[发明专利]一种抑制大型明渠水分蒸发及太阳能、水流发电系统

说明书

一种抑制大型明渠水分蒸发及太阳能、水流发电系统，包括多个相同的基本功能模块，多个基本功能模块相互拼接固定以覆盖水面，任意基本功能模块均包括浮设在水面上的框架式承载台、设置在框架式承载台上部的太阳能发电机构、设置在框架式承载台下部的水利发电机构以及设置在框架式承载台内的抑制蒸发机构，框架式承载台的上表面及侧周面上均铺设有非透明柔性材料制作的薄膜并由薄膜合围出蒸发抑制腔，抑制蒸发机构为设置在蒸发抑制腔内的水雾喷头，水雾喷头的进水端通过液泵与明渠的深水区相连。本发明可降低水分蒸发损耗，并合理利用明渠占据位置的自然资源，形成可观的经济效应。

技术领域

本发明涉及水利工程领域，具体的说是一种抑制大型明渠水分蒸发及太阳能、水流发电系统。

背景技术

随着全世界人口数量的增长，对于人类生存事关重要的水资源显得越来越紧缺。水资源中可供人类直接使用的河流水、湖泊水和地下水仅占全球总水量的0.3％，河流水、湖泊水中的大部分以蒸发的形式返回到大气中参与水文循环，因此真正可供人类使用的淡水资源量远不足0.3％。而蒸发是自然界水文循环过程中的主导因素之一，是水量平衡要素的重要组成部分。因此，通过抑制水面蒸发减少蒸发损耗，对保护干旱半干旱地区水资源量有着重要的现实意义，同时，对实现水资源高效合理利用有重要的指导价值。

目前关于水面蒸发的研究主要集中于影响蒸发因子识别、蒸发模型创建、蒸发量计算以及抑制水面蒸发技术创新等。对于抑制水面蒸发技术的研究主要有以下三个方面：

(1)化学试剂法

2006年夏萍等以十六醇作为抑制水面蒸发的材料，蒸发抑制率为50％；为阻止分子膜在水中扩散，2014年杨坤等、马艳采用在水面上架设漂浮网格的方式对分子膜抑制水面蒸发效果进行了研究，研究表明：有网格蒸发抑制率为26％～30％，而无网格的分子膜蒸发抑制率为7％～12％。但化学试剂稳定性差，极易受到风浪力等因素的干扰。

(2)水生植物法

王积强、丁成进行了水花生、蒲草等对蒸发的影响实验，平均抑制率为10％～30％。但因植物自身蒸腾作用，该方法抑制水面蒸发率较低，未得到推广。

(3)物理覆盖法

2004年严新军等提出采用苯板覆盖抑制水面蒸发，但仅对苯板在风浪中受力情况进行了研究，并未对抑制水面蒸发效果进行研究；2006年西班牙Martinez-Alvarez对用不同颜色的单、双层聚乙烯网和单层铝网覆盖水面进行了实验研究，实验结果表明：黑色聚乙烯单层网的节水效果最为显著；2009年Al-Hassoun等利用棕榈树叶作为抑制水面蒸发的材料，95％、50％覆盖率分别对应的抑制蒸发率为63％、26％；2011年Assouline等研究发现水面蒸发抑制率与覆盖面积不成正比例关系，及相同覆盖面积下，单孔覆盖比均匀分布的多孔覆盖蒸发抑制率高；2015－2016年张晓浩等、李存立等对PVC浮板覆盖下干旱区平原水库蒸发抑制率进行了研究，节水效果显著，虽对水面蒸发抑制效果显著，但因覆盖材料自身结构特点，在大风中有可能被刮离库区或造成材料被损，增加工程运行成本；2017年韩克武，侍克斌等的PE材料具有无毒、憎水、耐腐蚀、自身结构稳定、强度高等优点，但由于小球的滚动性只能用于特定的静水区域，且成本问题和跟换问题有待考究。

以上研究都是考虑的水库、池塘等静水区域的水面蒸发抑制研究，但是有关明渠水面蒸发及利用的相关研究较少甚至无从考究。随着中国南水北调工程的竣工，南水北调中线大多采用明渠输水，长度约1432公里，宽度大多超过30米，每天都有大量的水被蒸发，水量损失很大，所以急需一种产品来抑制明渠的水分蒸发。

发明内容

本发明旨在提供一种抑制大型明渠水分蒸发及太阳能、水流发电系统，降低水分蒸发损耗，并合理利用明渠占据位置的自然资源，形成可观的经济效应。