【技術實現步驟摘要】
本專利技術設計水生態修復領域，具體涉及一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統及其調控方法。
技術介紹
1、隨著城鎮化、工業化的進度加快，工業污水、城鎮生活污水和農田退水等一系列原因導致水體的污染加劇，且上游排放的污水會導致下游利用水體時處理水體達標的成本加劇，故對水體排放有嚴格要求，對水質需要進行監控和管理。河道水質斷面可分為國控斷面、省控斷面和市控斷面等。2017年，全國地表水1940個水質斷面(點位)中，ⅰ～ⅲ類水質斷面(點位)1317個，占67.9％；ⅳ、ⅴ類462個，占23.8％；劣ⅴ類161個，占8.3％。與2016年相比，ⅰ～ⅲ類水質斷面(點位)比例上升0.1個百分點，劣ⅴ類下降0.3個百分點。
2、申請號為cn202410955804.0的專利申請文件公開了一種提質增效的片區污水分流調控優化系統，屬于水環境治理領域，總調蓄池、第一水質凈化廠、第二水質凈化廠、第三水質凈化廠和泵站，所述總調蓄池通過泵站向第二水質凈化廠和第三水質凈化廠輸水；總調蓄池設置有出水總量檢測設備，第一水質凈化廠、第二水質凈化廠和第三水質凈化廠的進水口均設置有污染物成分檢測設備，泵站設置有分流控制設備，所述的出水總量檢測設備和污染物成分檢測設備分別與所述分流控制設備通信連接；分流控制設備用于計算獲得單位削減量對應成本最低時的分流系數，根據得到的分流系數對泵站的閥門開關量進行控制。本專利技術通過控制各級水質凈化廠的最優處理分配比例，保證了各級水質凈化廠高效運行。但其無法將河流內的水體進行凈化。
3、申請號為cn202323
4、申請號為cn202311370749.0的專利申請文件公開了一種水廠狀態評估方法、裝置、計算機設備及存儲介質，包括：獲取待評估水廠的多個目標評估類型及每個目標評估類型下的目標評估指標；獲取目標評估指標的關聯指標值，基于關聯指標值確定目標評估指標的評估指標值；基于評估指標值，確定目標評估指標的目標指標得分；基于目標指標得分，確定每個目標評估類型的評估分值；基于多個目標評估類型的評估分值，確定待評估水廠的狀態信息。本申請可以結合多個目標評估類型下的目標評估指標綜合自動對待評估水廠進行評價，提高評估結果的準確性。但其未提供解決水體內污染物削減的方案。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對封閉區域內部河流內的污染物，使其達到水質監測斷面要求的水質要求，本專利技術公開了一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統及其運行工藝，該系統包括了主河道、封閉區域內部凈化系統和智能控制系統。主河道中的自動監測站對監測斷面的水質進行監測，并將數據傳遞到智能控制系統，智能控制系統連接封閉區域內部凈化系統并根據監測結果控制區域內部凈化系統的開啟。本專利技術可通過檢測河道水質和調控河道水量，利用人工濕地凈化封閉區域內部的農業面源污染和工業污水及生活污水點源污染，促進河流生態系統健康發展，利用智能控制系統，科學、準確、高效，優化封閉區域內部凈化系統，以確保水質監測斷面穩定達標。具有操作運行方便、性能穩定、長期高效運行管理等優點。
2、技術方案：本專利技術的目的通過以下技術方案實現：
3、一種封閉區域內污染物自動削減系統，包括了主河道(1)、封閉區域內部凈化系統(2)和智能控制系統(3)；其中主河道具有一定的坡度；封閉區域內部凈化系統連接主河道，智能控制系統同時連接主河道和封閉區域內部凈化系統，實現封閉區域內部的農業面源污染和工業污水及生活污水點源污染的自動凈化，促進流域內生態系統健康穩步發展。
4、所述的封閉區域內部凈化系統(2)包括：閘門、溢流壩、主流、附近支流、農田、人工濕地、生態凈化浮床、曝氣凈化設備、水生植物、污水處理廠、泵房和自動監測站：
5、其中，主河道設有一個以上的主流和附近支流，在主流(2-1)和主河道之間設有閘門(2-12)，支流直接匯入主流，在主流上設置溢流壩(2-10)，將主流分為幾段，在最靠近主河道的主流段上設置泵房(2-21)，利用泵房提供的動力將水流運輸至主流最前端，溢流壩的開啟度和閘門的開啟有智能控制系統控制；封閉區域內農田(2-13)布置在主流和支流附近，農田排水直接排入主流和支流中，人工濕地(2-23)布置在主流兩側，主流和支流內設置有生態凈化浮床(2-24)、曝氣凈化設備(2-25)以及水生植物(2-26)，用于協同人工濕地對水體內部污染物進行凈化；監測斷面設置于主河道靠岸邊處，自動監測站(2-22)位于主流匯入主河道處。
6、所述的智能控制系統(3)包括：數據處理系統、信息反饋系統和智能決策系統；封閉區域內部凈化系統的自動監測站連接至智能控制系統的數據處理系統，數據處理系統將獲得的數據傳輸至信息反饋系統，信息反饋系統連接至封閉區域內部凈化系統(2)的閘門和溢流壩，控制閘門的開啟以及溢流壩的開啟度，進而控制該封閉區域內的流量以及污染物的停留時間，以及未達標的主流進入封閉區域內部凈化系統進行凈化，水質達標即污染物的濃度削減至目標之后即可開啟閘門，最終匯入主河道。
7、所述的封閉系統內污染物來源主要包括點源污染和面源污染，其中點源污染包括經過污水處理廠處理過后的工業污水和城鎮污水，面源污染主要來源于農田退水；污染物是codcr、nh3-n、tp，濃度分別為ccodcr、cnh3-n、ctp,單位為kg/m3；設計算單個污染物產生量及削減量時，污染物濃度為c1，目標值為c0。
8、所述的面源污染產生量為：
9、w1＝vf*c1＝af*ac*c1(1)，單位kg，其中：
10、vf：該區域的農田退水水量，單位為m3
11、c1：污染物濃度，mg/l,即kg/m3
12、af:農田面積,單位m2
13、ac：該區域內的農田用水定額，單位為m3/m2
14、所述的點源污染產生量為：
15、w2＝vg*pg*t+vc*pc*t(3)，單位kg，其中：
16、vg：工廠污水排放量，單位m3/d
17、pg：工廠污染排放強度，單位kg/m3
18、vc：城鎮污水排放量，單位m3/d
19、pc：城鎮污染排放強度，單位kg/m3
20、t：污染排放時間，單位為d，取本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，包括了主河道(1)、封閉區域內部凈化系統(2)和智能控制系統(3)；其中主河道設有坡度，主河道從鄉鎮之間穿過或者從鄉鎮邊緣流過；主流和支流穿插于農田之間；
2.根據權利要求1所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，所述的封閉區域內部凈化系統(2)包括：閘門、溢流壩、主流、附近支流、人工濕地、生態凈化浮床、曝氣凈化設備、水生植物、泵房和自動監測站：
3.根據權利要求2所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，所述的智能控制系統(3)包括：數據處理系統、信息反饋系統和智能決策系統；封閉區域內部凈化系統的自動監測站連接至智能控制系統的數據處理系統，數據處理系統將獲得的數據傳輸至信息反饋系統，信息反饋系統連接至封閉區域內部凈化系統(2)的閘門和溢流壩，控制閘門的開啟以及溢流壩的開啟度，進而控制該封閉區域內的流量以及污染物的停留時間，以及未達標的主流進入封閉區域內部凈化系統進行凈化，污染物的濃度削減至目標值，水質達標之后即可開啟閘門，最終匯入主河道。
4.根據權利要求
5.根據權利要求4所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，所述的面源污染產生量W1(單位kg)為：
6.根據權利要求1-3任一項所述的一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統的運行方法，其特征在于，設置在主流岸邊的自動監測站對主流的水質和水量進行監測，并將數據傳遞到智能控制系統，智能控制系統連接封閉區域內部凈化系統的閘門(3-12)、溢流壩(3-10)和泵站(2-21)，智能控制系統(3)根據主流岸邊的自動監測站(2-22)的監測結果控制溢流壩和泵站的開啟，將水質未達標的末端主流內河水傳遞至主流前端，使河水流入封閉區域內部凈化系統，借助人工濕地(2-23)、生態凈化浮床(2-24)、曝氣凈化設備(2-25)和水生植物(2-26)對水體進行凈化，水質達標即污染物削減至目標至后即可經過末端主流并開啟閘門排放入主河道。
7.根據權利要求6所述的一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統的運行方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，包括了主河道(1)、封閉區域內部凈化系統(2)和智能控制系統(3)；其中主河道設有坡度，主河道從鄉鎮之間穿過或者從鄉鎮邊緣流過；主流和支流穿插于農田之間；
2.根據權利要求1所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，所述的封閉區域內部凈化系統(2)包括：閘門、溢流壩、主流、附近支流、人工濕地、生態凈化浮床、曝氣凈化設備、水生植物、泵房和自動監測站：
3.根據權利要求2所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，所述的智能控制系統(3)包括：數據處理系統、信息反饋系統和智能決策系統；封閉區域內部凈化系統的自動監測站連接至智能控制系統的數據處理系統，數據處理系統將獲得的數據傳輸至信息反饋系統，信息反饋系統連接至封閉區域內部凈化系統(2)的閘門和溢流壩，控制閘門的開啟以及溢流壩的開啟度，進而控制該封閉區域內的流量以及污染物的停留時間，以及未達標的主流進入封閉區域內部凈化系統進行凈化，污染物的濃度削減至目標值，水質達標之后即可開啟閘門，最終匯入主河道。
4.根據權利要求1所述的流域面源污染控制與河流水環境提升系統，其特征在于，封閉系統內污染物來源主要包括點源污染和面源污染，其中點源污染包括生活污...
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