[实用新型]一种水库水温分层智能调节装置

说明书

本实用新型公开了一种水库水温分层智能调节装置，包括储气室，储气室上端通过气导管与空气压缩机连接，储气室顶盖绕圆周方向设置固定槽，固定槽内设有空心配重球，固定槽一侧开孔设有喷嘴，储气室侧边通过第一电磁阀与变容仓连接，变容仓顶部、底部通过第二电磁阀、第三电磁阀与外界环境相接，变容仓侧边设置有密度传感器、液位传感器，变容仓底部通过导管与压差传感器的高压端连接，压差传感器的低压端透过底板与储气室连接，底板下设有信号接收控制器。该装置以监测的水体密度变化而探寻温跃层的位置，并智能调节变容仓内空气含量，控制装置所受浮力的大小以稳定储气室的位置，通过在设定位置曝气以快速实现打破水库水温分层的目的。

技术领域

本实用新型涉及一种水库水温分层智能调节装置，属于水利水电工程运行和控制领域。

背景技术

目前，随着水利行业的发展，大型水利水电工程的运行对防洪、航运、发电行业起到了关键性的作用，但也常对流域内的生态环境造成一定的负面影响。部分学者在水利水电工程建成对生态环境的研究中发现，由于水库为了满足蓄水的需要，其深度设计的相对较深，往往导致水库水温分层的形成。有专家通过深入分析，将水库水温分层总结为是由于库水位升高，流速减小，水体的热力学条件发生变化，从而形成了规律性的水温垂向分层结构。

水库的水温分层常分为三种，分别为温变层、温跃层和滞温层。温变层近水表面，水温主要受气温和光照的影响，水温垂向梯度较小；深水处的滞温层水温常年保持稳定，垂向梯度变化较缓；温变层和滞温层之间为温跃层，厚度较薄，温度和密度沿垂向出现急剧变化。而对于水库而言，其泄水的水位高程一般位于滞温层以上，常处于温跃层和温变层范围内，温度变化较大。由于水库水温分层后，当水库泄水时对下游的生态环境造成了严重的影响，具体影响如下：①在鱼类生长环境方面，据相关数据统计，水库建成后，由于水库出流孔处的水温较低的原因，下游河道的鱼苗生长数量与以往相比有大量的下降趋势；②在农业灌溉方面，灌溉用水一般从水库深孔取水，对于层型水库水温的变化主要在垂向，其水温随水深变化可能导致水库放水水温与天然河道水温有较大差异性，而深孔的低温水灌溉往往会对农作物造成减产现象。因此，相对准确的探寻泄水孔处的温跃层位置并将其与温变层进行适度的掺混对解决下游天然河道的水温分布具有重要的作用。

目前对打破水库水温分层的方法主要是通过机械搅拌的方法打破水温分层。上述方法虽然具体的操作方式不同，但其本质均是通过施加外力将稳定分层的水体制造垂直向的扰动，使得上下水体掺混，水温得以均匀化改善。机械搅拌方法是预先确定温跃层的位置，固定搅拌器后利用机械力搅拌，此种方法需要准确操控装置的空间和时间点，并且还需不断变换搅拌器的位置，耗费较大的人力物力。

垂向曝气方法是将曝气装置置于水库底部，并利用高压气泵向水体垂直曝气，借助气泡群的浮力能够很好的扰动水体，但是此种方法从水库底部开始曝气，不仅对滞温层这类温度变化不大的水体改善不大，而且不能自动识别所要重点改善的温跃层水体，对水温分层改善的效果往往不佳，还造成了对资源的浪费。综上所述，迫切需要一种既能够有效打破水温分层结构，又能智能识别所要着重掺混的水体深度的装置。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种水库水温分层智能调节装置，利用水体密度随水温变化的自然规律，以监测的水体密度变化而探寻温跃层的位置，并智能调节变容仓内空气含量，控制装置所受浮力的大小以稳定储气室的位置，通过在设定位置曝气以快速实现打破水库水温分层的目的。

本实用新型的技术方案为：一种水库水温分层智能调节装置，包括储气室，所述储气室上端通过气导管与空气压缩机连接，所述储气室顶盖绕圆周方向设置固定槽，所述固定槽内设有空心配重球，所述固定槽一侧开孔设有喷嘴，所述储气室侧边通过第一电磁阀与变容仓连接，所述变容仓顶部、底部通过第二电磁阀、第三电磁阀与外界环境相接，所述变容仓侧边设置有密度传感器、液位传感器，所述变容仓底部通过导管与压差传感器的高压端连接，所述压差传感器的低压端透过底板与储气室连接，所述底板下设有信号接收控制器。