基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建的高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及灌溉發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種利用高原溫差設(shè)計(jì)的適合于高原地區(qū)飲水、發(fā)電、灌溉的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)有四大高原，分別是位于我國(guó)西南部的青藏高原，面積約占全國(guó)的四分之一。其平均海拔在4000米以上，是世界上海拔最高的大高原;位于我國(guó)北部的內(nèi)蒙古高原，位于大興安嶺以西，向西延伸到祁連山麓，是我國(guó)的第二大高原;黃土高原，西起祁連山脈東端，東到太行山麓，北林內(nèi)蒙古高原，以古長(zhǎng)城為界，南到秦嶺;云貴高原，主要包括云南省東部和貴州省大部。地勢(shì)西高東低，平均海拔從2000米下降到1000米。由于高原地形地貌復(fù)雜，地表水不易積蓄，水土流失面大，雨季的降水不能有效蓄積，而旱季又干旱缺水，由于多雨，高原上的河流水量大，許多河流長(zhǎng)期切割地面，形成許多又深又陡的峽谷，造成水土流失問題。由于有效降雨沒有得到及時(shí)的保留，致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和百姓生活對(duì)天氣的依賴性很大，基本上處于靠天吃飯的情況，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展，影響著人們的正常生產(chǎn)和生活。
[0003]2010年我國(guó)房屋竣工面積為277450.2萬m2，比2009年增長(zhǎng)13.06%，以此速度估算，2011年全國(guó)房屋竣工面積可達(dá)313685.22萬m2。照此估算，2011年全國(guó)舊有建筑物拆除產(chǎn)生的建筑垃圾至少達(dá)31368.52萬t。通常廢棄混凝土約占建筑垃圾的48.35%，S卩2011年全國(guó)舊有建筑物拆除可產(chǎn)生約15166.68萬t的廢棄混凝土。目前，我國(guó)對(duì)于建筑物拆除產(chǎn)生的固體廢棄物絕大部分是直接填埋或堆放，大部分沒有再利用。而由此造成固體廢棄物侵占土地，污染土壤和水體、水泥生產(chǎn)消耗大量能源并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染等等問題。1977年日本就制定了《再生骨料和再生混凝土使用規(guī)范》，隨后在各地建立了處理建筑垃圾的再生利用工廠。美國(guó)對(duì)再生混凝土的性能做了系統(tǒng)性的研究和試驗(yàn)，目前將廢棄混凝土再利用主要在公路路面。
[0004]小型和微型水電站主要是徑流式電站，只需很小的水窖或不需要水窖。一個(gè)好的電站規(guī)劃可以與周圍的生態(tài)環(huán)境融合為一體，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生負(fù)影響。在豐水期間，當(dāng)主供線路跳閘后，由于小水電的存在使得變電站孤網(wǎng)運(yùn)行或緩慢失壓，而目前常規(guī)的備自投裝置，動(dòng)作條件為母線失壓，需要等待該地區(qū)所有的小水電解列后才能動(dòng)作，等待時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十秒甚至數(shù)分鐘，影響了地區(qū)供電可靠性。同時(shí)，孤網(wǎng)運(yùn)行期間電壓、頻率極不穩(wěn)定，導(dǎo)致地區(qū)電能質(zhì)量低下，甚至損壞用戶設(shè)備。目前我國(guó)各省市的小型和微型水資源的開發(fā)程度差別非常大，還有廣闊的市場(chǎng)開發(fā)空間。
[0005]凍害是除氯鹽腐蝕以外影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的又一重要因素。凍融破壞已經(jīng)成為我國(guó)東北、西北和華北地區(qū)水工混凝土建筑物老化病害的主要問題之一。如果凍融交替與其他有害環(huán)境因素共同作用時(shí)，混凝土的破壞將更為嚴(yán)重，混凝土工程的使用壽命會(huì)大大縮短對(duì)于普通混凝土的抗凍性，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范GB 50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》采用質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量下降(或抗壓強(qiáng)度損失率)進(jìn)行評(píng)估。在研究、評(píng)估再生混凝土抗凍性時(shí)，大部分學(xué)者仍然采用這兩個(gè)評(píng)估指標(biāo)，但發(fā)現(xiàn)質(zhì)量損失率已不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映再生混凝土因凍融循環(huán)而導(dǎo)致的內(nèi)部損傷。再生混凝土的凍融破壞是否遵循普通混凝土的凍融破壞規(guī)律有待進(jìn)一步探索，在荷載和多重環(huán)境因素共同作用下的抗凍失效機(jī)制尚不清楚，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在此提供一種基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建的高原灌溉發(fā)電系統(tǒng);借助自然地形地勢(shì)，便利地將水源地的水引出，還可有效蓄水、便于灌溉且節(jié)約水資源，從而解決高原山區(qū)引水難、缺水用、用水受困的問題，并提高水資源的利用率。
[0007]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建的高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括引水系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)；
[0008]所述引水系統(tǒng)包括溪流A、溪流B、溪流C、溪流D、輸水管道A、輸水管道B、輸水管道C、輸水管道D、輸水管道E、輸水管道F、輸水管道G、輸水管道H、輸水管道1、輸水管道J、輸水管道K、輸水管道L、輸水管道M、輸水管道N、輸水管道0;
[0009]所述蓄水系統(tǒng)包括蓄水池A、蓄水池B、蓄水池C、蓄水池D、蓄水池E、蓄水池F和水空.口 ，
[0010]所述灌溉系統(tǒng)包括噴灌系統(tǒng)A、噴灌系統(tǒng)B、噴灌系統(tǒng)C、噴灌系統(tǒng)D、噴灌系統(tǒng)E、噴灌系統(tǒng)F ；
[0011]所述發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī);發(fā)電機(jī)位于水窖處；
[0012]其中；蓄水池A和溪流A、溪流B、溪流C、溪流D的地勢(shì)高度高于其余蓄水池的地勢(shì)；
[0013]上述不同的溪流用于連通不同的蓄水池，所述輸水管道用于實(shí)現(xiàn)蓄水池之間的連通和蓄水池至發(fā)電機(jī)之間的連通;上述噴灌系統(tǒng)又與蓄水池或水窖連接。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型所述基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括人工飲水系統(tǒng)，所述人工飲水系統(tǒng)包括飲水系統(tǒng)A、飲水系統(tǒng)B、飲水系統(tǒng)C、飲水系統(tǒng)D、飲水系統(tǒng)E、飲水系統(tǒng)F。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型所述基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建的高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述輸水管道是利用建筑廢棄混凝土制成的。
[0016]本實(shí)用新型所述的基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建的高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)，針對(duì)建筑廢棄物處理本系統(tǒng)將建筑廢棄混凝土再加工，制成灌溉管道，有利于更好利用材料，防止污染。
[0017]針對(duì)水力發(fā)電本系統(tǒng)借助自然地形地勢(shì)，便利地將水源地的水引出、灌溉，產(chǎn)生水頭，再將所有管道水集中，產(chǎn)生更大壓力，通過安裝發(fā)電機(jī)利用智能自啟裝置使其更穩(wěn)定發(fā)電。
[0018]針對(duì)再生混凝土抗凍性本系統(tǒng)利用增漿法、降低水灰比等方法以獲得和天然骨料混凝土一樣的抗凍性能。
[0019]本實(shí)用新型包括引水系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)組成;所述引水系統(tǒng)包括水窖或溪流和接通水窖或溪流的輸水管道;所述蓄水系統(tǒng)包括蓄水池、水窖;所述灌溉系統(tǒng)包括噴灌系統(tǒng)、滴灌和滲灌系統(tǒng)，噴灌系統(tǒng)由輸水管道及其管道周邊噴灌開關(guān)構(gòu)成，滴管系統(tǒng)滲灌系統(tǒng)由輸水管道自身特性決定。
[0020]一種基于高原溫差利用廢棄混凝土構(gòu)建高原灌溉發(fā)電系統(tǒng)，可以由三類灌溉方式相互結(jié)合，第一類利用再生混凝土內(nèi)部空隙特性，通過滲流開展灌溉工作;第二類利用高原晝夜溫差，在管道周圍凝結(jié)的水珠灌溉;前兩類均可用于該時(shí)段降雨較多情況，針對(duì)特別干旱情況，本系統(tǒng)專門在管道設(shè)置噴灌裝置，通過對(duì)該地區(qū)水壓預(yù)測(cè)，通過計(jì)算，在管道周圍安置噴灌開關(guān)，噴灌開關(guān)的具體位置詳見圖1，噴灌開關(guān)周圍圓圈為該噴頭所覆蓋灌溉區(qū)域，滿足相互灌溉不重疊原則，以更好節(jié)約水資源。普通時(shí)節(jié)灌溉可以利用管道滲流、晝夜溫差在管道周圍形成的水珠灌溉;在干旱時(shí)，可以利用管道周圍設(shè)置的噴灌，進(jìn)行重點(diǎn)灌溉，有利于及時(shí)把控、及時(shí)調(diào)整，節(jié)約水資源。
[0021]本實(shí)用新型的輸水管道可以是利用建筑廢棄混凝土制成的。利用廢棄混凝土制做灌溉管道需要兩個(gè)步驟，首先廢棄混凝土制作再生骨料。用廢棄混凝土制作再生骨料的過程和天然碎石骨料制作過程相似，兩者都基本利用不同的破碎設(shè)備、篩分設(shè)備、傳送設(shè)備等合理的組合在一起的生產(chǎn)工藝，與此不同的是由于廢棄混凝土中含有木材、鋼筋等雜質(zhì)，需要采取一定措施將雜質(zhì)去除;再利用再生骨料制作灌溉管道，由于制作再生骨料過程會(huì)破碎會(huì)使得顆粒之前間隙變大，通過空隙滲流，這也在一定程度上滿足管道可以滴管的要求。在制作灌溉管道式采用增漿法、降低水灰比處理，增漿法是對(duì)再生粗骨料進(jìn)行預(yù)裹漿，使得水泥漿或者由水泥漿和骨料中某些成分反應(yīng)產(chǎn)生的生成物填充了孔隙或?qū)⒃偕橇媳旧淼奈⒓?xì)裂紋粘合，因此，粗骨料的內(nèi)部缺陷相對(duì)另外兩種有所減少，所以經(jīng)過凍融循環(huán)后，仍然能保持一定性質(zhì)；同等條件下，降低水灰比能提高再生混凝土的抗凍性能。
[0022]本專利的發(fā)電系統(tǒng)是利用將水頭集中，安裝小型發(fā)電機(jī)，利用智能型自啟裝置完成發(fā)電。當(dāng)水量較少不能滿足正常發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止發(fā)電，進(jìn)行蓄水過程;若水量滿足發(fā)電，則系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)電過程，發(fā)電后若電壓過低，則切開所有水電上網(wǎng)線路，等到其滿足母線無壓條件，進(jìn)行供電;若電壓和頻率過高，則逐輪切開部分水電上網(wǎng)線路，返回發(fā)電循環(huán);若電壓過高、頻率過低，則，檢測(cè)母線與熱備用線路電壓、頻率、相角，進(jìn)行準(zhǔn)同期并網(wǎng)處理。
[0023]本專利的蓄水池為階梯式設(shè)置，每下一級(jí)蓄水池的地勢(shì)高度低于上一級(jí)蓄水池，各級(jí)蓄水池之間通過管路連接。
[0024]本專利提供的是一種特別適用于高原山區(qū)的“一帶一路”式引水、蓄水、節(jié)水灌溉、發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用自壓力的原理，用輸水管道將地勢(shì)較高的水窖或溪流里的水引入地勢(shì)較低的蓄水池中，再將蓄水池中的水引入到地勢(shì)更低的一個(gè)個(gè)水窖中，灌溉系統(tǒng)又與蓄水池