水体治理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自然水体治理领域，具体而言，涉及一种水体治理方法。
【背景技术】
[0002]目前我国大量的水体被污染，大部分被污染的水体失去了生态平衡、生态系统严重受损，使得水体自净能力大幅度下降，部分被污染的水体甚至丧失了自净能力。
[0003]污染的水体严重影响了人们的生活环境和生活质量，现有的水体治理方法中，比较典型的方法包括以下几种:
[0004]一种方法是化学治理方法，化学治理方法将化学药品投放到待治理水体中，利用化学反应对水体进行治理，以达到预期的效果。然而，化学治理方法由于使用化学药品，会产生二次污染，有悖于水体治理的目的。
[0005]还有一种比较主流的治理方法为疏浚方法。疏浚方法一般是对待治理水体流域的底部污泥进行挖掘和转移，再对水流底部进行硬化。此种方法一方面产生污染转移，另一方面在疏浚结束的一段时间后，水体污染仍然会再次产生，即疏浚方法无法从根本上解决水体污染的问题。另外，疏浚方法成本很高，治理过程中需要投入大量的人力物力。
[0006]近期比较通常使用的另一种治理方法是在水体中种植一些经针对性选择的水生植物。此方法确能起到一定的治理作用，但由于植物均有一定的生长或寿命周期，到一定时间都会死亡，其形成尸体的腐败，会带来二次污染。另外如果对植物种类的选择和生长控制稍有不慎，便会带来严重的二次污染问题。且此种方法的经济性也并不理想。
[0007]在目前的水体治理方法中，大部分的水体治理方法是基于对流动型水体除污的，只有少部分水体除污处理方法是针对静水型或是封闭型水体进行的。在对静水型或封闭型除污的现有技术中，有一种方法为人工增氧治理方法。如专利公告号为CN102276123A的专利公开了一种原位净水方法，该方法主要通过放置在水体内的增氧机搅动封闭的水体，从而使封闭水体增氧达到除污净化的目的。通过增氧机向水体增氧的方式，效率很低，水体治理效果很差。
[0008]另外，专利公告号为CN202865055U的专利公开了一种游泳池量子净化装置，该装置中披露了通过加热装置和采用量子活水器使得游泳池中水体氢离子的量增加，从而达到净化的装置。然而，此种方式使用量子活水器，从而大大地增加了除污净化水体的成本，不适用于大流域水体的治理。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的在于提供一种水体治理方法，以解决现有技术中水体治理效果差、治理成本过高的问题。
[0010]为了实现上述目的，本发明提供了一种水体治理方法，用于对目标水体进行治理，水体治理方法包括:将人工介入装置置于目标水体中；启动人工介入装置，通过离心力的作用使得目标水体的表层水从人工介入装置中心向四周流动，目标水体在人工介入装置的中心处形成负压状态，使整个水体循环交替上升至水表层形成涌升流和面积为A的活水面组成的稳态纵向环流。
[0011]进一步地，水体治理方法对水体产生持续的推动力，从而形成循环往复不间断地运行的稳态纵向环流。
[0012]进一步地，在启动人工介入装置后，人工介入装置进行旋转，控制人工介入装置的工作参数，使得人工介入装置的每分钟的转数小于或者等于10转。
[0013]进一步地，活水面的面积A与人工介入装置的旋转半径的平方成正比。
[0014]进一步地，活水面的活水深度与人工介入装置的旋转半径的平方成正比。
[0015]进一步地，活水面的活水深度与涌升流半径的平方成反比。
[0016]进一步地，通过纵向环流使得氧气均匀地分布在目标水体中。
[0017]进一步地，人工介入装置包括划水桨，划水桨包括桨柄和桨叶，划水桨的理论扭矩为M，其中:
[0018]M = 3 λ J^j22P / dR4；
[0019]其中:R为人工介入装置的划水桨的总长；λ为人工介入装置的划水桨的吃水深度J1为人工介入装置的划水桨的桨叶的宽度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；j2为人工介入装置的划水桨的桨叶的高度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；P为目标水体的密度。
[0020]进一步地，人工介入装置包括划水桨，划水桨包括桨柄和桨叶，划水桨的理论扭矩为M，其中:
[0021]M = Sj1J2 P I I dR3dy ；
[0022]其中:R为人工介入装置的划水桨的总长J1为人工介入装置的划水桨的桨叶的宽度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；j2为人工介入装置的划水桨的桨叶的高度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；P为目标水体的密度为人工介入装置的划水桨的吃水深度。
[0023]进一步地，人工介入装置包括划水桨，划水桨包括桨柄和桨叶，实际选用的人工介入装置电机扭矩为M1，其中:
[0024]M1= 3λ j jj/p f dR4+ η ;
[0025]其中:R为人工介入装置的划水桨的总长；λ为人工介入装置的划水桨的吃水深度J1为人工介入装置的划水桨的桨叶的宽度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；j2为人工介入装置的划水桨的桨叶的高度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；P为目标水体的密度；η为系统机械效率。
[0026]进一步地，人工介入装置包括划水桨，划水桨包括桨柄和桨叶，实际选用的人工介入装置电机扭矩为M2，其中:
[0027]M2= 3j P I I dR3dy+η ;
[0028]其中:R为人工介入装置的划水桨的总长J1为人工介入装置的划水桨的桨叶的宽度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；j2为人工介入装置的划水桨的桨叶的高度与人工介入装置的划水桨的总长R的比例系数；P为目标水体的密度为人工介入装置的划水桨的吃水深度；η为系统机械效率。
[0029]进一步地，人工介入装置包括划水桨，目标水体的粘滞力为F，其中:
[0030]F = yA(dy/dy)；
[0031]其中，A为活水面的面积，单位为m2，μ为表征目标水体粘滞性大小的动力沾滞系数，位为N.s/m2或pa.s，y为人工介入装置的划水桨的吃水深度，单位为m。
[0032]进一步地，动力沾滞系数μ为:
[0033]μ = 0.01779/(1+0.03368t+0.002210t2)；
[0034]其中，t为目标水体的温度，单位为摄氏度(°C)。
[0035]进一步地，人工介入装置包括划水桨，活水面单位面积上的内摩擦力为τ，其中:
[0036]τ = μ (d μ /dy)；
[0037]其中，μ为表征目标水体粘滞性大小的动力沾滞系数，单位为N.s/m2或pa.s，y为人工介入装置的划水桨的吃水深度，单位为m。
[0038]进一步地，人工介入装置提供离心力，离心力使得目标水体的表层水从人工介入装置中心向四周流动。
[0039]进一步地，还可包括辅助治理步骤；辅助治理步骤包括添加生物药剂、微生物、喂养水生动物、种植水生植物、设置生物膜、增设增氧装置中的一项或者多项。
[0040]本发明的水体治理方法，使得目标水体表层水在人工介入装置提供的作用下从人工介入装置中心向四周流动，目标水体在人工介入装置的中心形成负压状态，使整个水体循环交替上升至水表层形成涌升流和面积为A的活水面组成的稳态纵向环流。本发明中的水体治理方法，利用大自然的自身的调节机制，以低耗能的人工介入装置驱使相对封闭的自然水体呈纵向稳态流的活水状态，从而激活了目标水体的自净能力和恢复水生态系统的重建，治理效果好、成本较低。
【附图说明】
[0041]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0042]图1示出了根据本发明水体治理方法的原理图。
[0043]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0044]1、人工介入装置。
【具体实施方式】
[0045]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0046]如图1，在对水动力场深入研宄的基础上，本发明提供了一种水体治理方法，用于对目标水体进行治理，包括将人工介入装置置于目标水体中，启动人工介入装置，通过离心力的作用使得目标水体的表层水从人工介入装置中心向四周流动；目标水体在人工介入装置的中心处形成负压状态，使整个水体循环交替上升至水表层形成涌升流和面积为A的活水面。其中，图1中的F表示水流层流动的方向，进而形成纵向环流；其中活水面的直径为P，涌升流的直径为Q，活水深度为H。
[0047]本发明使用人工介入装置，使相对封闭、静止的自然水体在在人