【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及光伏治沙，特別是降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著全球氣候變暖和生態(tài)退化問(wèn)題的加劇，干旱及沙漠化地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)與可持續(xù)管理已成為全球性的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的光伏發(fā)電項(xiàng)目通常聚焦于能源的高效生產(chǎn)，較少涉及生態(tài)環(huán)境的綜合改善與資源循環(huán)利用。然而，結(jié)合光伏發(fā)電與生態(tài)治理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，尤其在荒漠化較嚴(yán)重的地區(qū)，不僅能夠提供清潔能源，還能幫助改善局部氣候，增加植被覆蓋，防止土壤侵蝕。在此背景下，如何有效整合光伏技術(shù)與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，尤其是通過(guò)光伏板收集降水并利用這些水資源支持植被恢復(fù)，成為一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題。
2、盡管已有研究提出了通過(guò)光伏板集水并用于植被灌溉的基本模型，但這些模型在實(shí)際應(yīng)用中常面臨幾大挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)有系統(tǒng)往往未能最大化收集和利用降水，集水效率低下，且灌溉系統(tǒng)未能精確匹配植物的需水量和生長(zhǎng)周期。此外，對(duì)于植被的種植配置及其與環(huán)境因素(如風(fēng)沙活動(dòng))的相互作用缺乏深入研究，導(dǎo)致固沙效果和生態(tài)恢復(fù)成果未達(dá)預(yù)期。特別是在高風(fēng)沙活動(dòng)的地區(qū)，如何設(shè)計(jì)植物配置以及灌溉模式以優(yōu)化植被的生長(zhǎng)和固沙功能，同時(shí)確保經(jīng)濟(jì)效益，是現(xiàn)有技術(shù)尚未充分解決的問(wèn)題。
3、針對(duì)上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種高效利用降水的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)協(xié)同模式。此模式通過(guò)創(chuàng)新的光伏板降水收集系統(tǒng)和精確的灌溉定額控制，能夠最大限度地收集和利用降水。結(jié)合實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)和風(fēng)洞模擬數(shù)據(jù)，精細(xì)調(diào)整植物配置和種植模式，不僅提高了固沙植物和中藥材的生長(zhǎng)質(zhì)量和產(chǎn)量，還優(yōu)化了植被對(duì)風(fēng)沙的防護(hù)效果。
1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本專(zhuān)利技術(shù)。
2、因此，本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的問(wèn)題是：如何解決現(xiàn)有方法本專(zhuān)利技術(shù)解決了傳統(tǒng)方法中降水收集效率低、灌溉系統(tǒng)與植物需水量不匹配以及植被種植配置與風(fēng)沙活動(dòng)不相適應(yīng)的問(wèn)題。
3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，包括，收集目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)，基于收集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)光伏板基礎(chǔ)的降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)，最大化收集和利用水資源；利用降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)收集的水資源，根據(jù)固沙植物和中藥材的需水量設(shè)置灌溉定額；利用設(shè)置的灌溉定額和實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)，選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式；量化分析不同植被配置模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和植被的防護(hù)作用，根據(jù)分析結(jié)果，實(shí)施沙漠光伏電場(chǎng)治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃方案，并對(duì)實(shí)施結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。
4、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括歷史氣候數(shù)據(jù)、降水量、光伏板布局、地形特征及固沙植物和中藥材的需水量數(shù)據(jù)。
5、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)包括選用具有高水滑性表面涂層的光伏板，調(diào)整光伏板的傾斜角度增強(qiáng)降水的導(dǎo)流效果，同時(shí)設(shè)置光伏板之間的距離，在不影響光伏發(fā)電效率的同時(shí)，最大化覆蓋面積，提高降水的捕獲量；在光伏板的底部安裝集水槽，捕捉從光伏板表面流下的雨水，集水槽的材質(zhì)選擇耐腐蝕、防泄漏的材料，集水槽的開(kāi)口設(shè)計(jì)為向內(nèi)傾斜；從集水槽引出水流管道，將水統(tǒng)一引導(dǎo)至灌溉系統(tǒng)，管道具有坡度和平滑的內(nèi)壁。
6、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述設(shè)置灌溉定額包括對(duì)固沙植物和中藥材進(jìn)行需水量調(diào)查，確定不同生長(zhǎng)階段的需水量；基于植物的需水量和收集到的水資源量，設(shè)置灌溉定額，動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉定額。
7、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)包括定期記錄風(fēng)速、風(fēng)向和沙塵活動(dòng)頻率；所述選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式包括確定每種植物的最佳和最小需水量，評(píng)估各種植物對(duì)風(fēng)沙侵蝕的抵抗力，選擇在高風(fēng)沙活動(dòng)地區(qū)生長(zhǎng)的植物；若灌溉定額低、風(fēng)沙活動(dòng)高，則種植耐旱且抵抗風(fēng)沙侵蝕的植物，增加植物的種植密度，形成風(fēng)障和土壤保護(hù)層；若灌溉定額低、風(fēng)沙活動(dòng)低，則種植耐旱的植物，且選擇生長(zhǎng)速率快、覆蓋力強(qiáng)的種類(lèi)，合理分配植物間距，選擇最優(yōu)的土壤覆蓋率；若灌溉定額高、風(fēng)沙活動(dòng)高，則種植需水量高且提供良好土壤固定的植物，通過(guò)增加種植行距，創(chuàng)建風(fēng)沙防護(hù)結(jié)構(gòu)；若灌溉定額高、風(fēng)沙活動(dòng)低，則種植中藥材和其他高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物，利用足夠的水資源支持生長(zhǎng)，優(yōu)化植物配置，達(dá)到高的生產(chǎn)效率和生態(tài)效益。
8、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式還包括根據(jù)策略配置種植模式，定期檢查植被生長(zhǎng)和風(fēng)沙狀況，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)跟蹤植物生長(zhǎng)狀況和環(huán)境變化，根據(jù)需要調(diào)整灌溉定額和植物配置。
9、作為本專(zhuān)利技術(shù)所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述量化分析不同植被配置模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和植被的防護(hù)作用包括記錄不同配置下植物的生長(zhǎng)狀況、生物量和存活率，搜集相關(guān)植物產(chǎn)品的市場(chǎng)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)和種植成本，監(jiān)測(cè)風(fēng)速、降水和土壤條件，評(píng)估植被對(duì)環(huán)境的改善效果，基于市場(chǎng)數(shù)據(jù)評(píng)估植物產(chǎn)品的潛在銷(xiāo)售收入，計(jì)算種植、維護(hù)和灌溉成本，計(jì)算凈收益和投資回報(bào)率，通過(guò)對(duì)比植被配置前后的土壤侵蝕數(shù)據(jù)，評(píng)估防風(fēng)固沙效果；根據(jù)分析結(jié)果，利用層次分析法ahp整合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和生態(tài)效益，確定最優(yōu)植被配置模式，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整植被配置，最大化經(jīng)濟(jì)利益和生態(tài)效益，并對(duì)實(shí)施結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。
10、本專(zhuān)利技術(shù)的另外一個(gè)目的是提供降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的系統(tǒng)，其能通過(guò)構(gòu)建光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)，解決了降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃問(wèn)題。
11、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)，包括，數(shù)據(jù)采集模塊、灌溉定額確定模塊、種植配置模塊及反饋模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于收集目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)，基于收集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)光伏板基礎(chǔ)的降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)，最大化收集和利用水資源；所述灌溉定額確定模塊用于利用降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)收集的水資源，根據(jù)固沙植物和中藥材的需水量設(shè)置灌溉定額；所述種植配置模塊用于利用設(shè)置的灌溉定額和實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)，選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式；所述反饋模塊用于量化分析不同植被配置模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和植被的防護(hù)作用，根據(jù)分析結(jié)果，實(shí)施沙漠光伏電場(chǎng)治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃方案，并對(duì)實(shí)施結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。
12、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的步驟。
13、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的步驟。
14、本專(zhuān)利技術(shù)有益效果為：本專(zhuān)利技術(shù)提供的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法通過(guò)高效收集和利用降水，不僅顯著提升了干旱地區(qū)植被的存活率和生物量，增強(qiáng)了沙漠光伏電場(chǎng)的固沙能力，還本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：包括，
2.如權(quán)利要求1所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括歷史氣候數(shù)據(jù)、降水量、光伏板布局、地形特征及固沙植物和中藥材的需水量數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)包括選用具有高水滑性表面涂層的光伏板，調(diào)整光伏板的傾斜角度增強(qiáng)降水的導(dǎo)流效果，同時(shí)設(shè)置光伏板之間的距離，在不影響光伏發(fā)電效率的同時(shí)，最大化覆蓋面積，提高降水的捕獲量；
4.如權(quán)利要求3所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述設(shè)置灌溉定額包括對(duì)固沙植物和中藥材進(jìn)行需水量調(diào)查，確定不同生長(zhǎng)階段的需水量；
5.如權(quán)利要求4所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)包括定期記錄風(fēng)速、風(fēng)向和沙塵活動(dòng)頻率；
6.如權(quán)利要求5所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式還包
7.如權(quán)利要求6所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述量化分析不同植被配置模式的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和植被的防護(hù)作用包括記錄不同配置下植物的生長(zhǎng)狀況、生物量和存活率，搜集相關(guān)植物產(chǎn)品的市場(chǎng)銷(xiāo)售數(shù)據(jù)和種植成本，監(jiān)測(cè)風(fēng)速、降水和土壤條件，評(píng)估植被對(duì)環(huán)境的改善效果，基于市場(chǎng)數(shù)據(jù)評(píng)估植物產(chǎn)品的潛在銷(xiāo)售收入，計(jì)算種植、維護(hù)和灌溉成本，計(jì)算凈收益和投資回報(bào)率，通過(guò)對(duì)比植被配置前后的土壤侵蝕數(shù)據(jù)，評(píng)估防風(fēng)固沙效果；
8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的系統(tǒng)，其特征在于：包括，數(shù)據(jù)采集模塊(100)、灌溉定額確定模塊(200)、種植配置模塊(300)及反饋模塊(400)；
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：包括，
2.如權(quán)利要求1所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述目標(biāo)區(qū)域的數(shù)據(jù)包括歷史氣候數(shù)據(jù)、降水量、光伏板布局、地形特征及固沙植物和中藥材的需水量數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述降水收集引導(dǎo)系統(tǒng)包括選用具有高水滑性表面涂層的光伏板，調(diào)整光伏板的傾斜角度增強(qiáng)降水的導(dǎo)流效果，同時(shí)設(shè)置光伏板之間的距離，在不影響光伏發(fā)電效率的同時(shí)，最大化覆蓋面積，提高降水的捕獲量；
4.如權(quán)利要求3所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述設(shè)置灌溉定額包括對(duì)固沙植物和中藥材進(jìn)行需水量調(diào)查，確定不同生長(zhǎng)階段的需水量；
5.如權(quán)利要求4所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述實(shí)地風(fēng)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)包括定期記錄風(fēng)速、風(fēng)向和沙塵活動(dòng)頻率；
6.如權(quán)利要求5所述的降水高效利用的光伏治沙及特色沙產(chǎn)業(yè)規(guī)劃方法，其特征在于：所述選擇并調(diào)整固沙植物和中藥材的種植配置模式還包括根據(jù)策略配置種植模式，定期檢查植被生長(zhǎng)和風(fēng)沙狀況，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)跟蹤植物生長(zhǎng)狀況和環(huán)境變...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李彥芝，石稱(chēng)金，錢(qián)莉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：華能酒泉風(fēng)電有限責(zé)任公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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