基于高原温差利用废弃混凝土构建的高原灌溉发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及灌溉发电领域，尤其是一种利用高原温差设计的适合于高原地区饮水、发电、灌溉的系统。
【背景技术】
[0002]我国有四大高原，分别是位于我国西南部的青藏高原，面积约占全国的四分之一。其平均海拔在4000米以上，是世界上海拔最高的大高原;位于我国北部的内蒙古高原，位于大兴安岭以西，向西延伸到祁连山麓，是我国的第二大高原;黄土高原，西起祁连山脉东端，东到太行山麓，北林内蒙古高原，以古长城为界，南到秦岭;云贵高原，主要包括云南省东部和贵州省大部。地势西高东低，平均海拔从2000米下降到1000米。由于高原地形地貌复杂，地表水不易积蓄，水土流失面大，雨季的降水不能有效蓄积，而旱季又干旱缺水，由于多雨，高原上的河流水量大，许多河流长期切割地面，形成许多又深又陡的峡谷，造成水土流失问题。由于有效降雨没有得到及时的保留，致使农业生产和百姓生活对天气的依赖性很大，基本上处于靠天吃饭的情况，严重制约着当地农业的发展，影响着人们的正常生产和生活。
[0003]2010年我国房屋竣工面积为277450.2万m2，比2009年增长13.06%，以此速度估算，2011年全国房屋竣工面积可达313685.22万m2。照此估算，2011年全国旧有建筑物拆除产生的建筑垃圾至少达31368.52万t。通常废弃混凝土约占建筑垃圾的48.35%，S卩2011年全国旧有建筑物拆除可产生约15166.68万t的废弃混凝土。目前，我国对于建筑物拆除产生的固体废弃物绝大部分是直接填埋或堆放，大部分没有再利用。而由此造成固体废弃物侵占土地，污染土壤和水体、水泥生产消耗大量能源并造成严重的环境污染等等问题。1977年日本就制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，随后在各地建立了处理建筑垃圾的再生利用工厂。美国对再生混凝土的性能做了系统性的研究和试验，目前将废弃混凝土再利用主要在公路路面。
[0004]小型和微型水电站主要是径流式电站，只需很小的水窖或不需要水窖。一个好的电站规划可以与周围的生态环境融合为一体，对周围环境不产生负影响。在丰水期间，当主供线路跳闸后，由于小水电的存在使得变电站孤网运行或缓慢失压，而目前常规的备自投装置，动作条件为母线失压，需要等待该地区所有的小水电解列后才能动作，等待时间长达数十秒甚至数分钟，影响了地区供电可靠性。同时，孤网运行期间电压、频率极不稳定，导致地区电能质量低下，甚至损坏用户设备。目前我国各省市的小型和微型水资源的开发程度差别非常大，还有广阔的市场开发空间。
[0005]冻害是除氯盐腐蚀以外影响混凝土结构耐久性的又一重要因素。冻融破坏已经成为我国东北、西北和华北地区水工混凝土建筑物老化病害的主要问题之一。如果冻融交替与其他有害环境因素共同作用时，混凝土的破坏将更为严重，混凝土工程的使用寿命会大大缩短对于普通混凝土的抗冻性，我国现行规范GB 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》采用质量损失率和相对动弹性模量下降(或抗压强度损失率)进行评估。在研究、评估再生混凝土抗冻性时，大部分学者仍然采用这两个评估指标，但发现质量损失率已不能及时、准确地反映再生混凝土因冻融循环而导致的内部损伤。再生混凝土的冻融破坏是否遵循普通混凝土的冻融破坏规律有待进一步探索，在荷载和多重环境因素共同作用下的抗冻失效机制尚不清楚，应进一步加强研究。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种基于高原温差利用废弃混凝土构建的高原灌溉发电系统;借助自然地形地势，便利地将水源地的水引出，还可有效蓄水、便于灌溉且节约水资源，从而解决高原山区引水难、缺水用、用水受困的问题，并提高水资源的利用率。
[0007]本实用新型是这样实现的，构造一种基于高原温差利用废弃混凝土构建的高原灌溉发电系统，其特征在于:包括引水系统、蓄水系统、灌溉系统、发电系统；
[0008]所述引水系统包括溪流A、溪流B、溪流C、溪流D、输水管道A、输水管道B、输水管道C、输水管道D、输水管道E、输水管道F、输水管道G、输水管道H、输水管道1、输水管道J、输水管道K、输水管道L、输水管道M、输水管道N、输水管道0;
[0009]所述蓄水系统包括蓄水池A、蓄水池B、蓄水池C、蓄水池D、蓄水池E、蓄水池F和水空.口 ，
[0010]所述灌溉系统包括喷灌系统A、喷灌系统B、喷灌系统C、喷灌系统D、喷灌系统E、喷灌系统F ；
[0011]所述发电系统包括发电机;发电机位于水窖处；
[0012]其中；蓄水池A和溪流A、溪流B、溪流C、溪流D的地势高度高于其余蓄水池的地势；
[0013]上述不同的溪流用于连通不同的蓄水池，所述输水管道用于实现蓄水池之间的连通和蓄水池至发电机之间的连通;上述喷灌系统又与蓄水池或水窖连接。
[0014]根据本实用新型所述基于高原温差利用废弃混凝土构建高原灌溉发电系统，其特征在于:还包括人工饮水系统，所述人工饮水系统包括饮水系统A、饮水系统B、饮水系统C、饮水系统D、饮水系统E、饮水系统F。
[0015]根据本实用新型所述基于高原温差利用废弃混凝土构建的高原灌溉发电系统，其特征在于:所述输水管道是利用建筑废弃混凝土制成的。
[0016]本实用新型所述的基于高原温差利用废弃混凝土构建的高原灌溉发电系统，针对建筑废弃物处理本系统将建筑废弃混凝土再加工，制成灌溉管道，有利于更好利用材料，防止污染。
[0017]针对水力发电本系统借助自然地形地势，便利地将水源地的水引出、灌溉，产生水头，再将所有管道水集中，产生更大压力，通过安装发电机利用智能自启装置使其更稳定发电。
[0018]针对再生混凝土抗冻性本系统利用增浆法、降低水灰比等方法以获得和天然骨料混凝土一样的抗冻性能。
[0019]本实用新型包括引水系统、蓄水系统、灌溉系统、发电系统组成;所述引水系统包括水窖或溪流和接通水窖或溪流的输水管道;所述蓄水系统包括蓄水池、水窖;所述灌溉系统包括喷灌系统、滴灌和渗灌系统，喷灌系统由输水管道及其管道周边喷灌开关构成，滴管系统渗灌系统由输水管道自身特性决定。
[0020]一种基于高原温差利用废弃混凝土构建高原灌溉发电系统，可以由三类灌溉方式相互结合，第一类利用再生混凝土内部空隙特性，通过渗流开展灌溉工作;第二类利用高原昼夜温差，在管道周围凝结的水珠灌溉;前两类均可用于该时段降雨较多情况，针对特别干旱情况，本系统专门在管道设置喷灌装置，通过对该地区水压预测，通过计算，在管道周围安置喷灌开关，喷灌开关的具体位置详见图1，喷灌开关周围圆圈为该喷头所覆盖灌溉区域，满足相互灌溉不重叠原则，以更好节约水资源。普通时节灌溉可以利用管道渗流、昼夜温差在管道周围形成的水珠灌溉;在干旱时，可以利用管道周围设置的喷灌，进行重点灌溉，有利于及时把控、及时调整，节约水资源。
[0021]本实用新型的输水管道可以是利用建筑废弃混凝土制成的。利用废弃混凝土制做灌溉管道需要两个步骤，首先废弃混凝土制作再生骨料。用废弃混凝土制作再生骨料的过程和天然碎石骨料制作过程相似，两者都基本利用不同的破碎设备、筛分设备、传送设备等合理的组合在一起的生产工艺，与此不同的是由于废弃混凝土中含有木材、钢筋等杂质，需要采取一定措施将杂质去除;再利用再生骨料制作灌溉管道，由于制作再生骨料过程会破碎会使得颗粒之前间隙变大，通过空隙渗流，这也在一定程度上满足管道可以滴管的要求。在制作灌溉管道式采用增浆法、降低水灰比处理，增浆法是对再生粗骨料进行预裹浆，使得水泥浆或者由水泥浆和骨料中某些成分反应产生的生成物填充了孔隙或将再生骨料本身的微细裂纹粘合，因此，粗骨料的内部缺陷相对另外两种有所减少，所以经过冻融循环后，仍然能保持一定性质；同等条件下，降低水灰比能提高再生混凝土的抗冻性能。
[0022]本专利的发电系统是利用将水头集中，安装小型发电机，利用智能型自启装置完成发电。当水量较少不能满足正常发电时，系统会停止发电，进行蓄水过程;若水量满足发电，则系统进入发电过程，发电后若电压过低，则切开所有水电上网线路，等到其满足母线无压条件，进行供电;若电压和频率过高，则逐轮切开部分水电上网线路，返回发电循环;若电压过高、频率过低，则，检测母线与热备用线路电压、频率、相角，进行准同期并网处理。
[0023]本专利的蓄水池为阶梯式设置，每下一级蓄水池的地势高度低于上一级蓄水池，各级蓄水池之间通过管路连接。
[0024]本专利提供的是一种特别适用于高原山区的“一带一路”式引水、蓄水、节水灌溉、发电系统。该系统利用自压力的原理，用输水管道将地势较高的水窖或溪流里的水引入地势较低的蓄水池中，再将蓄水池中的水引入到地势更低的一个个水窖中，灌溉系统又与蓄水池