專利名稱：河口淡水的遠(yuǎn)距離輸送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及江河入?？诘牡Y源進(jìn)行再次利用，對(duì)江河入海口的淡水通過(guò)海洋進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送的方法。
眾所周知，地球表面海洋占71％、陸地占29％，但是人類賴以生存的淡水資源及其稀少，占70％的淡水資源集中在南極和格陵蘭地區(qū)難以利用。隨著全球人口的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，淡水資源日趨匱乏，全球植被面積的減少，沙漠化程度進(jìn)一步擴(kuò)大，城市供水日趨緊張，使全球的生態(tài)環(huán)境日趨惡化，已經(jīng)影響到全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。從另一個(gè)角度分析，地球上一部分地區(qū)淡水資源還是很充裕的，如南美洲亞馬孫河流域、非洲的剛果河流域、亞洲的長(zhǎng)江流域等。由于這些地區(qū)淡水資源充沛，大量的淡水還沒(méi)有充分利用，卻源源不斷的流入海洋。
當(dāng)人們步入21世紀(jì)的時(shí)候，人們認(rèn)識(shí)到只有對(duì)淡水資源進(jìn)行開源和節(jié)流，提高淡水資源的利用率，才能改善全球的生態(tài)環(huán)境，才能保持全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
目前世界各國(guó)調(diào)節(jié)水量的方法通常是從淡水資源充沛地區(qū)江河的上中下游，通過(guò)泵站抽取一定的淡水量，經(jīng)加壓后從陸地輸送到缺少淡水的地區(qū)。這種方法有如下的不足1、調(diào)節(jié)水量一般不能太大，因?yàn)槌槿〗又猩嫌蔚畷r(shí)，將影響到江河下游的供水量。2、在陸地上鋪設(shè)相當(dāng)數(shù)量的人工河道或管道，會(huì)受到地理環(huán)境的制約，如山川、江河城鎮(zhèn)、工業(yè)設(shè)施的制約。3、所建造的人工河道、管道、不可避免占有大量農(nóng)田的陸地資源，因此建設(shè)成本較高。
鑒于上述方法的不足，本發(fā)明的任務(wù)提出一種把江河入?？诘牡M(jìn)行再次利用的方法，并通過(guò)海洋把江河入?？诘牡M(jìn)行遠(yuǎn)距輸送，提高了淡水資源使用的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明特別適用于全球大江大河口的大量淡水進(jìn)行遠(yuǎn)距輸送，具有投資費(fèi)用少，建造方便，成本低的特點(diǎn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是鋪設(shè)在海洋中的管道不占用人類賴以生存的陸地資源；其次，海洋內(nèi)所鋪設(shè)的管道由于內(nèi)外壓力基本相等，可以不必考慮管道內(nèi)淡水的自重，即使鋪設(shè)巨大口徑管道，管道的壁厚可設(shè)計(jì)得很薄，因此管道材料的成本大大低于陸地上鋪設(shè)管道的成本；再次，鋪設(shè)在海洋中的淡水管道一般鋪設(shè)在大陸架上，水深較淺，施工成本較低。四，海洋中管道內(nèi)淡水的遠(yuǎn)距輸送，無(wú)須能耗。
典型的例子如通過(guò)非洲的剛果河河口和南美洲的亞馬孫河河口引取一定比例的淡水，若按引取上述河流多年平均流入海洋淡水量的10-20％，分別可獲得年入?？诩s1600億立方米和3500億立方米淡水，分別從非洲西海岸大西洋海底的大陸架鋪設(shè)引水管道，和從南美洲的亞馬孫河河口鋪設(shè)橫穿大西洋海底的引水管道，對(duì)面積770萬(wàn)平方公里的非洲撒哈拉地區(qū)和阿拉伯地區(qū)輸送淡水，在撒哈拉沙漠地區(qū)自西向東建造兩條平行人工主河道，并建造連接兩條人工主河道的河道或管網(wǎng)從亞馬孫河河口引取淡水的海底引水管道從摩洛哥南部海岸登陸，建造的人工主河道途經(jīng)阿爾及利亞、利比亞、埃及、經(jīng)西奈半島，再進(jìn)入阿拉伯地區(qū)的巴勒斯坦、以色列、約旦、最終輸送進(jìn)入阿拉伯半島的沙特阿拉伯地區(qū)；從剛果河河口引取淡水的海底引水管道從毛里塔尼亞海岸登陸，建造的人工主河道途經(jīng)馬里、尼日爾、乍得、在蘇丹境內(nèi)轉(zhuǎn)向北面，在埃及境內(nèi)與另一條人工主河道匯合。由于撒哈拉地區(qū)地勢(shì)較為平坦，一般自流狀態(tài)輸送淡水，只要增加少量壓送泵站即可。本發(fā)明可徹底改變?nèi)龉衬貐^(qū)和阿拉伯地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，把上述地區(qū)改造成為森林、草原和農(nóng)田，也有利于地下礦藏資源的開發(fā)。受益面積在400-500萬(wàn)平方公里范圍內(nèi)，從而可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
又如引取中國(guó)長(zhǎng)江年入?？诩s1200-1800億立方米淡水，從崇明島北側(cè)的長(zhǎng)江入?？跒橹饕谝〉?，通過(guò)鋪設(shè)在黃海大陸架海底引水管道，進(jìn)入渤海海域后向北京、天津供水。黃海大陸架水深較淺，管道一般鋪設(shè)在60-80米的海水深度范圍內(nèi)。其主要淡水量在秦皇島市與錦州市之間海岸登陸，通過(guò)梯級(jí)泵站壓送翻越努魯兒虎山，進(jìn)入內(nèi)蒙古高原后，主要干流向西輸送淡水，途經(jīng)黃河河套的陰山北側(cè)進(jìn)入甘肅省北部，直至新疆的博斯騰湖，并向日趨枯竭的塔里木河進(jìn)行補(bǔ)充水源；并可向新疆輸送淡水的分支穿過(guò)庫(kù)姆塔格沙漠，沿塔里木盆地南側(cè)的若羌、且末、民豐、和田、葉城等一線輸送淡水。把占地33萬(wàn)平方公里的塔克拉瑪干沙漠改造成為森林，草原和農(nóng)田；由阿爾金山山口再經(jīng)梯級(jí)泵站壓送，從青海省西北部輸送淡水進(jìn)入柴達(dá)木盆地的沙漠地區(qū)，另一路淡水向北沿吐魯番盆地西側(cè)經(jīng)過(guò)烏魯木齊，直至準(zhǔn)噶爾盆地，以支援這些地區(qū)石油、天然氣等礦藏的開發(fā)。向新疆輸送淡水量在年600-800億立方米范圍內(nèi)。這樣有效的改善了中國(guó)北方這些地區(qū)嚴(yán)重缺少淡水的狀況。由于這些地區(qū)屬內(nèi)蒙古高原，地勢(shì)較為平坦，地下礦藏資源極為豐富，現(xiàn)正在開發(fā)石油，天然氣等礦藏。這些地區(qū)地勢(shì)一般在海拔1000-2000米的高度范圍內(nèi)，河流稀少，因此通過(guò)開挖河道，自流狀態(tài)輸送淡水，只要增加少量壓送泵站即可，在投入比較少的資金條件下，可獲得其巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有力的支持了西氣東輸和西部大開發(fā)，大大增加我國(guó)的耕地面積。如果再引取中國(guó)東南沿海如珠江、閩江、甌江江河入?？诘牡?，這樣可以改造包括蒙古人民共和國(guó)在內(nèi)的戈壁沙漠。淡水輸送的受益面積在150-250萬(wàn)平方公里范圍內(nèi)。
建議在渤海內(nèi)建造兩條跨渤海海峽和跨遼東灣的公路和鐵路大通道跨渤海海峽公路和鐵路大橋建筑在遼寧省的旅順市，經(jīng)山東省的廟島列島至蓬萊市；跨遼東灣的公路和鐵路大通道利用海灣內(nèi)沉積的大量泥沙，建在河北省秦皇島市與遼東半島的長(zhǎng)興島之間，并在兩條跨海灣通道下方，建有能通過(guò)20-30萬(wàn)噸級(jí)船舶的通航能力。大大縮短沿渤海地區(qū)的運(yùn)輸距離，提高了運(yùn)輸能力，有力的推動(dòng)了環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展。
建議把遼東灣建立成為開放式淡水貯存區(qū)域，即在干旱年份貯存淡水。
本發(fā)明所舉典型的例子表明通過(guò)江河入海口的淡水進(jìn)行再次利用，有效地改變了這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，把上述地區(qū)改造成為森林、草原和農(nóng)田，確保了非洲和亞洲經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)世界生態(tài)環(huán)境的改善和對(duì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
本發(fā)明特征是在江河入?？诘牡畢^(qū)海平面下方，設(shè)置數(shù)量不等的淡水入口管，并與鋪設(shè)在海洋底部的總管相連，海洋底部的總管一直伸展到缺少淡水的地區(qū)，并在該地設(shè)置水泵站，引取總管內(nèi)的淡水加壓后輸送到缺水地區(qū)，或在江河入?？诘牡畢^(qū)海平面下方，設(shè)置的淡水入口管道匯合后，經(jīng)水泵加壓后，再經(jīng)鋪設(shè)在海洋底部的總管輸送到缺水地區(qū)。再根據(jù)用途的不同，對(duì)淡水進(jìn)行處理或直接使用，以及入口管吸取淡水時(shí)對(duì)機(jī)械雜質(zhì)的過(guò)濾，均已不屬于本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是在海洋內(nèi)設(shè)置一個(gè)巨大的類似于“U”型連通管，連通管的一頭設(shè)置在河口淡水區(qū)水平面下方，另一頭為淡水出口管設(shè)置在缺少淡水地區(qū)或附近地區(qū)，當(dāng)水泵抽取出口管的淡水時(shí)，根據(jù)連通管的原理，河口的淡水將自動(dòng)流入管道內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充。
本發(fā)明的特征在于設(shè)置在河口淡水區(qū)的入口管道，可由若干根分管組成，同時(shí)吸取淡水后，有兩種供水方式1、先經(jīng)水泵加壓后，再經(jīng)鋪設(shè)在海洋底部的總管輸送到缺水地區(qū)。2、由河口吸入的淡水經(jīng)鋪設(shè)在海洋底的總管，水泵站從總管的出口管道抽取淡水，加壓后輸送到用戶，或兩者相結(jié)合進(jìn)行輸送。
本發(fā)明的特征在于鋪設(shè)海洋底部總管出口管道后的水泵站的高度有兩種方式1、水泵進(jìn)水口高度設(shè)置在海平面以下。2、水泵進(jìn)水口高度設(shè)置在海平面以上。

圖1可知，由于水泵站設(shè)置在海平面以下，必須建造水壩，水泵站的高度與海平面的距離越大，水壩的高度越高，則水泵站的投資越大，但海底總管內(nèi)淡水的流速增大了，管徑減小了，圖2可知，直接由水泵站抽取淡水后進(jìn)行壓送，流速增大，因此鋪設(shè)海洋底部總管管徑較小。圖3可知由于水泵站設(shè)置在海平面以上，水泵站投資減小，但是海底總管管徑較大，出口管可以擴(kuò)展為較大的淡水區(qū)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述圖1、河口淡水經(jīng)海底總管輸送后加壓原理圖。
圖2、河口淡水加壓后經(jīng)海底總管輸送原理圖。
圖3、河口淡水經(jīng)海底總管輸送后抽水加壓輸送原理圖。
圖1是河口淡水經(jīng)海底總管輸送后加壓原理圖。。
其特征是在江河入海口的淡水區(qū)海平面下方的海洋底部設(shè)置淡水輸送總管2，它的淡水入口管管口1設(shè)置在江河A的入海口的淡水區(qū)B的海水平面(或淡水平面)的下方，并與輸送總管2相連，與海平面的高度為L(zhǎng)，輸送總管2的出口管3設(shè)置在缺少淡區(qū)或接近缺少淡水區(qū)的陸地處。在該地所設(shè)置的水泵站5可以在海平面下方，水泵5入口距海平面高度為H，從出口管3內(nèi)抽取淡水后，經(jīng)管道4，水泵5加壓后經(jīng)出口管道6輸送用戶。
圖2是河口淡水加壓后經(jīng)海底總管輸送原理圖。
其特征是由江河河口A的淡水區(qū)B淡水入口管1抽取淡水后，經(jīng)水泵5加壓后，進(jìn)入海底鋪設(shè)的輸送總管2，由出口管3以及設(shè)置在陸地上的輸送總管4輸送到用戶。
圖3是河口淡水經(jīng)海底總管輸送后抽水加壓輸送原理圖。
其特征是水泵站5設(shè)置在海平面以上缺少淡水的陸地7上，根據(jù)此圖可知鋪設(shè)在海底的輸送總管2，它的淡水入口管管口1設(shè)置在江河A的入?？诘牡畢^(qū)B的海水平面(或淡水平面)的下方，水泵站5從輸送總管2的出口管3內(nèi)吸取淡水，經(jīng)水泵5加壓后由管道6輸送用戶。
權(quán)利要求
1．鋪設(shè)在海洋內(nèi)的淡水總管系統(tǒng)。其特征是它由設(shè)置在江河入海口A淡水區(qū)B的入口管系統(tǒng)1、(入口管系統(tǒng)1可以由數(shù)量不等的分管組成；各分管匯合后與總管相連，各分管管口必須低于海平面的高度匯合)，鋪設(shè)在海洋內(nèi)的總管2、淡水出口管3組成，以及設(shè)置在海平面以下的水泵站5，通過(guò)取水管4抽取出口管3內(nèi)的淡水，加壓后經(jīng)出口管6輸送用戶。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡水總管系統(tǒng)。其特征是由江河河口A的淡水區(qū)B淡水入口管系統(tǒng)1抽取淡水后，經(jīng)水泵5加壓后，進(jìn)入海底鋪設(shè)的輸送總管2，由出口管3以及設(shè)置在陸地上的輸送總管4輸送到用戶。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的淡水總管系統(tǒng)。其特征是水泵站5設(shè)置在海平面以上缺少淡水的陸地7上，鋪設(shè)在海底的輸送總管2，它的淡水入口管管口1設(shè)置在江河A的入?？诘牡畢^(qū)B的海水平面(或淡水平面)的下方，水泵站5從輸送總管2的出口管3內(nèi)吸取淡水，經(jīng)水泵5加壓后由管道6輸送用戶。
全文摘要
本發(fā)明涉及江河入?？诘牡Y源進(jìn)行再次利用,并通過(guò)海洋進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送,提高了淡水資源使用的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明特別適用于全球大江大河口的大量淡水進(jìn)行遠(yuǎn)距輸送,典型的例子是對(duì)非洲撒哈拉沙漠地區(qū)和阿拉伯地區(qū)提供淡水,以及對(duì)中國(guó)北方,包括蒙古人民共和國(guó)在內(nèi)的戈壁沙漠提供淡水,并對(duì)上述地區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改造,具有投資費(fèi)用少,建造方便,成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E03B1/00GK1299906SQ0013131
公開日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2000年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月24日
發(fā)明者孫克錕 申請(qǐng)人:孫克錕