一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统的制作方法

本发明涉及污水净化，具体为一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统。

背景技术：

1、随着工业化和城市化的快速发展，水资源污染问题日益严重，一些高污染水通常需要经过处理后方可排入河流中，然而，河流中的水仍然存在污染物质，即为低污染水。低污染水虽然污染程度相对较低，但如果不进行有效的处理，也会对生态环境造成不良影响。传统的污水处理方法往往成本高、能耗大，且对低污染水的处理效果有限；

2、人工湿地作为一种生态污水处理技术，具有成本低、运行维护简单、生态效益好等优点，逐渐受到人们的关注。然而，目前的人工湿地设计大多缺乏系统性和科学性，往往不能根据河流的实际情况进行精准规划，因此，针对上述问题提出一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，包括：

4、数据采集端；数据采集端包括河流数据采集模块、水流数据采集模块和水质数据采集模块；

5、河流数据采集模块利用遥感卫星和搭载雷达相机的无人机对河流流经区域进行遥感图像和雷达图像数据采集；

6、水流数据采集模块包括设置在流动浮球上的gps和海拔传感器，将流动浮球投放到河流上游，对流动浮球的定位数据和海拔数据进行采集；在河流上游设置超声波水流量测试仪，采集河流上游水流量数据；

7、水质数据采集模块包括设置在定点浮球上的gps和水质检测单元，水质检测单元对水质数据进行采集；

8、设计平台；设计平台包括河流三维模型构建模块、河流水流走势分析模块、河流水质情况分析模块和湿地区域规划模块；

9、河流三维模型构建模块接收河流区域的遥感图像和雷达图像数据，根据遥感图像和雷达图像数据构建河流三维模型；

10、河流水流走势分析模块接收河流三维模型，接收流动浮球的定位数据和海拔数据，根据流动浮球的定位数据确定河流水流走势和流速，根据流动浮球的海拔数据确定分布水域的液位差，得到河流水流走势分析数据，并将河流水流走势分析数据同步到河流三维模型上，得到河流走势模型；

11、河流水质情况分析模块接收河流走势模型，接收各定点浮球采集的水质数据，对水质数据进行分析，确定污染物及污染程度，得到河流水质分析数据，并将河流水质分析数据同步到河流走势模型上，得到河流走势-水质分布模型；

12、湿地区域规划模块接收河流走势-水质分布模型，根据河流水中污染物及污染程度生成污水净化模型，根据污水净化模型结合河流上游水流量数据确定人工湿地占地面积，对河流走势-水质分布模型中河流的河流走势及河流周边地形进行分析，结合人工湿地占地面积确定人工湿地规划区域，将污水净化模型同步到人工湿地规划区域内，完成对人工湿地的设计。

13、作为一种优选方案，污水净化模型按照污水净化流程包括生态引水堰、沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘。

14、作为一种优选方案，水质检测单元包括色度传感器、浊度传感器、ph传感器、溶解氧传感器、cod传感器、总磷传感器、总氮传感器、氨氮传感器和bod传感器；河流水质情况分析模块接收到各定点浮球采集的水质数据后，对水质数据进行分析处理，确定超标的污染物；河流水质情况分析模块建立针对色度、浊度、ph、溶解氧、cod、总磷、总氮、氨氮和bod的污染梯度，同时，制定每种污染物在不同污染梯度净化每吨污水所需的净化物料数量和净化时间，净化物料数量每平方米的分布密度定量。

15、作为一种优选方案，河流上游水流量数据采集时，利用超声波水流量测试仪进行为期一年以上的检测，并将超声波水流量测试仪的连续检测数据以时间为轴线建立水流量变化曲线，根据水流量变化曲线进行峰值水流量确定，将峰值水流量确定为污水净化模型的最大吞吐量，将最大吞吐量导入污水净化模型，结合每种污染物在不同污染梯度净化每吨污水所需的净化物料数量和净化时间计算沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的面积，后根据沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的面积统计人工湿地占地面积。

16、作为一种优选方案，结合人工湿地占地面积确定人工湿地规划区域时，对河流走势-水质分布模型进行分析，提取出河流走势-水质分布模型中河道两旁存在的平地区域，计算每个平地区域的面积，与人工湿地占地面积进行比对，筛选出面积能够覆盖人工湿地占地面积的平地区域，确定该平地区域所处河段的上游位置和下游位置，根据上游位置和下游位置海拔数据分析水位差，当水位差在污水净化模型的水位差阈值内时，确定该平地区域为人工湿地规划区域。

17、由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，有益效果是：通过河流数据采集模块利用遥感卫星和无人机采集河流流经区域的遥感图像和雷达图像数据，能够宏观且准确地掌握河流区域的地形地貌等信息，为构建河流三维模型提供可靠的数据基础，水流数据采集模块中设置在流动浮球上的gps和海拔传感器以及河流上游的超声波水流量测试仪，能够精确地确定河流水流走势、流速、液位差以及水流量变化情况，为分析河流走势和确定人工湿地的设计参数提供关键数据，水质数据采集模块中设置在定点浮球上的多种传感器，能够全面检测水质的各项指标，包括色度、浊度、ph、溶解氧、cod、总磷、总氮、氨氮和bod等，准确确定污染物及污染程度，为人工湿地的针对性净化设计提供依据，河流三维模型构建模块、河流水流走势分析模块和河流水质情况分析模块相互配合，逐步构建出河流走势-水质分布模型，使设计人员能够直观地了解河流的实际情况，为湿地区域规划提供科学的参考，污水净化模型按照生态引水堰、沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的流程进行设计，能够有效地对低污染水进行逐步净化，提高净化效果，根据河流水中污染物及污染程度、上游水流量数据以及河流周边地形确定人工湿地规划区域和占地面积，使人工湿地的设计更加合理，能够最大程度地发挥净化作用，同时避免资源浪费，该人工湿地设计系统，根据河流具体地理环境、水质情况因地制宜设计人工湿地，能够根据不同河流的实际情况进行定制化设计，适用于各种地形和污染程度的河流，具有较强的适应性。

技术特征：

1.一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，其特征在于：所述污水净化模型按照污水净化流程包括生态引水堰、沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘。

3.根据权利要求2所述的一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，其特征在于：所述水质检测单元包括色度传感器、浊度传感器、ph传感器、溶解氧传感器、cod传感器、总磷传感器、总氮传感器、氨氮传感器和bod传感器；所述河流水质情况分析模块接收到各定点浮球采集的水质数据后，对水质数据进行分析处理，确定超标的污染物；所述河流水质情况分析模块建立针对色度、浊度、ph、溶解氧、cod、总磷、总氮、氨氮和bod的污染梯度，同时，制定每种污染物在不同污染梯度净化每吨污水所需的净化物料数量和净化时间，净化物料数量每平方米的分布密度定量。

4.根据权利要求3所述的一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，其特征在于：所述河流上游水流量数据采集时，利用超声波水流量测试仪进行为期一年以上的检测，并将超声波水流量测试仪的连续检测数据以时间为轴线建立水流量变化曲线，根据水流量变化曲线进行峰值水流量确定，将峰值水流量确定为污水净化模型的最大吞吐量，将最大吞吐量导入污水净化模型，结合每种污染物在不同污染梯度净化每吨污水所需的净化物料数量和净化时间计算沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的面积，后根据沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的面积统计人工湿地占地面积。

5.根据权利要求4所述的一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，其特征在于：结合人工湿地占地面积确定人工湿地规划区域时，对河流走势-水质分布模型进行分析，提取出河流走势-水质分布模型中河道两旁存在的平地区域，计算每个平地区域的面积，与人工湿地占地面积进行比对，筛选出面积能够覆盖人工湿地占地面积的平地区域，确定该平地区域所处河段的上游位置和下游位置，根据上游位置和下游位置海拔数据分析水位差，当水位差在污水净化模型的水位差阈值内时，确定该平地区域为人工湿地规划区域。

技术总结本发明涉及污水净化技术领域，尤其为一种用于低污染水净化的人工湿地设计系统，包括数据采集端和设计平台。本发明中，河流三维模型构建模块、河流水流走势分析模块和河流水质情况分析模块相互配合，逐步构建出河流走势‑水质分布模型，使设计人员能够直观地了解河流的实际情况，为湿地区域规划提供科学的参考，污水净化模型按照生态引水堰、沉砂塘、生态塘、水平潜流人工湿地和出水稳定塘的流程进行设计，能够有效地对低污染水进行逐步净化，提高净化效果，根据河流水中污染物及污染程度、上游水流量数据以及河流周边地形确定人工湿地规划区域和占地面积，使人工湿地的设计更加合理，能够最大程度地发挥净化作用，同时避免资源浪费。技术研发人员：钟启俊,郑文钗,姜霖,吴伟俊受保护的技术使用者：福建省环境保护设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14