱体体积加大，以增加抗风能力。

本发明自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置生产、使用简单，成本较低，维护费用低，能有效抑制水体的蒸发。

本发明自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置中的三棱体颗粒主要状态是漂浮于水面，对设有引水口的水库或蓄水池，只需在水面水深一定范围内设置拦截网，即可防止三棱体颗粒流失。

本发明自动覆盖水面的水量蒸发抑制装置中的三棱体颗粒漂浮物覆盖结构设计可有效降低水面蒸发，由于这种棱体结构生产成本低、易推广、防蒸发效果好，可以广泛普及应用到西北缺水、高蒸发量地区的蓄水池、水库抑制蒸发，具有良好的社会效益和经济效益。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。