本發(fā)明涉及溝渠生態(tài)修復(fù)，具體而言，涉及一種帶有攔污柵的溝渠生態(tài)修復(fù)方法及生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在生態(tài)修復(fù)和水環(huán)境治理中，河道或溝渠的沉積物、漂浮物及污泥會(huì)對(duì)水體的流動(dòng)性和水質(zhì)造成顯著影響，尤其在流速較低的溝渠中，污染物易沉積并滋生藻類，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響周圍生態(tài)環(huán)境。因此，合理設(shè)計(jì)和布置攔污裝置成為有效控制污染物流動(dòng)、減少水體污染的重要手段。

2、目前，許多攔污柵設(shè)計(jì)方案已經(jīng)應(yīng)用于水體治理中，主要功能是阻擋漂浮物并減緩水中污染物的擴(kuò)散。然而，傳統(tǒng)攔污柵多用于大面積水域的清潔管理，對(duì)小型溝渠的水流控制效果有限，特別是難以平衡水流阻力和水體凈化的需求。此外，攔污柵的布局和間隔距離的確定往往缺乏對(duì)水流紊動(dòng)及溝渠生態(tài)需求的綜合考慮，導(dǎo)致攔污效果不穩(wěn)定，易產(chǎn)生水體淤積或阻塞現(xiàn)象，從而進(jìn)一步惡化水質(zhì)。其次，在溝渠生態(tài)修復(fù)中，植物的引入是提高水體自凈能力的重要手段，通過在溝渠內(nèi)種植草籽等生態(tài)植被，可有效吸收和分解水中的有害物質(zhì)，增強(qiáng)水體自我凈化。然而，如何合理布置植被、控制水流速以促進(jìn)植被生長(zhǎng)，仍然是溝渠生態(tài)修復(fù)面臨的一項(xiàng)技術(shù)難題。尤其是在清理溝渠污泥的過程中，如何充分利用這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)用于植被培養(yǎng)、并確保攔污柵有效控制污染物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的擴(kuò)散，是亟待解決的技術(shù)問題。

3、因此，急需發(fā)明一種溝渠的生態(tài)修正技術(shù)，旨用于解決現(xiàn)有技術(shù)中如何在溝渠生態(tài)修復(fù)中合理有效的控制水流、避免水體淤積，同時(shí)充分利用清理的污泥促進(jìn)植被生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)溝渠內(nèi)的污水清理和污水凈化的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種帶有攔污柵的溝渠生態(tài)修復(fù)方法及生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，旨在解決當(dāng)前技術(shù)中如何在溝渠生態(tài)修復(fù)中合理有效的控制水流、避免水體淤積，同時(shí)充分利用清理的污泥促進(jìn)植被生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)溝渠內(nèi)的污水清理和污水凈化的問題。

2、本發(fā)明提出了一種帶有攔污柵的溝渠生態(tài)修復(fù)方法，包括：

3、獲取溝渠的尺寸信息和水體信息，并根據(jù)所述溝渠的尺寸信息和水體信息確定一級(jí)攔污柵與二級(jí)攔污柵之間的間隔距離；

4、根據(jù)所述間隔距離，在所述溝渠的上游設(shè)置所述一級(jí)攔污柵和二級(jí)攔污柵；

5、清除所述溝渠的污泥，將清除的所述污泥與栽培土壤混合制成養(yǎng)殖袋，并將待栽培的生態(tài)草籽設(shè)置在所述養(yǎng)殖袋內(nèi)；

6、根據(jù)所述溝渠的尺寸信息與所述養(yǎng)殖袋尺寸，確定所述養(yǎng)殖袋的布置數(shù)量，并根據(jù)所述布置數(shù)量將所述養(yǎng)殖袋布置在所述溝渠內(nèi)部；

7、獲取所述養(yǎng)殖袋內(nèi)的草籽生長(zhǎng)信息，根據(jù)所述溝渠的尺寸信息、水體信息和草籽生長(zhǎng)信息確定所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度，并根據(jù)所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度確定所述二級(jí)攔污柵的水流阻攔度。

8、進(jìn)一步的，根據(jù)所述溝渠的尺寸信息和水體流速，確定一級(jí)攔污柵與二級(jí)攔污柵之間的間隔距離時(shí)，包括：

9、獲取所述溝渠的寬度和溝渠的表面粗糙度以及溝渠的水流紊動(dòng)特性，并根據(jù)所述溝渠的表面粗糙度和水流紊動(dòng)特性，確定所述溝渠內(nèi)水流的紊流擴(kuò)散系數(shù)；

10、獲取所述溝渠內(nèi)的水體實(shí)時(shí)流速，并將所述溝渠的寬度、紊流擴(kuò)散系數(shù)、水體實(shí)時(shí)流速代入公式ⅰ，確定所述間隔距離，其中，所述公式ⅰ如下所示：

11、；

12、其中，l為所述間隔距離，β為所述紊流擴(kuò)散系數(shù)，w為所述溝渠的寬度，α為水流衰減系數(shù)，v為所述水體實(shí)時(shí)流速，為所述二級(jí)攔污柵處的水流預(yù)設(shè)速度，ln為自然對(duì)數(shù)。

13、進(jìn)一步的，根據(jù)所述溝渠的尺寸信息、水體信息和草籽生長(zhǎng)信息確定所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度時(shí)，包括：

14、根據(jù)所述溝渠的水體流速，并根據(jù)所述水體流速與預(yù)設(shè)水體流速之間的關(guān)系，確定所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度；

15、當(dāng)所述水體流速小于或等于所述預(yù)設(shè)水體流速時(shí)，則確定所述一級(jí)攔污柵的預(yù)設(shè)水流阻攔度為所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度；

16、當(dāng)所述水體流速大于所述預(yù)設(shè)水體流速時(shí)，則根據(jù)所述水體流速與所述預(yù)設(shè)水體流速之間的流速差值，確定調(diào)整系數(shù)，并將根據(jù)所述調(diào)整系數(shù)調(diào)整后的所述預(yù)設(shè)水流阻攔度為所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度。

17、進(jìn)一步的，根據(jù)所述水體流速與所述預(yù)設(shè)水體流速之間的流速差值，確定調(diào)整系數(shù)時(shí)，包括：

18、根據(jù)所述流速差值與預(yù)先配置的第一預(yù)設(shè)流速差值和第二預(yù)設(shè)流速差值之間的關(guān)系，確定所述調(diào)整系數(shù)；

19、當(dāng)所述流速差值小于所述第一預(yù)設(shè)流速差值時(shí)，則確定所述調(diào)整系數(shù)為m1;

20、當(dāng)所述流速差值等于或大于所述第一預(yù)設(shè)流速差值，且所述流速差值小于所述第二預(yù)設(shè)流速差值時(shí)，則確定所述調(diào)整系數(shù)為m2；

21、當(dāng)所述流速差值等于或大于所述第二預(yù)設(shè)流速差值時(shí)，則確定所述調(diào)整系數(shù)為m3；

22、其中，所述第一預(yù)設(shè)流速差值小于所述第二預(yù)設(shè)流速差值，且m1＜m2＜m3＜1。

23、進(jìn)一步的，當(dāng)確定所述調(diào)整系數(shù)為mi時(shí)，i=1,2,3，包括：

24、獲取所述溝渠中水體渾濁度，并根據(jù)所述水體渾濁度與預(yù)設(shè)渾濁度之間的關(guān)系，確定是否對(duì)所述調(diào)整系數(shù)mi進(jìn)行修正；

25、當(dāng)所述水體渾濁度小于或等于所述預(yù)設(shè)渾濁度時(shí)，則確定不對(duì)所述調(diào)整系數(shù)mi進(jìn)行修正；

26、當(dāng)所述水體渾濁度大于所述預(yù)設(shè)渾濁度時(shí)，則根據(jù)所述水體渾濁度與所述預(yù)設(shè)渾濁度之間的渾濁度差值，確定修正系數(shù)，并根據(jù)修正系數(shù)對(duì)所述調(diào)整系數(shù)mi進(jìn)行修正。

27、進(jìn)一步的，根據(jù)所述水體渾濁度與所述預(yù)設(shè)渾濁度之間的渾濁度差值，確定修正系數(shù)時(shí)，包括：

28、根據(jù)所述渾濁度差值與預(yù)先配置的第一預(yù)設(shè)渾濁度差值和第二預(yù)設(shè)渾濁度差值之間的關(guān)系，確定所述修正系數(shù)；

29、當(dāng)所述渾濁度差值小于所述第一預(yù)設(shè)渾濁度差值時(shí)，則確定所述修正系數(shù)為n3；

30、當(dāng)所述渾濁度差值大于或等于所述第一預(yù)設(shè)渾濁度差值，且所述渾濁度差值小于所述第二預(yù)設(shè)渾濁度差值時(shí)，則確定所述修正系數(shù)為n2；

31、當(dāng)所述渾濁度差值大于或等于所述第二預(yù)設(shè)渾濁度差值時(shí)，則確定所述修正系數(shù)為n1；

32、其中，所述第一預(yù)設(shè)渾濁度差值小于所述第二預(yù)設(shè)渾濁度差值，且n1＜n2＜n3＜1。

33、進(jìn)一步的，當(dāng)確定所述修正系數(shù)為ni時(shí)，i=1,2,3，包括：

34、獲取所述草籽生長(zhǎng)信息中的草籽生長(zhǎng)階段，其中所述草籽生長(zhǎng)階段包括：萌芽期，幼苗生長(zhǎng)期，分蘗期，青壯生長(zhǎng)期，生殖期和休眠期；

35、獲取各所述草籽生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)抗水流沖擊力；

36、獲取所述一級(jí)攔污柵與所述二級(jí)攔污柵之間的水流流速，并根據(jù)所述水流流速確定所述一級(jí)攔污柵與所述二級(jí)攔污柵之間的水流沖擊力；

37、根據(jù)所述水流沖擊力與所述預(yù)設(shè)抗水流沖擊力之間的關(guān)系，確定是否對(duì)所述修正系數(shù)ni進(jìn)行校正；

38、當(dāng)所述水流沖擊力小于所述預(yù)設(shè)抗水流沖擊力時(shí)，則確定不對(duì)所述修正系數(shù)ni進(jìn)行校正；

39、當(dāng)所述水流沖擊力大于或等于所述預(yù)設(shè)抗水流沖擊力時(shí)，則根據(jù)所述水流沖擊力與所述預(yù)設(shè)抗水流沖擊力之間的沖擊力差值，確定校正系數(shù)，并根據(jù)所述校正系數(shù)對(duì)所述修正系數(shù)ni進(jìn)行校正。

40、進(jìn)一步的，根據(jù)所述水流沖擊力與所述預(yù)設(shè)抗水流沖擊力之間的沖擊力差值，確定校正系數(shù)時(shí)，包括：

41、根據(jù)所述沖擊力差值與預(yù)先配置的第一預(yù)設(shè)沖擊力差值和第二預(yù)設(shè)沖擊力差值之間的關(guān)系，確定所述校正系數(shù)；

42、當(dāng)所述沖擊力差值小于所述第一預(yù)設(shè)沖擊力差值時(shí)，則確定所述校正系數(shù)為d3；

43、當(dāng)所述沖擊力差值大于或等于所述第一預(yù)設(shè)沖擊力差值，且所述沖擊力差值小于所述第二預(yù)設(shè)沖擊力差值時(shí)，則確定所述校正系數(shù)為d2；

44、當(dāng)所述沖擊力差值大于或等于所述第二預(yù)設(shè)沖擊力差值時(shí)，則確定所述校正系數(shù)為d1；

45、其中，所述第一預(yù)設(shè)沖擊力差值小于所述第二預(yù)設(shè)沖擊力差值，且d1＜d2＜d1＜1。

46、進(jìn)一步的，根據(jù)所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度確定所述二級(jí)攔污柵的水流阻攔度時(shí)，包括：

47、獲取所述一級(jí)攔污柵與所述二級(jí)攔污柵之間的水體實(shí)時(shí)流速，所述一級(jí)攔污柵的實(shí)時(shí)阻攔度、所述溝渠內(nèi)水流的紊流擴(kuò)散系數(shù)，并將所述水體實(shí)時(shí)流速、實(shí)時(shí)阻攔度和紊流擴(kuò)散系數(shù)代入公式ⅱ，確定所述二級(jí)攔污柵的水流阻攔度，其中，所述公式ⅱ如下所示：

48、；

49、其中，r2為所述二級(jí)攔污柵的水流阻攔度，r1為所述一級(jí)攔污柵的實(shí)時(shí)阻攔度，β為所述紊流擴(kuò)散系數(shù)，v為所述水體實(shí)時(shí)流速。

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過在溝渠上游布置一級(jí)和二級(jí)攔污柵，有效控制了污染物的擴(kuò)散路徑，并根據(jù)溝渠的尺寸和水體流速等信息，科學(xué)地確定攔污柵的間隔距離，從而提升了水體流動(dòng)性和污物攔截的效果。通過優(yōu)化間隔設(shè)計(jì)，一方面能夠減少攔污柵對(duì)水流的阻礙，避免水體在攔污柵處淤積，保持溝渠內(nèi)良好的水流流動(dòng)性；另一方面，通過分級(jí)攔截設(shè)計(jì)，逐層削弱污物濃度，顯著提升攔污柵對(duì)污染物的綜合攔截能力。其次，通過清理溝渠內(nèi)的污泥并將其與栽培土壤混合形成養(yǎng)殖袋，有效地將清理出的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)重新用于生態(tài)植被的生長(zhǎng)。養(yǎng)殖袋中種植了待培養(yǎng)的草籽，這些草籽能通過吸收水中的污染物質(zhì)并進(jìn)行生長(zhǎng)，逐漸凈化水體。這種污泥回收再利用的設(shè)計(jì)，不僅節(jié)約了生態(tài)植被的生長(zhǎng)所需養(yǎng)分，還能降低污染物在溝渠中的積累，為植物生長(zhǎng)提供有利的營(yíng)養(yǎng)條件，進(jìn)一步提升了溝渠的自凈能力。此外，通過布置養(yǎng)殖袋，本方案還能根據(jù)溝渠的尺寸信息和養(yǎng)殖袋的體積，合理確定養(yǎng)殖袋的布置數(shù)量，從而使植被的覆蓋率達(dá)到最佳水平，確保水體凈化的效果最大化。同時(shí)，合理布置的生態(tài)草籽具有耐污染、吸附污染物等特性，通過植被的根系作用，能夠有效地減少水體中的有害物質(zhì)，增強(qiáng)溝渠的生態(tài)穩(wěn)定性，使得水體在長(zhǎng)期內(nèi)保持較高的質(zhì)量。最后，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖袋內(nèi)草籽的生長(zhǎng)情況，根據(jù)草籽的生長(zhǎng)階段和溝渠的水體信息動(dòng)態(tài)調(diào)整一級(jí)和二級(jí)攔污柵的水流阻攔度，從而有效適應(yīng)水體流速和植被凈化需求的變化。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)攔污柵阻攔度確保了污染物的攔截效果，并根據(jù)草籽的生長(zhǎng)狀態(tài)調(diào)整水流阻力，使得溝渠內(nèi)植被能夠在適宜的流速環(huán)境下生長(zhǎng)，從而進(jìn)一步鞏固生態(tài)修復(fù)效果，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效化的水質(zhì)維護(hù)和生態(tài)平衡。

51、另一方面，本技術(shù)還提供了一種帶有攔污柵的溝渠生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，包括：

52、距離評(píng)估模塊，用于獲取溝渠的尺寸信息和水體信息，并根據(jù)所述溝渠的尺寸信息和水體信息確定一級(jí)攔污柵與二級(jí)攔污柵之間的間隔距離；

53、攔污柵安裝模塊，與所述距離評(píng)估模塊電連接，所述攔污柵安裝模塊配置有若干攔污柵，所述攔污柵安裝模塊用于根據(jù)所述間隔距離，在所述溝渠的上游設(shè)置所述一級(jí)攔污柵和二級(jí)攔污柵；

54、淤泥清除模塊，設(shè)置在所述溝渠內(nèi)部，所述淤泥清除模塊用于清除所述溝渠的污泥，并將清除的所述污泥與栽培土壤混合制成養(yǎng)殖袋，并將待栽培的生態(tài)草籽設(shè)置在所述養(yǎng)殖袋內(nèi)；

55、養(yǎng)殖袋安裝模塊，與所述淤泥清除模塊電連接，所述淤泥清除模塊用于根據(jù)所述溝渠的尺寸信息與所述養(yǎng)殖袋尺寸，確定所述養(yǎng)殖袋的布置數(shù)量，并根據(jù)所述布置數(shù)量將所述養(yǎng)殖袋布置在所述溝渠內(nèi)部；

56、攔污柵控制模塊，用于獲取所述養(yǎng)殖袋內(nèi)的草籽生長(zhǎng)信息，根據(jù)所述溝渠的尺寸信息、水體信息和草籽生長(zhǎng)信息確定所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度，并根據(jù)所述一級(jí)攔污柵的水流阻攔度確定所述二級(jí)攔污柵的水流阻攔度。

57、可以理解的是，本發(fā)明上述各實(shí)施例中一種帶有攔污柵的溝渠生態(tài)修復(fù)方法及生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)具有相同的有益效果，不再贅述。