本发明涉及沟渠生态修复技术领域,公开了一种带有拦污栅的沟渠生态修复方法及生态修复系统,该方法包括:根据沟渠的尺寸信息和水体信息,确定一级拦污栅与二级拦污栅之间的间隔距离,并在沟渠的上游设置拦污栅。清除沟渠的污泥,将污泥与栽培土壤混合制成养殖袋,并在养殖袋内设置生态草籽。根据沟渠和养殖袋尺寸,确定养殖袋的布置数量,并将其布置在沟渠内。通过获取养殖袋内草籽的生长信息,结合沟渠的尺寸和水体信息,确定一级拦污栅的水流阻拦度,并据此确定二级拦污栅的水流阻拦度。本发明通过清理淤泥养殖草籽,控制拦污栅从而有效修复沟渠的生态环境。
1.一种带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,包括: 获取沟渠的尺寸信息和水体信息,并根据所述沟渠的尺寸信息和水体信息确定一级拦污栅与二级拦污栅之间的间隔距离; 根据所述间隔距离,在所述沟渠的上游设置所述一级拦污栅和二级拦污栅; 清除所述沟渠的污泥,将清除的所述污泥与栽培土壤混合制成养殖袋,并将待栽培的生态草籽设置在所述养殖袋内; 根据所述沟渠的尺寸信息与所述养殖袋尺寸,确定所述养殖袋的布置数量,并根据所述布置数量将所述养殖袋布置在所述沟渠内部; 获取所述养殖袋内的草籽生长信息,根据所述沟渠的尺寸信息、水体信息和草籽生长信息确定所述一级拦污栅的水流阻拦度,并根据所述一级拦污栅的水流阻拦度确定所述二级拦污栅的水流阻拦度; 根据所述沟渠的尺寸信息和水体流速,确定一级拦污栅与二级拦污栅之间的间隔距离时,包括: 获取所述沟渠的宽度和沟渠的表面粗糙度以及沟渠的水流紊动特性,并根据所述沟渠的表面粗糙度和水流紊动特性,确定所述沟渠内水流的紊流扩散系数; 获取所述沟渠内的水体实时流速,并将所述沟渠的宽度、紊流扩散系数、水体实时流速代入公式Ⅰ,确定所述间隔距离,其中,所述公式Ⅰ如下所示:; 其中,L为所述间隔距离,β为所述紊流扩散系数,W为所述沟渠的宽度,α为水流衰减系数,v为所述水体实时流速,为所述二级拦污栅处的水流预设速度,ln为自然对数。
2.如权利要求1所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,根据所述沟渠的尺寸信息、水体信息和草籽生长信息确定所述一级拦污栅的水流阻拦度时,包括: 根据所述沟渠的水体流速,并根据所述水体流速与预设水体流速之间的关系,确定所述一级拦污栅的水流阻拦度; 当所述水体流速小于或等于所述预设水体流速时,则确定所述一级拦污栅的预设水流阻拦度为所述一级拦污栅的水流阻拦度; 当所述水体流速大于所述预设水体流速时,则根据所述水体流速与所述预设水体流速之间的流速差值,确定调整系数,并将根据所述调整系数调整后的所述预设水流阻拦度为所述一级拦污栅的水流阻拦度。
3.如权利要求2所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,根据所述水体流速与所述预设水体流速之间的流速差值,确定调整系数时,包括: 根据所述流速差值与预先配置的第一预设流速差值和第二预设流速差值之间的关系,确定所述调整系数; 当所述流速差值小于所述第一预设流速差值时,则确定所述调整系数为M1; 当所述流速差值等于或大于所述第一预设流速差值,且所述流速差值小于所述第二预设流速差值时,则确定所述调整系数为M2; 当所述流速差值等于或大于所述第二预设流速差值时,则确定所述调整系数为M3; 其中,所述第一预设流速差值小于所述第二预设流速差值,且M1<M2<M3<1。
4.如权利要求3所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,当确定所述调整系数为Mi时,i=1,2,3,包括: 获取所述沟渠中水体浑浊度,并根据所述水体浑浊度与预设浑浊度之间的关系,确定是否对所述调整系数Mi进行修正; 当所述水体浑浊度小于或等于所述预设浑浊度时,则确定不对所述调整系数Mi进行修正; 当所述水体浑浊度大于所述预设浑浊度时,则根据所述水体浑浊度与所述预设浑浊度之间的浑浊度差值,确定修正系数,并根据修正系数对所述调整系数Mi进行修正。
5.如权利要求4所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,根据所述水体浑浊度与所述预设浑浊度之间的浑浊度差值,确定修正系数时,包括: 根据所述浑浊度差值与预先配置的第一预设浑浊度差值和第二预设浑浊度差值之间的关系,确定所述修正系数; 当所述浑浊度差值小于所述第一预设浑浊度差值时,则确定所述修正系数为N3; 当所述浑浊度差值大于或等于所述第一预设浑浊度差值,且所述浑浊度差值小于所述第二预设浑浊度差值时,则确定所述修正系数为N2; 当所述浑浊度差值大于或等于所述第二预设浑浊度差值时,则确定所述修正系数为N1; 其中,所述第一预设浑浊度差值小于所述第二预设浑浊度差值,且N1<N2<N3<1。
6.如权利要求5所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,当确定所述修正系数为Ni时,i=1,2,3,包括: 获取所述草籽生长信息中的草籽生长阶段,其中所述草籽生长阶段包括:萌芽期,幼苗生长期,分蘖期,青壮生长期,生殖期和休眠期; 获取各所述草籽生长阶段对应的预设抗水流冲击力; 获取所述一级拦污栅与所述二级拦污栅之间的水流流速,并根据所述水流流速确定所述一级拦污栅与所述二级拦污栅之间的水流冲击力; 根据所述水流冲击力与所述预设抗水流冲击力之间的关系,确定是否对所述修正系数Ni进行校正; 当所述水流冲击力小于所述预设抗水流冲击力时,则确定不对所述修正系数Ni进行校正; 当所述水流冲击力大于或等于所述预设抗水流冲击力时,则根据所述水流冲击力与所述预设抗水流冲击力之间的冲击力差值,确定校正系数,并根据所述校正系数对所述修正系数Ni进行校正。
7.如权利要求6所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,根据所述水流冲击力与所述预设抗水流冲击力之间的冲击力差值,确定校正系数时,包括: 根据所述冲击力差值与预先配置的第一预设冲击力差值和第二预设冲击力差值之间的关系,确定所述校正系数; 当所述冲击力差值小于所述第一预设冲击力差值时,则确定所述校正系数为D3; 当所述冲击力差值大于或等于所述第一预设冲击力差值,且所述冲击力差值小于所述第二预设冲击力差值时,则确定所述校正系数为D2; 当所述冲击力差值大于或等于所述第二预设冲击力差值时,则确定所述校正系数为D1; 其中,所述第一预设冲击力差值小于所述第二预设冲击力差值,且D1<D2<D1<1。
8.如权利要求1所述的带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,根据所述一级拦污栅的水流阻拦度确定所述二级拦污栅的水流阻拦度时,包括: 获取所述一级拦污栅与所述二级拦污栅之间的水体实时流速,所述一级拦污栅的实时阻拦度、所述沟渠内水流的紊流扩散系数,并将所述水体实时流速、实时阻拦度和紊流扩散系数代入公式Ⅱ,确定所述二级拦污栅的水流阻拦度,其中,所述公式Ⅱ如下所示:; 其中,R2为所述二级拦污栅的水流阻拦度,R1为所述一级拦污栅的实时阻拦度,β为所述紊流扩散系数,v为所述水体实时流速。
9.一种带有拦污栅的沟渠生态修复系统,适用于如权利要求1-8任一项所述的一种带有拦污栅的沟渠生态修复方法,其特征在于,包括: 距离评估模块,用于获取沟渠的尺寸信息和水体信息,并根据所述沟渠的尺寸信息和水体信息确定一级拦污栅与二级拦污栅之间的间隔距离; 拦污栅安装模块,与所述距离评估模块电连接,所述拦污栅安装模块配置有若干拦污栅,所述拦污栅安装模块用于根据所述间隔距离,在所述沟渠的上游设置所述一级拦污栅和二级拦污栅; 淤泥清除模块,设置在所述沟渠内部,所述淤泥清除模块用于清除所述沟渠的污泥,并将清除的所述污泥与栽培土壤混合制成养殖袋,并将待栽培的生态草籽设置在所述养殖袋内; 养殖袋安装模块,与所述淤泥清除模块电连接,所述养殖袋安装模块用于根据所述沟渠的尺寸信息与所述养殖袋尺寸,确定所述养殖袋的布置数量,并根据所述布置数量将所述养殖袋布置在所述沟渠内部; 拦污栅控制模块,用于获取所述养殖袋内的草籽生长信息,根据所述沟渠的尺寸信息、水体信息和草籽生长信息确定所述一级拦污栅的水流阻拦度,并根据所述一级拦污栅的水流阻拦度确定所述二级拦污栅的水流阻拦度。
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