本發(fā)明屬于水環(huán)境治理、水利工程，具體涉及一種利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、城市河涌是指城區(qū)內(nèi)用于防洪、排澇、排水及航運(yùn)的天然或人工水道。沿海地區(qū)大多城市均設(shè)置較多數(shù)量的河涌。河涌由于受到潮水頂托的影響，河涌內(nèi)水流暢排能力被大大降低，水流迴蕩，水質(zhì)不能充分與外江進(jìn)行交換。因此河涌的自凈能力受到較大限制，導(dǎo)致河涌內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)底部黑泥淤積、表面散發(fā)臭味等環(huán)境惡化現(xiàn)象。

2、目前改善河涌水質(zhì)的方法主要包括生化處理法和閘泵站調(diào)水補(bǔ)水法。(一)生化處理法：生化處理法包括活性污泥法、生物濾池、生物接觸氧化池法等，這類處理方法操作程序復(fù)雜，需要長期進(jìn)行補(bǔ)水、曝氣、清淤、生物防治等工作。因此，生化處理法后期運(yùn)行需要長期投入大量資金。(二)閘泵站調(diào)水補(bǔ)水法：閘泵站調(diào)水補(bǔ)水法是利用新建水閘和泵站系統(tǒng)，對(duì)河涌進(jìn)行調(diào)水補(bǔ)水，通過改善河涌內(nèi)水流狀態(tài)從而改善河涌水質(zhì)和周邊環(huán)境。這種方法初期項(xiàng)目投資較大，而且后期水閘和泵站系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要消耗一定的能源，設(shè)備本身也需要定期地檢修維護(hù)，因此，仍然具有資金投入量大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)及方法，可有效解決上述問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)，包括進(jìn)水閘(1)、退水閘(2)、中墩(3)以及分流墻(4)；

4、在位于河涌與外江交匯處的河涌進(jìn)出水口位置，沿河涌進(jìn)出水口寬度方向，呈一字形并排設(shè)置所述進(jìn)水閘(1)和所述退水閘(2)；所述進(jìn)水閘(1)和所述退水閘(2)之間設(shè)置所述中墩(3)；從所述中墩(3)的內(nèi)側(cè)開始，向所述河涌內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置所述分流墻(4)。

5、優(yōu)選的，沿河涌進(jìn)出水口寬度方向，用于安裝所述進(jìn)水閘(1)的閘孔連續(xù)布置數(shù)量，和用于安裝所述退水閘(2)的閘孔連續(xù)布置數(shù)量相同；根據(jù)河涌進(jìn)出水口寬度，所述進(jìn)水閘(1)的閘孔布置一個(gè)或多個(gè)；所述退水閘(2)的閘孔布置一個(gè)或多個(gè)。

6、優(yōu)選的，所述進(jìn)水閘(1)和所述退水閘(2)均為潮汐自控式閘門；所述進(jìn)水閘(1)在潮水作用下漲潮時(shí)自動(dòng)開啟過流，使外江水流流入河涌；退潮時(shí)自動(dòng)關(guān)閉閘孔；所述退水閘(2)在潮水作用下漲潮時(shí)自動(dòng)關(guān)閉閘孔，退潮時(shí)自動(dòng)開啟過流，使河涌水流流入外江。

7、優(yōu)選的，所述潮汐自控式閘門包括閘門主體(a1)、支鉸裝置(a2)以及限位塊(a3)；

8、所述閘門主體(a1)的中心偏上位置設(shè)置所述支鉸裝置(a2)，使所述閘門主體(a1)繞所述支鉸裝置(a2)進(jìn)行順?biāo)骰蚰嫠鞣较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；所述閘門主體(a1)包括位于所述支鉸裝置(a2)上方區(qū)域的配重結(jié)構(gòu)(a11)以及位于所述支鉸裝置(a2)下方區(qū)域的擋水結(jié)構(gòu)(a12)；所述配重結(jié)構(gòu)(a11)和所述擋水結(jié)構(gòu)(a12)形成整體的所述閘門主體(a1)；

9、所述限位塊(a3)布置在閘孔一側(cè)邊墩上，用于對(duì)所述閘門主體(a1)繞所述支鉸裝置(a2)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度進(jìn)行限位，使所述閘門主體(a1)從初始關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到的極限位置為閘門全開時(shí)的水平狀態(tài)。

10、優(yōu)選的，所述潮汐自控式閘門作為所述進(jìn)水閘(1)時(shí)，在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，其與水平方向成一定角度傾斜布置，并且，其與從外江側(cè)流向河涌側(cè)的水流方向的夾角大于90°，并進(jìn)一步限制其從關(guān)閉狀態(tài)的位置，只能在從外江側(cè)流向河涌側(cè)的水流作用下，繞支鉸裝置(a2)進(jìn)行逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)水閘(1)的打開；

11、所述潮汐自控式閘門作為所述退水閘(2)時(shí)，在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，其與水平方向成一定角度傾斜布置，并且，其傾斜方向與所述進(jìn)水閘(1)的傾斜方向相反，并進(jìn)一步限制其從關(guān)閉狀態(tài)的位置，只能在從河涌側(cè)流向外江側(cè)的水流作用下，繞支鉸裝置(a2)進(jìn)行順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)退水閘(2)的打開。

12、優(yōu)選的，所述潮汐自控式閘門作為所述進(jìn)水閘(1)時(shí)，所述限位塊(a3)布置于外江側(cè)，高度與所述進(jìn)水閘(1)旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)時(shí)的高度相同；所述潮汐自控式閘門作為所述退水閘(2)時(shí)，所述限位塊(a3)布置于河涌側(cè)，高度與所述退水閘(2)旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)時(shí)的高度相同。

13、優(yōu)選的，所述配重結(jié)構(gòu)(a11)包括框架結(jié)構(gòu)(a111)、固定配重(a112)和可調(diào)節(jié)配重系統(tǒng)(a113)；所述固定配重(a112)和所述可調(diào)節(jié)配重系統(tǒng)(a113)均安裝于所述框架結(jié)構(gòu)(a111)表面。

14、優(yōu)選的，所述可調(diào)節(jié)配重系統(tǒng)(a113)用于調(diào)節(jié)所述閘門主體(a1)的上部區(qū)域產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述潮汐自控式閘門自動(dòng)開啟條件；所述可調(diào)節(jié)配重系統(tǒng)(a113)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(a1131)、配重塊(a1132)以及滑軌(a1133)；所述滑軌(a1133)沿所述框架結(jié)構(gòu)(a111)的縱向設(shè)置，所述配重塊(a1132)在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(a1131)的驅(qū)動(dòng)下，沿所述滑軌(a1133)滑動(dòng)，進(jìn)而靠近或遠(yuǎn)離所述支鉸裝置(a2)，通過調(diào)節(jié)所述配重塊(a1132)的位置，調(diào)節(jié)所述上部區(qū)域產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。

15、優(yōu)選的，所述分流墻(4)的一端與所述中墩(3)連接固定，另一端與所述河涌的尾部不接觸，存在過流間隔。

16、本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述的利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)進(jìn)行河涌水質(zhì)改善的方法，包括以下步驟：

17、步驟s1，根據(jù)河涌所在地理位置的外江潮汐狀態(tài)，對(duì)可調(diào)節(jié)配重系統(tǒng)(a113)進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體為通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(a1131)調(diào)節(jié)配重塊(a1132)的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)水閘(1)和退水閘(2)自動(dòng)開啟條件的調(diào)節(jié)；其中，所述自動(dòng)開啟條件具體為：當(dāng)進(jìn)水閘(1)或退水閘(2)兩側(cè)的水位差達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，進(jìn)水閘(1)或退水閘(2)自動(dòng)開啟；

18、步驟s2，當(dāng)進(jìn)水閘(1)和退水閘(2)兩側(cè)的水位差沒有達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，進(jìn)水閘(1)和退水閘(2)保持初始關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)，河涌與外江之間不存在水質(zhì)交換；

19、步驟s3，當(dāng)外江潮水漲潮時(shí)，外江側(cè)水位逐漸高于河涌側(cè)水位，當(dāng)兩側(cè)的水位差達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，在潮水作用下，使進(jìn)水閘(1)繞支鉸裝置(a2)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)開啟進(jìn)水閘(1)，此時(shí)退水閘(2)保持關(guān)閉狀態(tài)，此種狀態(tài)時(shí)，外江水流通過進(jìn)水閘(1)的開孔不斷涌入到河涌內(nèi)，使河涌側(cè)水位不斷升高，直到兩側(cè)的水位差低于設(shè)定數(shù)值時(shí)，進(jìn)水閘(1)繞支鉸裝置(a2)反向旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水閘(1)，此時(shí)退水閘(2)仍然保持關(guān)閉狀態(tài)；

20、當(dāng)外江潮水退潮時(shí)，外江側(cè)水位逐漸降低，當(dāng)外江側(cè)水位低于河涌側(cè)水位的差值達(dá)到設(shè)定數(shù)值時(shí)，在河涌側(cè)水流的作用下，使退水閘(2)繞支鉸裝置(a2)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)開啟退水閘(2)，此時(shí)進(jìn)水閘(1)保持關(guān)閉狀態(tài)，此種狀態(tài)時(shí)，河涌水流通過退水閘(2)的開孔流入到外江，使河涌側(cè)水位不斷降低，直到兩側(cè)的水位差低于設(shè)定數(shù)值時(shí)，退水閘(2)繞支鉸裝置(a2)反向旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)關(guān)閉退水閘(2)，此時(shí)進(jìn)水閘(1)仍然保持關(guān)閉狀態(tài)；

21、通過以上過程，利用外江潮水的漲落，自動(dòng)運(yùn)行水閘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)河涌內(nèi)的水流長期保持定向流動(dòng)狀態(tài)，并與外江進(jìn)行充分水質(zhì)交換。

22、本發(fā)明提供的一種利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

23、本發(fā)明提供一種利用潮汐能自動(dòng)改善河涌水質(zhì)的水閘系統(tǒng)及方法，通過在河涌與外江交匯處設(shè)置一座水閘系統(tǒng)，利用外江潮水的漲落自動(dòng)驅(qū)動(dòng)水閘系統(tǒng)運(yùn)行，使河涌內(nèi)的水能長期保持定向流動(dòng)狀態(tài)，并與外江進(jìn)行充分水質(zhì)交換，從而改善河涌水質(zhì)與周邊環(huán)境。本發(fā)明項(xiàng)目投資小，水閘的運(yùn)行無需耗能，設(shè)備的檢修維護(hù)方便，可廣泛用于沿海地區(qū)河涌治理工程。