基于微观生境改善的水生态修复系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于微观生境改善的水生态修复系统，包括：漂浮在目标水域上的无人自动检测船、综合水处理厂、无人机系统、分析管理装置。综合水处理厂将处理完毕的水经过多个排水通道排入目标水域不同水深的区域。所述分析管理装置包括：检测分析模块和巡检控制模块。检测分析模块接收无人机系统、无人自动检测船发回的数据，经过微观生境改善分析得到目标水域的水质调控方案。所述微观生境改善分析包括：根据水质检测数据，判断当前水体检测指标与目标指标之间的差距C，并计算得到Tn＝K*e

Aquatic ecosystem restoration system based on micro habitat improvement

【技术实现步骤摘要】
基于微观生境改善的水生态修复系统


[0001]本专利技术属于环境治理
，具体涉及一种基于微观生境改善的水生态修复系统。

技术介绍

[0002]生境是指物种或物种群体赖以生存的生态环境。水生态修复的主要目标就是改善水体的生境，使其适宜于人类。现有水生态修复方法一般是通过：1.对输入的水源进行净化处理。2.对水体底部淤泥进行絮凝处理。3.引入水生植物进行水体净化。这种修复是基于宏观的方式进行的，修复周期较长，且对于较深的湖泊、水库等大型水体，主要对上层水体可以起到良好的修复作用，对于中层和底层水体的修复能力较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种基于微观生境改善的水生态修复系统，包括：漂浮在目标水域上的无人自动检测船、综合水处理厂、无人机系统、分析管理装置。
[0004]所述无人自动检测船包括：至少2组漂浮筒，固定在漂浮筒之间的检测机构，以及固定在检测机构上的太阳能蓄电池组、固定在检测机构下方的驱动装置。所述检测机构内设有检测池、通讯模块、定位装置。所述检测池上端敞口，一侧低端与出液管连通，另一侧顶端与入液管连通。所述入液管与抽水机构的主供水管连通。所述检测池上方设有检测仪组，所述驱动装置、定位装置、检测仪组、抽水机构通过通讯模块与分析管理装置信号连接。
[0005]所述无人机系统受分析管理装置控制，对目标水域的水面进行拍摄，并将拍摄照片发送至分析管理装置。
[0006]综合水处理厂通过进水管从目标水域的30
‑
50％水深处抽取目标水域的水进行综合处理，处理完毕的水经过排水管排入目标水域。所述排水管设有多个排水通道，每个排水通道位于目标水域不同水深的区域，且排水朝向互不重叠。对于远离综合水处理厂的排水管出口，排水管上设有增压泵进行增压。
[0007]所述分析管理装置包括：检测分析模块和巡检控制模块。
[0008]所述巡检控制模块向无人自动检测船、无人机系统发送巡检指令和采样指令。所述巡检指令至少包括巡检路线和巡检时间，所述采样指令包括：向无人自动检测船发送的抽水检测指令和向无人机系统发送的拍照指令。
[0009]检测分析模块接收无人机系统中无人机巡飞时发回的照片数据、无人自动检测船发回的目标水域的水质检测数据，经过微观生境改善分析，得到目标水域的水质调控方案，并将该水质调控方案发送至综合水处理厂。综合水处理厂接收水质调控方案后，依照水质调控方案对目标水域的水质进行综合处理。
[0010]所述微观生境改善分析包括：根据水质检测数据，判断当前水体检测指标与目标指标之间的差距C，并计算得到Tn＝K*e
C
。所述Tn为目标检测值对应的改善试剂用量，K为不
同检测值对应的调整系数。
[0011]进一步的，所述检测池包括：上端敞口的中空蓄水池。所述中空蓄水池内设有电子液位计，其一侧顶端与入液管连通，所述入液管在靠近中空蓄水池处设有第一电控阀。所述中空蓄水池另一侧底端与出液管连通，所述出液管在靠近中空蓄水池处设有第二电控阀。
[0012]所述入液管下方设有与检测池底部连通的循环入液管，所述循环入液管与第一循环泵的入液端连通，并在靠近靠近中空蓄水池处设有第三电控阀。所述第一循环泵的出液端通过循环出液管与中空蓄水池在出液管上方顶部连通。所述循环出液管在靠近靠近中空蓄水池处设有第四电控阀。
[0013]所述电子液位计、第一电控阀、第二电控阀、第一循环泵、第三电控阀、第四电控阀与通讯模块信号连接。
[0014]进一步的，所述中空蓄水池上方设有预设数量的电控升降机。每个所述电控升降机的固定端与检测机构内壁固定，伸缩端分别与不同检测仪固定，所述检测仪的检测端朝向中空蓄水池。所述电控升降机、检测仪与通讯模块信号连接。
[0015]进一步的，所述电控升降机的数量为3个，所述检测仪包括：pH检测仪、微生物检测仪、水溶氧检测仪。所述抽水检测指令包括：检测仪检测指令。所述检测仪检测指令包括：选择pH检测仪、微生物检测仪、水溶氧检测仪中的一台检测仪作为目标检测仪，进行下述检测分指令：
[0016]S1.向第一电控阀发送开启指令，向第三电控阀、第四电控阀、第二电控阀发送关闭指令。
[0017]S2.向抽水机构发送启动指令，待电子液位计检测的中空蓄水池达到目标液位后，向抽水机构发送关闭指令。向该检测仪对应的电控升降机发送下降指令，使电控升降机的伸缩端伸长，带动检测仪下降，使检测仪的检测端插入中空蓄水池的水中。
[0018]S3.向第三电控阀、第四电控阀发送开启指令，向第一电控阀、第二电控阀发送关闭指令。并控制第一循环泵启动预设时间后，向第三电控阀、第四电控阀、第一循环泵发送关闭指令。
[0019]S4.向第二电控阀发送开启指令，向第三电控阀、第四电控阀、第一电控阀发送关闭指令。待电子液位计检测的中空蓄水池下降至0后，重复步骤S1
‑
S3一次。
[0020]S5.控制检测仪启动检测。完成检测后，向该电控升降机发送回升指令，使电控升降机的伸缩端回缩，带动检测仪上升，使检测仪的检测端离开中空蓄水池的水中。
[0021]S6.向第二电控阀发送开启指令，向第三电控阀、第四电控阀、第一电控阀发送关闭指令。待电子液位计检测的中空蓄水池下降至0后，完成该检测仪的检测分指令。
[0022]根据抽水检测指令终止检测，或选择下一台检测仪重复步骤S1
‑
S6完成该检测仪的检测分指令。
[0023]进一步的，所述抽水机构包括：主供水管。所述主供水管一端与缓冲仓顶部连通，另一端通过电控三通阀与入液管连通。所述电控三通阀的另一端与废液管连通，所述废液管出液端位于目标水域水面之下。所述主供水管上在缓冲仓到电控三通阀之间设有第二循环泵。
[0024]所述电控三通阀、第二循环泵与通讯模块信号连接。
[0025]所述缓冲仓底部与预设数量的抽水管通过电磁阀连通，每根所述抽水管的入水口
位于目标水域不同深度。
[0026]进一步的，所述缓冲仓底部分别通过第五电磁阀与第一抽水管连通、通过第六电磁阀与第二抽水管、通过第七电磁阀与第三抽水管连通。所述第一抽水管的水口位于目标水域75
‑
90％深度位置处，所述第二抽水管的水口位于目标水域40
‑
60％深度位置处，所述第三抽水管的水口位于目标水域10
‑
30％深度位置处。所述第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀与通讯模块信号连接。
[0027]所述抽水检测指令包括：水层选择指令。所述水层选择指令包括：选择第一抽水管或第二抽水管或第三抽水管作为目标入水管，在接收到抽水机构的启动指令后：首先启动第一抽水管或第二抽水管或第三抽水管对应的电磁阀。然后控制电控三通阀连通主供水管和废液管，并启动第二循环泵。之后待第二循环泵启动预设排液时间后，暂停第二循环泵，并控制电控三通阀连通主供水管和入液管。最后重启第二循环泵，向入液管供入目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微观生境改善的水生态修复系统，其特征在于，包括：漂浮在目标水域(1)上的无人自动检测船(2)、综合水处理厂(4)、无人机系统(3)、分析管理装置；所述无人自动检测船(2)包括：至少2组漂浮筒(202)，固定在漂浮筒(202)之间的检测机构，以及固定在检测机构上的太阳能蓄电池组(201)、固定在检测机构下方的驱动装置；所述检测机构内设有检测池(203)、通讯模块、定位装置；所述检测池(203)上端敞口，一侧低端与出液管(206)连通，另一侧顶端与入液管(205)连通；所述入液管(205)与抽水机构(8)的主供水管(801)连通；所述检测池(203)上方设有检测仪组(207)，所述驱动装置、定位装置、检测仪组(207)、抽水机构(8)通过通讯模块与分析管理装置信号连接；所述无人机系统(3)受分析管理装置控制，对目标水域(1)的水面进行拍摄，并将拍摄照片发送至分析管理装置；综合水处理厂(4)通过进水管(6)从目标水域(1)30
‑
50％水深处抽取目标水域的水进行综合处理，处理完毕的水经过排水管(7)排入目标水域(1)；所述排水管(7)设有多个排水通道，每个排水通道位于目标水域(1)不同水深的区域，且排水朝向互不重叠；对于远离综合水处理厂(4)的排水管(7)出口，排水管(7)上设有增压泵(5)进行增压；所述分析管理装置包括：检测分析模块和巡检控制模块；所述巡检控制模块向无人自动检测船(2)、无人机系统(3)发送巡检指令和采样指令；所述巡检指令至少包括巡检路线和巡检时间，所述采样指令包括：向无人自动检测船(2)发送的抽水检测指令和向无人机系统(3)发送的拍照指令；检测分析模块接收无人机系统(3)中无人机巡飞时发回的照片数据、无人自动检测船(2)发回的目标水域的水质检测数据，经过微观生境改善分析，得到目标水域的水质调控方案，并将该水质调控方案发送至综合水处理厂(4)；综合水处理厂(4)接收水质调控方案后，依照水质调控方案对目标水域(1)的水质进行综合处理；所述微观生境改善分析包括：根据水质检测数据，判断当前水体检测指标与目标指标之间的差距C，并计算得到Tn＝K*e
C
；所述Tn为目标检测值对应的改善试剂用量，K为不同检测值对应的调整系数。2.根据权利要求1所述基于微观生境改善的水生态修复系统，其特征在于，所述检测池(203)包括：上端敞口的中空蓄水池(2031)；所述中空蓄水池(2031)内设有电子液位计，其一侧顶端与入液管(205)连通，所述入液管(205)在靠近中空蓄水池(2031)处设有第一电控阀(2032)；所述中空蓄水池(2031)另一侧底端与出液管(206)连通，所述出液管(206)在靠近中空蓄水池(2031)处设有第二电控阀(2033)；所述入液管(205)下方设有与检测池(203)底部连通的循环入液管(2034)，所述循环入液管(2034)与第一循环泵(2035)的入液端连通，并在靠近靠近中空蓄水池(2031)处设有第三电控阀(2036)；所述第一循环泵(2035)的出液端通过循环出液管(2037)与中空蓄水池(2031)在出液管(206)上方顶部连通；所述循环出液管(2037)在靠近靠近中空蓄水池(2031)处设有第四电控阀(2037)；所述电子液位计、第一电控阀(2032)、第二电控阀(2033)、第一循环泵(2035)、第三电控阀(2036)、第四电控阀(2037)与通讯模块信号连接。3.根据权利要求2所述基于微观生境改善的水生态修复系统，其特征在于，所述中空蓄水池(2031)上方设有预设数量的电控升降机(2071)；每个所述电控升降机(2071)的固定端
与检测机构内壁固定，伸缩端分别与不同检测仪(2072)固定，所述检测仪(2072)的检测端朝向中空蓄水池(2031)；所述电控升降机(2071)、检测仪(2072)与通讯模块信号连接。4.根据权利要求3所述基于微观生境改善的水生态修复系统，其特征在于，所述电控升降机(2071)的数量为3个，所述检测仪(2072)包括：pH检测仪、微生物检测仪、水溶氧检测仪；所述抽水检测指令包括：检测仪检测指令；所述检测仪检测指令包括：选择pH检测仪、微生物检测仪、水溶氧检测仪中的一台检测仪(2072)作为目标检测仪，进行下述检测分指令：S1.向第一电控阀(2032)发送开启指令，向第三电控阀(2036)、第四电控阀(2037)、第二电控阀(2033)发送关闭指令；S2.向抽水机构(8)发送启动指令，待电子液位计检测的中空蓄水池(2031)达到目标液位后，向抽水机构(8)发送关闭指令；向该检测仪(2072)对应的电控升降机(2071)发送下降指令，使电控升降机(2071)的伸缩端伸长，带动检测仪(2072)下降，使检测仪(2072)的检测端插入中空蓄水池(2031)的水中；S3.向第三电控阀(2036)、第四电控阀(2037)发送开启指令，向第一电控阀(2032)、第二电控阀(2033)发送关闭指令；并控制第一循环泵(2035)启动预设时间后，向第三电控阀(2036)、第四电控阀(2037)、第一循环泵(2035)发送关闭指令；S4.向第二电控阀(2033)发送开启指令，向第三电控阀(2036)、第四电控阀(2037)、第一电控阀(2032)发送关闭指令；待电子液位计检测的中空蓄水池(2031)下降至0后，重复步骤S1
‑
S3一次；S5.控制检测仪(2072)启动检测；完成检测后，向该电控升降机(2071)发送回升指令，使电控升降机(2071)的伸缩端回缩，带动检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿杰，胡惠永，黄杏梅，郑宏刚，余建新，张川，刘淑霞，段青松，葛兴燕，郭晓飞，吴开贤，王豹，李成学，曾维军，廖丽君，张建生，李建华，
申请(专利权)人：云南农业大学，
类型：发明
国别省市：