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我的沙漠干旱原因--沙漠聚水理论及其应用。

(2017-10-12 22:45:39) 下一个

从今日起,我将不定期的系列公开我的沙漠聚水造成干旱的理论发明及其应用。

此研究是上世纪六十年代末,七十年代初中学时代产生的概念。去年(2016)整理申请美国专利备案。

一种在干旱地区自动从大气中获得淡水的系统及其方法

[0002] 此发明是属于发明者绿色水源系列发明之一部分,受 US 62/495,709 Sep. 22, 2016)在先发明申请 优先权的权利保护时效范围之内。

专利检索:略

专利引用文献: 略

非专利文件参考:

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19 张竞,王旭升,胡晓农,等。巴丹吉林地下水流场的宏观特征. 中国沙漠. 2015, 35(3): 774-782. Zhang JingWang XushengHu Xiaononget al. The Macro-Characteristics of groundwater flow in the Badain Jaran Desert [J]. Journal of Desert Research, 2015, 35(3): 774-782. (Chinese with English abstract).

20 马宁,王乃昂, 赵力强, . 巴丹吉林沙漠腹地降水事件后的沙山蒸发观测. 科学通报. 201459615-622. Ma NingWang NaiangZhao Liqiang, et al. Observation of Mega-Dune Evaporation after Various Rain Events in the Hinterland of Badain Jaran Desert. Chin Scin SciBull201459162-171. (Chinese with English abstract).

21 18 Hidden Waters: http://www.worldpolicy.org/sites/default/files/node_img/Split%20Map_0_jpg

背景技术


 

地球上的水受热会蒸发到空气中成为气态的水。空气中的气态水也可以在一定的条件下凝聚成液态的水并且成为水滴降落回地面,这个过程称为降水。一般认为降水包括了降雨,降雪,和 冰雹等形式,但是降水还包括了一般不被人们所注意的其它形式:如空气中的气态水,特别是森林中空气中的水分可以在植物的表面凝聚并沿着植物的枝叶滴入土壤,或者沿着植物的枝干流下进入植物的根部土壤,露水以及霜的形成也应该属于气态水直接在地表的凝聚的降水形式。

地表每年被蒸发水量十分多,使得大气中含有巨量的水份。这些水气在地球的大气运动迁移中十分活跃。Reginald Newell 等人于1993年发现在距地表大约2公理以内的对流层中存在水气运动的大气河流大约有每秒1.65亿公斤的水从赤道运往中纬度地区。 仅仅在南美的上空,这种空中的河流迁移的水量就相当于一条亚马逊河流 [1]。 在地球大气中的水约有3100立方英里,其中蒸汽的形式为98%,云层仅为2%

通常大气的降水特别是降雨和降雪被认为是地球上淡水的主要来源,也是最直接的来源。降水也可直接沿着地面汇成湖泊与河流,部分的水可以沿地表的缝隙渗透到地表下直到被不透水的地质结构所阻挡而地势流淌并聚积成为地下含水层湖泊。 这些淡水可以在地下被储存很长时间, 也可以当地表的地势势校低时。或在地下水位较高时可以流出地表而成为河水或泉水的源头,并在地表的洼地成为湖泊。最终除去再次被蒸发入空气中之外,相当部分的水流都经汇聚成河流而归于大海。所以海洋可以看成是裸露在地球表面的巨大露天盐水湖泊。这里没有涉及地下原始的固有矿物水,那些含盐量较高的水层通常位于地底较深的岩石层下。

人类通常是由降水获得所需的淡水;包括从降水或者降雪融化后汇集形成的河流,湖泊以及泉水或者从地下含淡水层的地质结构中直接抽取以等方法直接获得淡水。再就是用海水淡化的方法,从含盐的海水中获得淡水以供人们日常生活所用。但是,随着人们的社会发展需要和人口数量的增加,人类对于淡水的需要量也在日益增加。直接从地下开采淡水的量越来越多,使得人类聚集处的地下水在不断地下降。 水荒干旱的事件更加频繁地发生。土地的沙化也越来越严重。人面临因用水的短缺带来的生存危机,造成越来越严重的全人类的社会问题和矛盾[2, 3, 4]。 甚至引发国家以及民族之间的战争。所以,淡水的来源问题,特别是寻找直接可用淡水的水源,对于人类的社会生活十分重要。对于淡水的迫切需要,使得人们不仅使用收集装备从雾和露来制备淡水 [5, 6]. 而且发明各种收集淡水方法,想方设法地直接从空气中制备淡水。所以,从空气中回收淡水是一个越来越受人重视的方法。特别是在水源稀少的地区比如沙漠地带。

从空气中回收淡水的发明已有相当长的历史背景了。上世纪的30年代Knapen曾申请过他的美国专利(US1816592),一个如蘑菇状的,中空的,混凝土结构,利用自然夜晚的凉气来冷却混凝土墙壁的石质,用来在白天冷却温度较高的空气以得到凝聚水。这个简单的设计没有采用有效的抽吸通风系统,没有采用较好的与空气接触面积大的冷凝材料,因而效果可想而知。在这前后各种从大气制备淡水的方法都有一些共同的特点,一是耗能,特别是大规模的尺度上的环保角度上来看,即使是发明者称为低耗能的设计 , 例如US4146372A。二是巧妙的,但实际上在应用上并不必要那样复杂的 弯路设计 (US4146372A2761292A) 等等。或者不适合大规模的环保实际上的应用;这方面的一个例子包括了先进科技含量很高的最新报道 [7]。相比,20169月本发明人公开了干旱地区水气循环的学说,和在此学说指导下的利用自然日夜温度变化从大气中几乎不停顿地自动获得淡水的简单方法, [US 62/495,709] 。这个学说以常规的知识来推理解释沙漠绿洲普遍的,但又被以往的研究者们们忽视了的现象 用别人以前从未考虑过的角度来分析 沙漠的特性 。来揭示一个全新的沙漠产水的概念。从而建立一个地质和气象学的水循环的新理论。并且在这个新理论中,建立了一系列新的概念和定义。这个理论及其应用将对于大气温度的变化,水的大气和地质循环以及人类对于新水源的研究认识和获取,以及沙漠的成因及其治理,都具有开创性的指导意义。同时,对于缓解人类面临的水荒问题,开发占全世界表面积达1/3的干旱沙漠土地,解决社会矛盾等方面具有巨大的社会现实意义。 除了理论上的发明之外 相对于他人的发明,本发明依此新理论公开的应用方法极其简单。全部利用自然能量,系统运行所需的人工能耗几乎零。 除了基本简单的结构,几乎无需任何其他的人工材料。

 

(待续)

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houtou72 回复 悄悄话 此发明不仅民用意义重大,而且战略意义不言而喻。故发在兵坛。

来源: houtou72 于 2017-10-12 22:59:28

回答: 我的沙漠干旱原因--沙漠聚水理论及其应用。 由 houtou72 于 2017-10-12 22:45:39
全球大约1/3的沙漠以及海岛等任何需要淡水之处都可以此法制淡水。

我几年前曾在兵坛放言“给我一片水,我给你一片地”和 ” 给我一块地,我还你一片水“。

前者以提示以海砂填礁成岛之法。今披露此为堆沙聚水之法。

此法设备极其简单,无需任何人工能源和再生能源,且建成之后无需任何人工管理就可自动获得清洁的淡水。
houtou72 回复 悄悄话 其实从空气中收集水的应用从史前时期就已经开始了。当发现现在人们在考虑以收集雾气和露水来收集淡水的方法之后,感到再不发表我的观点的话,就会被他人“首先”提出理论创建了。这才决定公开自己的这个发明。

沙漠水问题是从当年第一版《十万个为什么》中关于沙漠中的变移河与季节河的现象开始考虑的。季节河的现象可以以降雨季节的现象理解, 但河道不停的变化的河流的现象就引人思考了。



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