一种乡村水环境生态链式修复系统的制作方法

技术特征：
1.一种乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，包括：水质预测模型单元，基于农村水环境历史信息，构建农村水环境的水质预测模型，并基于水质预测模型预测农村水环境下一时刻的水质状况；专家决策单元，用于将预测的水质状况输入专家知识系统中，并输出与预测水质状况对应的修复方案；修复执行单元，用于根据专家决策单元输出的修复方案修复农村水环境。2.根据权利要求1所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，所述水质预测模型的构建方法包括：s1、采集目标区域的农村水环境历史数据，并对历史数据进行预处理，得到关于水环境的时间序列数据；s2、基于时间序列数据，构建水质预测模型：p
*(t 1)
＝αp
(t)
(1-β)p
*t
λt2 m其中，p
*(t 1)
为t 1时刻水环境负荷值的预测值，其为无量纲值；p
*t
为t时刻水环境负荷值的预测值；α为短期内影响水环境负荷的权重系数；p
(t)
为t时刻水环境负荷值的实际值；β为波动权重系数；λ为弹性修正系数；m为季节影响因子；选取与预测值最近范围内的若干组浮动小于阈值的时间序列数据，并采用加权平均法计算短期内影响水环境负荷的权重系数α；选取与预测值最近范围内的若干组浮动大于阈值的的时间序列数据，并采用指数平滑法计算波动权重系数β。s3、将预测得到的水环境负荷值与预存在专家知识系统中的标准负荷值进行比较，若预测值超出阈值，则发出警告，并调整修复执行单元中的参数。3.根据权利要求2所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，计算弹性修正系数λ：其中，r
i
为水环境梯度理查森数；η1为污染物物质扩散比例系数，η2为水环境溶解氧变化系数；当时，p
*(t 1)
＝αp
(t)
(1-β)p
*t-λt2 m当时，p
*(t 1)
＝αp
(t)
(1-β)p
*t
λt2 m。4.根据权利要求3所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，计算的物质扩散浓度计算物质扩散比例系数η1，包括：计算主要污染氨氮、氮、磷物质的物质扩散浓度；其中，c为氨氮、氮、磷物质的扩散浓度；u、v、w分别为x、y、z三个方向的流速；d
x
、d
y
、d
z
分别为x、y、z三个方向的扩散系数；s
c
为源汇项；p
c
为生化反应；
根据计算的物质扩散浓度计算物质扩散比例系数η1：其中，c
′
为氨氮、氮、磷物质的标准物质扩散浓度。5.根据权利要求4所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，基于污染物质扩散后的浓度，计算水环境梯度理查森数r
i
：其中，g为重力加速度；ρ为不同水层处水环境水密度；h为水环境深度，ρ
*
为水环境的平均密度；u为水体流动速度。6.根据权利要求3所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，计算水环境溶解氧变化系数η2，为：其中，o
′
为水环境含氧量，o1为水环境氧气补给量，o2为水环境氧气消耗量，o3为水环境氧气缓解量。7.根据权利要求2所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，计算季节影响因子m，包括：根据不同季节水环境的进出水量对水环境自身负荷的影响，计算季节影响因子m：log
a
(τt-2)其中，a为水环境水量交换能力值，q1为水环境水量，q2为水环境出流流量；τ为趋势因子，取值为2-5。8.根据权利要求1所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，所述修复执行单元包括：设置于污水进水口的格栅，污水依次进入初沉池、压氧池和缺氧池；所述好氧池与二沉池连通；二沉池分别与污泥浓缩池和湿地相连；所述湿地与水库水环境或者河流水环境连通。9.根据权利要求1所述的乡村水环境生态链式修复系统，其特征在于，所述湿地采用地下式砖混结构的潜流型人工湿地，包括石子填料，填料包括不同厚度的土壤、陶粒、沸石、细沙、粗砂、碎瓦片或灰渣构成，以形成供植物生长和微生物附着的床体；湿地的布水系统采用穿孔管布水或穿孔花墙布水系统，进水管比湿地床高出0.5m；湿地出水系统根据对床中水位调节的要求，出水区末端的陶粒、沸石填料层的底部设置穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门以调节床内水位；在初春时节栽种适应温带季节性淹水的美人蕉、黄菖蒲挺水植物先锋物种，两种植物覆盖分别占比50％；每隔3月对植株茎叶以上部分进行定期清理，冬季枯萎，植物量较9月时减少50％。

技术总结
本发明公开了一种乡村水环境生态链式修复系统，其包括水质预测模型单元，基于农村水环境历史信息，构建农村水环境的水质预测模型，并基于水质预测模型预测农村水环境下一时刻的水质状况；专家决策单元，用于将预测的水质状况输入专家知识系统中，并输出与预测水质状况对应的修复方案；修复执行单元，用于根据专家决策单元输出的修复方案修复农村水环境。本发明采用多种组合方式进行农村污水净化，并将净化后的水体导入农村水环境中，通过实时采集水环境的参数信息，构建水环境的水质预测模型，用于预测未来水环境的负荷情况，并根据预测的负荷情况，实时调整污水的处理参数，以达到提前预警提前布施的作用。到提前预警提前布施的作用。到提前预警提前布施的作用。


技术研发人员：汪邦稳 张靖雨 袁先江 夏小林 朱昊宇
受保护的技术使用者：安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院（安徽省水利工程质量检测中心站）
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/1/14