[发明专利]分布式太阳能风能高原湖泊沙化湖床汲水装置、系统及工作方法

说明书

本发明涉及一种分布式太阳能风能高原湖泊沙化湖床汲水装置、系统，包括：第一类型毛细导管、第二类型毛细导管、第三类型毛细导管、弹簧、地锚、沙化湖床和湖水，各类型毛细导管、弹簧和地锚，均位于高原冻土环境下裸露沙化湖床的内部；众多毛细导管通过弹簧相连，在沙化湖床内部形成阵列，利用毛细效应、扩散现象和蒸发作用，环绕湖岸，将湖水由下而上的层层接力，汲水直至沙化湖床地表，并对沙化湖床由里及表的进行润湿。同时，提供此种汲水装置、系统的工作方法。本发明可广泛分布应用于高原冻土环境下的沙化湖床加固保护，通过清洁能源供给、智能材料使用和阵列结构设置，降低了湖床内部温度、增加了沙化湖床的含水量，创造了利于植物生长的环境，抑制了沙化湖床的恶化，从而提升了沙化湖床周边冻土的稳定性。

技术领域

本发明属于太阳能光热利用和风能利用领域，具体涉及一种分布式太阳能风能高原湖泊沙化湖床汲水装置、系统及工作方法。

背景技术

青藏高原巍峨挺拔，雄伟壮丽，地质构造极为独特，地理形态千丘万壑，孕育出数以千计的大小湖泊。由于全球温室效应不断加剧，青藏高原冰川消退、冻土融化、降水增加的情形正愈演愈烈，不断增加的来水量，首先汇入高原地表洼地---湖泊。由于高原湖泊内陆湖的特点，当来水量超出湖体承载极限后，湖水外溢，通过地表径流或古河道，流向周边湖泊，从而导致：湖水外溢湖泊，外侧湖床裸露沙化；湖水蓄存湖泊，水量增加面积增大，继而呈现出关联湖泊群中，湖水外溢湖泊和湖水蓄存湖泊面积上此消彼长的关系，尤其以位于昆仑山脉南麓的卓乃湖、库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖构成的湖泊群，最为明显；而位于喜马拉雅山脉北麓的羊卓雍措和普莫雍措构成的湖泊群和位于羌塘高原东南的色林措、格仁措和吴如措构成的湖泊群亦有一定的代表性。

然而，高原湖泊湖床的裸露沙化，往往会带来不可估量的严重后果。例如：2011年8月至9月间，卓乃湖地区持续密集降水，导致卓乃湖来水量大增，2011年9月上旬湖水溃决，猛烈外溢，顺着海拔落差，沿着地表古河道，涌入下游库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖，卓乃湖湖水面积从274平方公里左右剧减至160平方公里左右，约114平方公里湖床裸露。裸露的湖床由于缺少水源的涵养，不断的沙化，成为新的沙尘暴来源；当沙尘暴肆虐时，扬起的沙土，较重的会落入湖底沉积，使湖床抬高，加速湖水外溢；较轻的会送至远处，形成移动沙丘，加速草场退化，形成生态的恶性循环。此外，需要特别注意的是：卓乃湖还有着不同于其它高原湖泊的特殊之处：其为藏羚羊千百年来的天然产房，每年6月至7月间，数以万计的雌性藏羚羊进入湖区产仔，由此可见，卓乃湖在藏羚羊物种的繁衍生息中发挥了极其重要的生态效用。因此，解决高原湖泊湖床沙化的问题，刻不容缓。

现今，防沙治沙的措施，多为针对大面积荒漠沙漠实施，人力投入大，治理周期长；针对青藏高原特殊地理环境下，高原湖泊所呈现出的：中心地带为湖泊、沙化湖床包围湖泊、草场再包围沙化湖床的“水-沙-草”结构，所进行的防沙治沙研究还仅仅处于摸索探讨阶段。因此，将目光聚焦在高原湖泊“水-沙-草”的特殊结构上：将水引入沙，让草长在沙，从而使沙化河床泛起绿色，覆盖植被，涵养水土，形成生态的良性循环。

通过因地制宜的利用太阳能和风能进行蒸发作用，利用微格金属结构产生毛细效应，利用形状记忆合金材质持续吸热，利用阵列结构交叉叠加扩散效果，进而实现：环绕湖岸，将湖水由下而上的层层接力，汲水直至沙化湖床地表的同时，降低沙化湖床内部温度并对沙化湖床由里及表的进行润湿，增加了沙化湖床的含水量，创造了利于植物生长的环境，抑制了沙化湖床的恶化，提升了沙化湖床周边冻土的稳定性。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种分布式太阳能风能高原湖泊沙化湖床汲水装置、系统及工作方法，利用太阳能和风能进行蒸发作用，利用微格金属结构产生毛细效应，利用形状记忆合金材质持续吸热，利用阵列结构交叉叠加扩散效果，同时通过弹簧和地锚，从经度和纬度两个维度连接、锚固众多毛细导管，进而实现：环绕湖岸，将湖水由下而上的层层接力，汲水直至沙化湖床地表的同时，降低沙化湖床内部温度并对沙化湖床由里及表的进行润湿，增加沙化湖床的含水量，创造利于植物生长的环境，抑制沙化湖床的恶化，提升沙化湖床周边冻土的稳定性。