[发明专利]用浮体防止蒸发增加水库湖泊淡水并利用阳光发电的方案

说明书

技术领域

本发明属于水利、气象、太阳电池、绿色环保工程领域。

背景技术

本发明是针对地球加速变暖，使许多地区如：中国西北及北方、澳洲大部、非洲大部、广大西亚地区、北美洲中部、南美洲东部等，都因严重干旱，发生了人类及动植物赖以生存所必需的淡水严重缺乏而提出来的。

在国际上为解决淡水缺乏问题，采用了水库蓄水、污水净化、海水淡化等措施。还有向水库倾倒大量油类将水面封闭起来、防止蒸发；也有用浮毯防止蒸发及覆盖泡沫塑料板于水面防止蒸发的方案。

发明内容

一、基本原理

全世界干旱缺水地区都存在着阳光强烈、气温高、室气干燥的特点。这些地区地表的“潜在蒸发率”都很大，比如澳洲的Broken Hill(布罗肯希尔)地区的潜在蒸发率高达2438mm；中国新疆塔里木盆地、罗布泊地区的潜在蒸发率竟高达3000mm以上。因此防止这些地区水库或湖泊甚至河流中水的蒸发就能有效地大量增加淡水的储量。

本方案是在潜在蒸发率大的水库或湖泊、河流表面密集地、尽可能多地投放浮体遮盖水面，隔断水体与大气的接触。因而消灭了遮盖面积下方水体蒸发的可能性，即是使其潜在蒸发率变成为零。显然它对水库增加的淡水量等于浮体与水接触的水平面积乘以该地区的潜在蒸发率。

与此同时还由于水库被浮体遮盖了很大的面积，使得整个水库从阳光吸取的总热量减少了。特别是当浮体装了太阳电池后；或者在不装太阳电池的浮体上表面涂了反光涂料后，都将有效地减小阳光传射到水库中去的热量。这些都将使整个水库表面的平均温度下降。众所周知潜在蒸发率将随水表面温度的降低而下降，这就使得那些未被浮体遮盖的面积的潜在蒸发率也有所降低。这又能增加水库的纯净水量。

上述功能以及阳光发电功能都是浮毯防蒸发方案和泡沫塑料板防蒸发方案所不具备的，所以本方案具有独创性而且在结构上具有新颖性。

二、浮体的构造及其应用

1.每个浮体的外形如像一只巨大的坐垫，它的中部需要略微凸起。也可做成倒悬的锥体，锥体底部也要略微凸起。它们是空心的，也可以是实心的。可以用多种材料制成，如：塑料的、金属的、薄膜的、薄壳的、不吸水泡沫的、不渗水的纺织品等。若用薄膜制成的空心浮体，在投放入水库中时就要予以充气。

2.每个浮体的下方中心处装有一条软绳，其下悬挂一重锤，用它的重量来保持浮体遮盖的水平面积为最大。重锤的另一作用是防止水面遇风时可能造成的相互重叠，甚至被吹入空中。

3.不承担太阳电池发电用的浮体的上表面或薄壳上有反光涂料。

4.如果需要浮体同时承担太阳电池的功能时就在浮体的上表面贴一层太阳电池薄膜；也可在透明的薄膜或薄壳浮体中间、水平地装设太阳电池板，使它们同时成为一太阳电池单元。这种浮体下方的软绳即变为输出电能的导线。这根导线固定于一条顺水流方向的电缆上，并将电能通过电缆送到陆地上的变电站、再送入电网中去。

5.每个水库可以根据规划采用单纯增加水量用的浮体，或采用增加水量同时也发电的浮体，或者同时装用这两种浮体。

三、浮体排放在水面的形式

1.将大量单个的浮体、独立地投放于水面上。当漂浮体的数量达到密集程度时，它们将像水池中的“水葫芦”一样，一个紧贴一个地排列于水面上。因此它的下方需要重锤。

2.具有发电功能的浮体，用其下方的软绳(即电能导线)固定于水中的电缆上，就不再需要重锤了。它们的排列成行状。

3.将多个浮体相互连接在一起成为多个像木筏的大排。大排的周边装有软绳及铁锚，将大排定位于水库中。它们的下方也就不需要软绳及重锤了。

效益估算

关于浮体增加水量的经济效益可以简单而又比较准确地估算如下。

1.设某水库地区的潜在蒸发率为2000mm＝2m水柱/每年。因此每投放一个面积为1m²的浮体于水库中，每年就可以增加2立方米的纯净水。

假定每个浮体的寿命为5年，则它在5年内就为水库创造了10立方米的水。

假定每个浮体的制成及装置费为4美元。因此每立方米水的生产成本为：4美元/10m³＝0.4美元/m³。

按文件介绍：美国海水淡化工厂每立方米水的生产成本为1～4美元。由此可知本方案的经济效益远高于海水淡化、废水净化。

2.还有一个简单而又直感的估算办法：就是当潜在蒸发率变为零时，就意味着每年增加的淡水把水库水位提高了2m。若考虑到浮体遮盖面积仅为水库水面的80％，也等于把水库水位提高了1.6m。