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[0015]1、将风力提水技术从传统领域引入水环境保护领域，同时实现水力循环与跌水曝气充氧两项技术的耦合功能；
[0016]2、由于所用风力提水设备启动风速低，可以在风能资源较差的区域推广应用，而且一年内的保障运行时间更长，适用范围广，运行时间长；
[0017]3、无需油、电等任何常规能源，提水成本极低，只要有风带动风车的风轮转动，风车便可永无止境地将水从深浅不一的水井、湖泊、水库、河流、池塘里抽送到任何需要的地方；
[0018]4、风力提水设备安装简单，易于投入使用；自动化程度高、便于维护，每年仅需为齿轮箱更换一次润滑油；经久耐用，维修方便，在正常使用和维护下，其使用寿命超过30年；
[0019]5、既可以用于城市河流湖库水体水环境质量改善工程，也可以在“老、少、边、穷”及山区农村推广应用；既可以作为单项技术，也可以与人工湿地或岸边带技术结合，应用地表水体环境改善与生态修复工程。
[0020]本发明所采用的风力提水设备均属于景观型产品，无疑具有较高的景观美学价值，能够有效提升周边环境品质。
【附图说明】
[0021]图1为本发明在某小区水景工程应用的平面布置不意图，
[0022]图2为本发明在鱼塘应用的平面布置图，
[0023]图3为本发明在鱼塘应用的平面布置图。
【具体实施方式】
[0024]将河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体通过人工沟渠和/或输水管道及其上设置的提水风车，将自然风能转化为机械能驱动水体外部循环，提水形成落差之后以不同的跌水方式回至河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体，实现对湖泊、水库、池塘或城市景观水体中的人工湖曝气充氧，促进水体的流动和增加水体中的溶解氧。
[0025]所述提水风车启动风速为1.6-2.0m/s ;
[0026]所述提水落差为1.0-20m。
[0027]所述跌水方式为自然跌水、喷泉跌水、单级跌水或多级跌水。
[0028]本发明的提水风车2为具有风暴自动保护功能的风车，采用铁人风车(武汉)有限公司生产出售的全套系列产品，可在小于二级风的1.6-2.0m/s风速实现启动，最大提水高度400m，最大提水流量可达500m3/h。
[0029]下面参照附图，用具体实施例详述本发明。
[0030]实施例1:
[0031]参照图1，图中箭头发现表示水流方向。武汉某小区水景工程采用风力提水设备提取自然河流I的河水进入小区人工沟渠5和人工湖4，经过循环后溢流回自然河流。取水自然河流的水质常年为V类，作为小区水景工程的水源；小区水景由人工沟渠5和人工湖4组成，人工沟渠5和人工湖4内种植有挺水植物和浮水植物，采用生态岸坡，水面面积约20000m2，人工沟渠水流路径长约2km ;风力提水设备的设计提水高度为4m，出水的跌水高度为0.5m。这个原本旨在营造与自然环境相协调的生态型社区的水景工程，不仅实现了建筑布局与水体景观的充分融合，而且改善了水质。通过近一年的监测结果表明，风车提水进入小区景观水体循环后溢流出水水质优于河流的进水水质，特别在中间的人工沟渠水质有时可达到IV类，进水区的溶解氧明显高于取水自然河流和出水区的溶解氧，另外小区水体的溢流出水作为河流的补给水源水质达标。风力提水不仅实现了景观水体的水循环，而且增加了水体的溶解氧，提高了水体的自净能力。该风力提水设备累计运行时间超过3000h/a，运行成本不超过5000元/年。
[0032]实施例2:
[0033]参照图2，图中箭头发现表示水流方向。武汉东西湖某鱼塘8，面积约4500m2，采用风车提水改善鱼塘水环境，提水风车2从鱼塘一边提水通过输水管道9输送至另一边的跌水台阶6，以两级跌水的形式回流，跌水高度超过lm，增加对塘水溶解氧的补充。为防止短流和死角，鱼塘8内设置了一条导流堤7，促进养鱼塘水体氧浓度的均匀，最终使养鱼塘水体整体上有一个细微流动，同时得到外界氧源的不断补充。经过近两年的运行，鱼塘水体质量得到明显的改善，死鱼现象大大减少，鱼塘年产量增加15%左右，渔民收益相应提升。
[0034]实施例3:
[0035]如图3所示，图中箭头发现表示水流方向。湖北省某水库，为重要的饮用水水源地。为防治库湾库营养化问题产生，保障水源地水质安全，采用提水风车构建库湾水循环系统，通过人工沟渠5、提水风车2将库湾水体10提升至库岸高处，再让水体沿着山谷下跌，形成曝气和净化过程。工程主体为提水风车2、生态塘12和生态透水坝11构成的水库库湾水体循环系统。提水风车为库湾水循环系统的动力来源，位于水库库岸山腰。输水管道9沿山脊分布，使风车提起来的库湾水体能够输送到生态塘和透水坝。提水风车位于海拔173m的山腰，提水高度在20m以上，设计提水量为60m3/天。生态塘12在海拔193m的坡顶构建，塘内种植水生植物，一方面能够储存风车提水，稳定水力条件，一方面对水体起到净化作用。生态塘12两个串联，有效容积为140m3。生态透水坝11依山谷而建，共有三级，分别在海拔185m、175m和170m处。
【主权项】
1.利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，其特征在于:将河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体通过人工沟渠和/或输水管道及其上设置的提水风车，将自然风能转化为机械能驱动水体外部循环，提水形成落差之后以不同的跌水方式回至河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体，实现对湖泊、水库、池塘或城市景观水体中的人工湖曝气充氧，促进水体的流动和增加水体中的溶解氧； 所述提水风车启动风速为1.6-2.0m/s ; 所述提水落差为1.0-20mo2.根据权利要求1所述的利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，其特征在于:所述跌水方式为自然跌水、喷泉跌水、单级跌水或多级跌水。3.根据权利要求1所述的利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，其特征在于:提水风车(2)为具有风暴自动保护功能的风车，最大提水尚度400m，最大提水流量 500m3/h。4.根据权利要求1所述的利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，其特征在于:鱼塘(8)内设置了一条导流堤(7)。5.根据权利要求1所述的利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，其特征在于:提水风车(2)、生态塘(12)和生态透水坝(11)构成水库库湾水体循环系统；提水风车位于水库库岸山腰，输水管道(9)沿山脊分布，生态透水坝(11)依山谷而建，生态塘(12)在坡顶构建，提水风车提水高度在20m以上。
【专利摘要】本发明涉及一种利用自然风能提水驱动水体外部循环实现曝气充氧的方法，将河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体通过人工沟渠和/或输水管道及其上设置的提水风车，将自然风能转化为机械能驱动水体外部循环，提水形成落差之后以不同的跌水方式回至河流、湖泊、水库、池塘或城市景观水体，实现对湖泊、水库、池塘或城市景观水体中的人工湖曝气充氧，促进水体的流动和增加水体中的溶解氧。本发明将水力循环技术和跌水曝气充氧技术的有机耦合，将风力提水技术从传统领域引入水环境保护领域，具有适用范围广、运行时间长、运行成本低廉、运行管理简单、技术可移植性强、景观效果好、综合效益好等特点，适宜在风能资源差的区域及山区农村地区推广。
【IPC分类】C02F7/00
【公开号】CN105036375
【申请号】CN201510492338
【发明人】尹炜, 王超, 雷俊山, 辛小康, 李建, 卢路
【申请人】长江水资源保护科学研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月12日