一种气升式拦藻网

本技术涉及水环境防护，具体而言，涉及一种气升式拦藻网。

背景技术：

1、近年来，在经济社会高速发展背景下，水体富营养化趋势加剧，藻类水华演变为全球性水域生态治理难题。藻类暴发不仅会引发水生生物多样性衰减，释放的藻毒素与挥发性硫化物更直接威胁饮用水源安全，加剧污水处理设施运行压力，并对滨水人居环境形成多重风险。藻类预防及治理是水域治理的重要任务。

2、藻类由于对光照具有极强的依耐性，部分藻类甚至会形成较大的絮团漂浮在水体表面，因此藻类主要聚集在水体上层区域，拦藻网作为一种漂浮于水面的拦截装置，可以将高浓度含藻水，控制在一定的区域范围内，避免其污染范围进一步扩散，同时拦藻网作为一种无污染的物理分隔，一次投入可持续使用，因此在河道及湖泊藻类生态治理过程中得到了广泛的使用。但由于水体受气候，气象及功能属性的定位不同，传统的拦藻网并不能应对复杂的水体环境需求，除常规的藻类拦截外，还需要具备抗洪水冲击、船舶通航、抗水体顶托回流等复杂场景的能力。

3、目前，主流使用的拦藻网主要分为普通拦藻网、收放式拦藻网和升降式蓝藻网（栏栅。

4、普通拦藻网是在传统河道漂浮物拦网的基础上改进而来，主要是将拦网下部围裙的透水网改成完全不透水布，当拦藻网横跨在河道上后，将水体表层至水下一定深度的水体进行阻隔，限制表层水体的流动，避免高浓度含藻水的扩散。现有的传统拦网技术主要有固定式拦网、浮动式拦网、v型拦截装置，固定式拦网由坚固的材料构成，需要固定在水域的底部或河岸上的框架或支架支撑，针对水流变化，通常需要人工进行调整。浮动式拦网采用浮筒或浮漂等浮动装置，使拦网能够随水面升降。这有助于适应水位变化，但在高水位时可能影响其稳定性。v型拦截装置如一个倒置的v字，能够有效拦截水面上的垃圾和漂浮物。它相对较容易维护，但可能对水流产生一定的阻力。普通拦藻网安装后，除非人为改变，一般是固定不动的，无法自动适应水体水位大幅的变化或突发性洪水冲击，需要人工进行调整，但通常拦藻网布设在不同的河道口，位置普遍比较分散，且在较宽的河道上使用时，拦藻网自重和水流的冲击导致人工调节费事费力，难以做出及时调整。

5、收放式拦藻网在普通拦藻网的基础上，增加了电机收放及配套装置，可以实现拦藻网的完全放开和拦截，但每次需要开放拦截时，需要从河岸为起点，将拦藻网放开或者部分放开，运动范围较大，且需克服水流冲击力和阻力，能耗较大，响应时间也较慢。

6、升降式拦藻网目前是类似一种机械闸的装置，以硬质网格为主，部署于闸口等窄处，增加了人工可调节的控制单元，以机械传动为驱动力，针对水体水位变化和不同藻类拦截深度变化进行调整。升降式拦藻栏栅因为升降特性，类似于水闸，通常不能应用于较宽的河道，存在一定的使用局限性，同时由于升降运动为机械传功的原因，基桩通常更大更高，成本和占地更高，同时结构也相较复杂，维护成本也相对较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种气升式拦藻网，以克服现有技术的上述缺陷。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、一种气升式拦藻网，包括水体内部分和水体外部分，所述水体外部分包括控制单元、无线通信单元、正压气体缓冲罐、负压气体缓冲罐、三通电磁阀以及一转多通阀，所述水体内部分包括多个分段结构；每个分段结构均包括气体传输管路、充气浮体单元、充气浮体单元充放气口和固定在所述充气浮体单元下侧的深度传感器，所述充气浮体单元垂直向下连接有拦藻不透水幕，所述拦藻不透水幕的下端连接有下沉单元；所述气体传输管路的一端均与所述一转多通阀连接，另一端均与充气浮体单元充放气口连接；所述三通电磁阀的一端与所述一转多通阀连接，另外两端分别与正压气体缓冲罐和负压气体缓冲罐连接；每段气体传输管路的进气口处设有通道气体电磁阀；所述分段结构的个数根据实际拦截长度确定；所述控制单元多所述多个分段结构进行分段控制；进一步的，所述下沉单元包括混凝土沉块和牵引绳，所述牵引绳连接所述拦藻不透水幕下端和混凝土沉块；所述无线通信单元为4g或5g无线通信网络；所述拦藻不透水幕为pvc（polyvinyl chloride，聚氯乙烯)材质，且最下端设有隔层，隔层内配置重铁链。

4、进一步的，所述水体外部分还包括空气压缩机和真空泵，当正压气体缓冲罐中的气压低于第一控制阈值时，所述空气压缩机将自动启动，并向正压气体缓冲罐中补充压缩空气；当负压气体缓冲罐中的气压高于第二控制阈值时，所述真空泵将自动启动，并将负压气体缓冲罐中的气体抽出。

5、进一步的，每段气体传输管路上还设有通道气体压力传感器，用于监测每段气体传输管路和相应充气浮体单元内部的气体压力；所述充气浮体单元的上端设有安全泄压阀，用于在充气浮体单元内部压力过大时，自动进行泄压放气。

6、进一步的，所述水体外部分还包括相互连接的锚杆和牵引钢丝绳，以及固定在所述牵引钢丝绳上的拉力传感器；所述牵引钢丝绳连接绑定拦藻网，所述锚杆插入河岸进行固定，拉力传感器用于监测牵引钢丝绳上的拉力值，防止拉力过大导致拦藻网损坏。

7、进一步的，所述控制单元、正压气体缓冲罐、负压气体缓冲罐、空气压缩机和真空泵均设置在河岸监控室内，所述监控室内外均设有摄像头，监控室内的摄像头用于监控室内设备，监控室外摄像头用于监控水面状况及所述水体内部分工作状况；所述监控室外设有声光报警器，用于每次充放气开始或结束前的安全警示。

8、进一步的，所述水体外部分还包括远端云服务平台，用于接收所述控制单元上传的数据以及建立其他数据库，所述其他数据库收集水体流速、叶绿素浓度和气象信息；所述云端服务平台还对接收的所有数据通过运算模型进行计算和存储。

9、进一步的，所述远端云服务平台包括web访问功能模块和可视化显示模块，所述可视化显示模块通过可视化界面将接收的数据和预测结果进行展示；所述web访问功能模块用于将异常指标通过短信通知给相关工作人员或通过预设的逻辑向控制单元发出远程控制指令，对拦藻网状态进行调整。

10、与现有技术相比，本技术的有益效果是：

11、1、相较普通拦藻网，本技术可以实现拦网的动态管理，可以随着水位的变化自适应变化，也可通过控制中心4g或5g网络快速轻松的调节，通过远程网络和监控实现拦藻网的状态改变，不用人员去现场，可同时进行多套设备运行，不仅高效，而且省时省力。

12、2、相较升降式拦藻水闸，本技术可应用的河道宽度范围更广，采用更小的基桩，投资更小。

13、3、更高的智能和安全性，本技术包含多型传感器和自动化的控制逻辑，具有一定的自主判断能力，可以在无人值守的情况下，针对多种突发状况及时做出判断和响应，

14、4、本技术可通过远程控制在河道上形成缺口，方便船只通过，提高了船只的通航性。

15、5、本技术使得藻类顶托现象扩散防治更加有效，在顶托现象发生或者上游来水较小时，对下游高浓度含藻水进行拦截，在上游来水较大的时候，又可以在水面上层形成缺口，不影响水体的流动，同时将少量逸散过拦藻的表层含藻水又冲击到下游。

16、6、本技术可进行分段控制和拦截，可以灵活的拦藻，特别是在特定情况下，对河岸两边聚集藻进行拦截，并维持河流中间开放流动，既能拦藻，又保持河水流动和通航。