[发明专利]一种库湾水华的自适应调控装置及其方法

权利要求书

1.一种库湾水华的自适应调控装置，其特征在于：包括设置于可移动船体上的装置本体；所述装置本体内包括第一直线电机、第二直线电机和旋转电机；所述第一直线电机通过第一滑块活动固定于横向轨道上；所述旋转电机固定于竖向丝杆上，竖向丝杆与第一直线电机相连，用于带动旋转电机在壳体内的竖向通道内上下移动；所述壳体通过第二滑块固定于横向丝杆上，横向丝杆通过联轴器与第二直线电机相连；所述旋转电机依次与旋转轴和上筒体转动连接；所述壳体下方设置有用于加速水体流动的扰动组件；

所述横向轨道穿过第一滑块上的孔，第一直线电机通过第一滑块于横向轨道上左右横移；

所述旋转电机固定于电机安装座内，电机安装座位于壳体顶部开口处、并与壳体顶部的两端接触相连；所述电机安装座固定于竖向丝杆上。；

所述旋转电机通过旋转轴与上筒体旋转连接，位于上筒体的底面上设置有至少两个定位凸起；

所述扰动组件包括位于上筒体下方的锥形筒；所述锥形筒内设置有与锥形筒相对旋转的下筒体，锥形筒和下筒体之间的连接处采用滚珠轴承相连；

位于所述锥形筒内的下筒体上均匀分布有若干片涡流桨叶；所述锥形筒内开设有至少一个第一进水口；锥形筒的内壁上均匀开设有若干个出水口；所述第一进水口和出水口均倾斜设置，并与水平线呈30°-45°；所述第一进水口通过水管依次与增压阀和水泵的一端连通，所述水泵的另一端与库湾水体相连；所述出水口处安装有流速传感器；

所述第一直线电机、第二直线电机、旋转电机和水泵均与控制器电性连接；所述控制器与蓄电组件连接，蓄电组件分别与市电端、光伏发电端和风力发电端电连接；所述光伏发电端和风力发电端与市电端相连；

其中相邻的两片涡流桨叶之间开设第二进水口，所述第二进水口沿下筒体顶部开口，并延伸至与涡流桨叶底部等高位置的下筒体处；

所述下筒体的顶部开设有数量与定位凸起匹配的定位槽；所述上筒体下移将限位凸起插入下筒体顶部的定位槽内，并带动下筒体旋转运动；位于所述锥形筒下部的下筒体上开设有若干个出水口。

2.一种根据权利要求1所述的库湾水华的自适应调控装置的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据目标库湾的水体分层状态，并根据水体分层控制装置本体作业；

S2、当水体混合层深度Z_m≥临界层深度Z_cr时，藻类负增殖，水华爆发风险低于最低阈值，则装置本体不动作；

S3、当光补偿深度Z_c＜水体混合层深度Z_m＜临界层深度Z_cr时，藻类开始增殖，水华开始发展，水华爆发风险位于最低阈值和最高阈值之间，则控制装置本体作业，并执行步骤S5～步骤S7；

S4、当水体混合层深度Z_m＜当光补偿深度Z_c时，藻类增殖迅速，水华爆发，水华风险高于最高阈值，则控制装置本体作业，并执行步骤S5～步骤S8；

S5、启动第二直线电机，在横向丝杆的作用下，带动壳体、旋转电机和第一直线电机横线移动，直至运动到目标水位处；

S6、开启水泵将水经过增压阀后导入扰动组件内，高压水通过具有角度的第一进水口进入锥形筒内，并冲击涡流浆叶旋转运动；

S7、伴随涡流浆叶的旋转运动，部分水体在离心作用下从锥形筒上的出水口高速导出，以实现对目标库湾水体的扰动；剩余部分的水体从第二进水口进入下筒体内部，并在旋转离心作用下，扰动下筒体位置处的目标水体；

S8、关闭水泵，当扰动组件停止作业时，启动第一直线电机，带动旋转电机和上筒体向下运动，当定位凸起嵌入定位槽后，关闭第一直线电机，启动旋转电机，带动上筒体和下筒体一体式加速旋转运动，同时开启水泵将高压水导入锥形筒内，高压水冲击涡流浆叶，并在下筒体旋转运动作用下，加速涡流桨叶的旋转，将水体加速导出锥形筒，扰动锥形筒周围的水体；剩余的水体进入下筒体内部，在高速旋转作用下，加速扰动下筒体位置处的目标水体。