一种层叠式防蒸发保水覆膜的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种层叠式防蒸发保水覆膜，所述保水覆膜覆盖于水域表面，其包含上、下两层薄膜，所述薄膜均不溶于水、比重小于1，且均设有大量通孔；上、下两层薄膜局部可相对运动，且上层薄膜的热膨胀系数大于或等于下层薄膜的热膨胀系数。本发明所述的层叠式防蒸发保水覆膜，能够使覆盖区域的水域仅通过薄膜通孔进行水分蒸发。干旱高温时上层薄膜热胀使其中的膜孔缩小，降低蒸发量。雨天降温，上下薄膜的膜孔扩大并且能让雨水顺利通过膜孔流入水域。本发明所述的层叠式防蒸发保水覆膜结构巧妙，制作成本低廉，可有效降低水分蒸发量，起到保水防旱作用。
【专利说明】一种层叠式防蒸发保水覆膜
【技术领域】
[0001]本发明涉及水域的保水节水领域，特别是一种覆盖在水域表面，防止水分蒸发的层叠式防蒸发保水覆膜。
【背景技术】
[0002]由于气候水文过程的分异，地球上各地区的降水与蒸发不平衡。简单地讲，当蒸发超过降水，形成“缺水的干旱地区”，反之形成“富水的湿润地区”。全球干旱缺水的国家与地区众多，我国也属于严重缺水国家。我国干旱半干旱地区面积广大，约占国土总面积的51%。旱区普遍气候干热，水分蒸发量大。研宄表明，我国黄土高原地区天然降水在下垫面(下垫面-underlying surface，是指与大气下层直接接触的地球表面。大气圈以地球的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面)的分配是:20%?25%形成初级生产力，10%?15%形成水土流失，60%?70%为无效蒸发。水由液态或固态转变成汽态，逸入大气中的过程称为蒸发。而蒸发量是指在一定时段内，水分经蒸发而散布到空中的量。一般面积越大、温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大；反之蒸发量就越小。
[0003]我国水资源分布南多北少，东多西少，为加强水资源的调配，提高水资源利用率，修建南水北调工程。但是该工程全线投入使用后，在水的调配路程中会因为蒸发而导致巨大的水资源损耗。中线总干渠长度1276千米，除了穿越黄河等少数隧道外，基本上都是明渠，以中线为例，假定平均水面宽度为20米，则水面面积约25520000平方米，根据历年南水北调线路平均气温情况，全年夏季(120天)日平均温度在30°C，取附图la所示参数，则每平方米水面面积的水分蒸发量为0.00115t/h，其余日平均气温按在15°C计，取附图lb所示参数，则每平方米水面面积的水分蒸发量为0.00069t/h，则全年水分蒸发量T = (0.00115*24*120+0.00069*24*245) *25520000 ~ 1.9亿吨。全国、全球河渠、水塘、水库不计其数。如能避免这巨大的水资源损耗，由此产生的经济效益、社会效益将是不可限量的。
[0004]因此，如何采取必要的措施存储降水、防止水分蒸发，将关系到人们的生产、生活，直接影响干旱国家与地区的国计民生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种有效降低水域蒸发量的保水覆膜，为实现此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种层叠式防蒸发保水覆膜，所述保水覆膜覆盖于水域表面，其包含上、下两层薄膜，所述上、下两层薄膜均不溶于水、比重小于1，且均设有大量通孔；上、下两层薄膜局部可相对运动，且上层薄膜的热膨胀系数大于或等于下层薄膜的热膨胀系数。
[0007]进一步的，所述上层薄膜的通孔与下层薄膜的通孔之间呈交叠状态。
[0008]进一步的，所述上层薄膜和下层薄膜之间形成有连接线，或在所述的上层薄膜和下层薄膜之间压合有网格，所述连接线或网格将整个保水覆膜分成若干区域，每个区域内的上层薄膜和下层薄膜可相对运动。
[0009]进一步的，所述下层薄膜在通孔间隙设有大量凸起，所述上层薄膜叠合或粘合在凸起表面，使得上层薄膜和下层薄膜之间形成空隙，上层薄膜通孔的中心线与下层薄膜的中心线错位设置，加长了水蒸气的通道和阻力，从而进一步减少蒸发量。
[0010]进一步的，所述凸起为半球体状或多面体状。
[0011]进一步的，所述保水覆膜周边压合有连接件，多张保水覆膜相互之间通过连接件连成一片。保水覆膜与水域周边，可以用软质绳索或硬质框条固定。
[0012]进一步的，所述上、下层薄膜均采用高分子橡塑或复合有加强筋纤维的高分子橡塑或前两者的改性材料，经发泡或者不发泡制成。
[0013]进一步的，所述高分子橡塑材料为选自PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、ABS、EVA,PMMA、尼龙、丁晴橡胶、丁苯橡胶中的一种或多种。
[0014]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0015]本发明通过热膨胀张系数不同、且设有大量通孔的上、下两层薄膜之间的配合，使得在更易发生水分蒸发的较高温度时，上层薄膜的通孔变小，减小水域蒸发表面；而在下雨天温度较低时，上层薄膜的通孔变大，提高雨水通过通孔进入水域，进而达到存水保水的目的。双层薄膜同时能够增强抗拉强度，提高使用寿命。本发明结构巧妙，制作工艺便捷，且生产成本经济，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图la为夏季(30°C )地面水蒸发量计算表。
[0017]图lb为春秋季(15°C )地面水蒸发量计算表。
[0018]图2a为本发明实施例中层叠式防蒸发保水覆膜结构示意图。
[0019]图2b为图2a所述层叠式防蒸发保水覆膜的剖面示意图。
[0020]图3为本发明实施例中覆盖保水覆膜的水域剖面示意图。
[0021]图4为图3中A处的放大示意图。
[0022]图5为本发明实施例的俯视图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0024]一种层叠式防蒸发保水覆膜，所述保水覆膜覆盖于南水北调中线明渠的水域表面，其包含上、下两层薄膜，所述薄膜均不溶于水、比重小于1，且均设有大量通孔；上、下两层薄膜局部可相对运动，且上层薄膜的热膨胀系数大于或等于下层薄膜的热膨胀系数。所述下层薄膜采用改性发泡橡塑材料制成，该下层薄膜的热膨胀系数小，且具有隔热效应，使薄膜下层保持低温且能使上层薄膜隔离水中的低温，上层薄膜在干旱高温膨胀时能更好的减小其膜孔孔径，减少水分的蒸发量。
[0025]其中，上下薄膜设置的通孔为圆形通孔，当然也可以是其他形状，如方形、多边形等，但优选圆形通孔。由于下雨时，暴雨的水颗粒粒径为1χ10~4微米左右，中雨大雨时的水颗粒粒径为2xl0~3至3xl0~3微米，水蒸气的分子直径为4xl0~-4微米。所述通孔的孔径不小于lxl(T4微米，且上层薄膜在膨胀时膜孔孔径不小于4xl(T-4微米，以保证雨水流入该水域，又保证了高温时的气体交换。所述通孔总面积占整个覆膜面积的10%至30%。
[0026]其中，所述上层薄膜的通孔与下层薄膜的通孔之间呈交叠状态。所谓的交叠状态，也就是，当保水覆膜平铺在水域表面时，俯视角度可以看到上层薄膜的通孔和下层薄膜的通孔中心线呈现错位，上、下层通孔呈现部分重叠的情形。这种设计会使得上层薄膜发生膨胀后，其通孔与下层薄膜会形成错位，上层薄膜的通孔和下层薄膜的通孔的交叠面积减小，即减小蒸发面积。
[0027]其中，所述的下层薄膜在通孔间隙设有大量凸起，所述上层薄膜叠合或粘结在凸起表面，使得上层薄膜和下层薄膜之间形成空隙，上层薄膜的通孔与下层的薄膜错位设置，使得水分从下层薄膜的通孔向上蒸发时，无法直接从下层薄膜通孔及上层通孔竖直跑出，而是需要先从下层薄膜通孔蒸发至上下层薄膜之间的空隙，再从上层薄膜的通孔跑出，延长蒸发途径，从而减缓水分蒸发。
[0028]其中，为了保证层叠式防蒸发保水覆膜的整体性以及上层薄膜和下层薄膜之间的相对运动性，本发明在所述上层薄膜和下层薄膜之间形成有连接线，所述连接线将整个保水覆膜分成若干区域，每个区域内的上层薄膜和下层薄膜可相对运动。所述连接线的位置即为上层薄膜和下层薄膜的连接部位，是在生产过程中通过热压上层薄膜和下层薄膜即可获得连接。另一种方式是，则是在所述的上层薄膜和下层薄膜之间压合形成网格，所述网格材料包括轻质铝丝、碳纤维、玄武岩纤维等细线，所述的网格与所述连接线具有同等效用，可将整个保水覆膜分成若干区域，每个区域内的上层薄膜和下层薄膜可相对运动。
[0029]其中，如图2a和图2b所示，所述下层薄膜10在通孔12间隙设有大量凸起11，所述上层薄膜20叠合在凸起11表面，使得上层薄膜20和下层薄膜10之间形成空隙。所述凸起11为半球状，内部填充物为气体，制作时，只需采用吹塑工艺即可便捷获得该结构。当然，该凸起也可以是其他诸如多面体形状的结构，只要能够起到支撑作用，使得上下层薄膜之间形成空隙即可。对于上层薄膜20，其通孔21优选为漏斗状通孔，便于聚集雨水，且有利于减少底面水分蒸发。
[0030]其中，为了方便固定保水覆膜，以及多张保水覆膜之间的连接，所述保水覆膜周边压合有互搭尼龙扣(即所述的连接件)，多张保水覆膜相互之间通过互搭尼龙扣相扣而连成一片。该互搭尼龙扣还可以通过扣紧水域边缘的固定物(比如固定粧、固定铁丝环等)，形成整个保水覆膜的固定。在清理水域或其他需撤除覆膜时，将尼龙扣解开即可，方便覆膜铺设与拆除。
[0031]上述保水覆膜，其上下层薄膜均采用PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、ABS、EVA,PMMA、丁晴橡胶、丁苯橡胶及尼龙材料中的一种或多种，或这些材料复合有加强筋纤维形成的材料，或者前二者经改性形成的材料，通过发泡或者不发泡制成。当然跟这些高分子橡塑材料性质相近的材料也可以选择使用，在这里就不一一列举。选择上，上层薄膜采用热膨胀系数较大、下层薄膜则采用热膨胀系数较小且隔热性能好的材料制备。
[0032]图3至图4展示了在水域中覆盖本发明所述保水覆膜的示意图。如图3至图5所示，在水域100表面覆盖本发明所述的保水覆膜，该保水覆膜包含上层薄膜20、下层薄膜10。上层薄膜20用不溶于水、比重为0.92、厚度为0.5mm、热膨胀系数大的改性LDPE (低密度聚乙烯)薄膜制成。下层薄膜10用不溶于水、比重为0.3、厚度为0.5mm、隔热性能好的改性XPS发泡材料制成。上层薄膜20和下层薄膜10上均设有大量的通孔21、12，上层薄膜2的通孔21最大孔径为0.5mm，通孔21总面积占上层薄膜总面积的10%，下层薄膜10的通孔12孔径为1mm。所述上层薄膜20的通孔21成上大下小的漏斗状，便于聚集雨水；下层薄膜10的通孔12为圆形。上层薄膜20和下层薄膜10均采用在薄膜边缘压合互搭尼龙扣30(即为所述的连接件)的方式搭扣而成。在水域100周边设置固定粧环，连杆(图中未画出)，与所述覆膜周边一一相对的挂环和/或挂钩和/或软质绳索(图中未画出)相系。
[0033]所述的覆膜保水装置将整个水域100表面覆盖上所述保水覆膜，仅通过通孔21、12起到透气呼吸与蒸发作用，大大降低了蒸发面积，减少水分蒸发量。干旱高温时，上层薄膜20温度高，用发泡材料构成的下层薄膜10又阻止了与水中低温进行热量传递导致上层薄膜20的温度降低，在热胀的作用下上层薄膜20的通孔21孔径会缩小，进一步减小蒸发面积，降低了蒸发量。下雨或空气湿度大时，薄膜表层的水能顺着众多通孔流入水域中，给水域注入新的原水资源。
[0034]本发明使用的水域包括水田、池塘、水库、湖泊、江河(在不通航区域)等。所述的保水覆膜可根据养殖或其他需求，表面不全部覆盖所述保水覆膜或将所述的保水覆膜隔空覆盖在水域上方或在此技术上作其他的适应性改装。
[0035]本发明所述的层叠式防蒸发保水覆膜，通过热膨胀张系数不同、且设有大量通孔的上、下两层薄膜之间的配合，使得在更易发生水分蒸发的较高温度时，上层薄膜的通孔变小，减小水域蒸发表面；而在下雨天温度较低时，上层薄膜的通孔变大，提高雨水通过通孔进入水域，进而达到存水保水的目的。本发明结构巧妙，制作工艺便捷，且生产成本经济，具有良好的应用前景。
[0036]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述保水覆膜覆盖于水域表面，其包含上、下两层薄膜，所述上、下两层薄膜均不溶于水、比重小于1，且均设有大量通孔；上、下两层薄膜局部可相对运动，且上层薄膜的热膨胀系数大于或等于下层薄膜的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述上层薄膜的通孔与下层薄膜的通孔之间呈交叠状态。
3.根据权利要求1所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述上层薄膜和下层薄膜之间形成有连接线，所述连接线将整个保水覆膜分成若干区域，每个区域内的上层薄膜和下层薄膜可相对运动。
4.根据权利要求1所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述上层薄膜和下层薄膜之间压合有网格，所述网格将整个保水覆膜分成若干区域，每个区域内的上层薄膜和下层薄膜可相对运动。
5.根据权利要求1所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述下层薄膜在通孔间隙设有大量凸起，所述上层薄膜叠合或粘结在凸起表面，使得上层薄膜和下层薄膜之间形成空隙，上层薄膜通孔的中心线与下层薄膜的中心线错位设置。
6.根据权利要求5所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述凸起为半球体状或多面体状。
7.根据权利要求1所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述保水覆膜周边设置有连接件，多张保水覆膜相互之间通过连接件连成一片；保水覆膜与水域周边，用软质绳索或硬质框条固定。
8.根据权利要求1至7任一项所述的层叠式防蒸发保水覆膜，其特征在于，所述上、下层薄膜均采用高分子橡塑或复合有加强筋纤维的高分子橡塑或前两者的改性材料，经发泡或者不发泡制成。
9.根据权利要求8所述的层叠式防蒸发保水覆膜，所述高分子橡塑材料选自PE、PP、PS、PC、PA、PU、PET、PVC、ABS、EVA、PMMA、丁晴橡胶、丁苯橡胶中的一种或多种。
【文档编号】E02B3/02GK104452655SQ201410648840
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】姜立平 申请人:姜立平