[发明专利]一种河口水流垂向掺混系统及控制方法

权利要求书

1.一种河口水流垂向掺混系统，用于针对河流河口位置的盐水楔头部水域水流实现垂向掺混，其特征在于：包括水面浮体平台、电控抽压水装置（1）、取水管道（2）、排水管道（3）和至少一个出水喷头（4）；其中，水面浮体平台漂浮设置于河流盐水楔头部水域的水面上；电控抽压水装置（1）固定设置于水面浮体平台的上表面，且电控抽压水装置（1）外接电源进行取电工作；取水管道（2）的其中一端对接电控抽压水装置（1）上的进水端，取水管道（2）的另一端置于河流盐水楔头部水域的表层水域当中；排水管道（3）的其中一端对接电控抽压水装置（1）的排水端，排水管道（3）的另一端封闭，且排水管道（3）沿河流盐水楔头部水域的水底进行布置，排水管道（3）上位于河流盐水楔头部水域水底的管身上对接各个出水喷头（4），且排水管道（3）内部与各个出水喷头（4）相连通。

2.根据权利要求1所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：还包括固定设置于所述水面浮体平台上表面的控制模块（5）和无线信号接收器（6），所述电控抽压水装置（1）、无线信号接收器（6）分别与控制模块（5）相连接，控制模块（5）外接电源进行取电工作，且外接电源经控制模块（5）分别为电控抽压水装置（1）、无线信号接收器（6）进行供电。

3.根据权利要求2所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：还包括相互对接的盐度检测计（7）和无线信号发射器（8），盐度检测计（7）设置于河流盐水楔头部水域的上游位置，盐度检测计（7）基于无线信号发射器（8）、无线信号接收器（6）之间的无线通信方式，实现向所述控制模块（5）的数据传输。

4.根据权利要求1所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：所述排水管道（3）上位于河流盐水楔头部水域水底的管身、与水流流动方向相垂直。

5.根据权利要求4所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：所述排水管道（3）上位于河流盐水楔头部水域水底的管身，横跨河流盐水楔头部水域水底的两侧。

6.根据权利要求1所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：所述各个出水喷头（4）的水流喷射方向均向上。

7.根据权利要求1所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：所述水面浮体平台包括可回收浮体（9）和支撑平板（10），支撑平板（10）固定设置于可回收浮体（9）的上表面。

8.根据权利要求1所述一种河口水流垂向掺混系统，其特征在于：所述取水管道（2）、排水管道（3）均采用PVC材质制成，所述各个出水喷头（4）均采用不锈钢材质制成。

9.一种基于权利要求3所述河口水流垂向掺混系统的控制方法，其特征在于，首先针对所设计河口水流垂向掺混系统进行安装，在潮流的涨潮期，将装载有电控抽压水装置（1）的水面浮体平台布置于河流盐水楔头部水域的河岸边，并外接电源取电，为水面浮体平台上各用电装置进行供电；同时，将取水管道（2）河流盐水楔头部水域的表层水域当中；以及将排水管道（3）顺边坡下放，垂直于水流方向布置于水底，且使各个出水喷头（4）的水流喷射方向均向上；然后执行如下步骤：

步骤001. 控制电控抽压水装置（1）进行工作，吸取河流盐水楔头部水域、表层水域的淡水，并使淡水从控制电控抽压水装置（1）排水端、经排水管道（3），通过各个出水喷头（4）喷出，实现盐淡水垂向掺混；

步骤002. 上游位置设置的盐度检测计（7）实时检测获得所在水域中的氯离子浓度，并基于无线信号发射器（8）、无线信号接收器（6）之间的无线通信方式，实时将氯离子浓度向所述控制模块（5）进行数据传输；

步骤003. 控制模块（5）根据实时所获上游水域的氯离子浓度，结合预设流量-盐度相关关系，针对电控抽压水装置（1）的排水速率进行调整，其中，电控抽压水装置（1）的排水速率随氯离子浓度的增大而增大，以及电控抽压水装置（1）的排水速率随氯离子浓度的减小而减小；

同时，记录河流氯离子浓度随时间的变化曲线，并自动拟合获得该河流所对应的排水量-时间曲线。

10.根据权利要求9所述一种河口水流垂向掺混系统的控制方法，其特征在于：所述步骤001至步骤003执行的同时，实时监测河口水流垂向掺混系统所设水域位置的氯离子浓度变化，并根据该氯离子浓度变化，针对河口水流垂向掺混系统设置位置进行调整，保持河口水流垂向掺混系统位于盐水楔头部水域。