[發明專利]一種基于5G網絡的干旱區生態修復控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010325014.6
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111213537B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 郭瀚成;湯中運
• 申請（專利權）人: 浙江英洛華新能源科技有限公司
• 主分類號: A01G13/02
• 分類號: A01G13/02;A01G9/00;E03F5/06;G05D7/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于5G網絡的干旱區生態修復控制系統及控制方法，包括降雨監測模塊、5G通信模塊、云端處理系統、水沙過濾板控制模塊等；把進行生態修復的區域劃分成若干個小區域，在每個小區域布置降雨監測模塊，降雨監測模塊可以獲取某一周期內每個小區域的降雨量數據；每個小區域布置5G通信模塊，5G通信模塊可以將降雨量數據傳遞給云端處理系統；云端處理系統可以傳遞指令控制水沙過濾板控制模塊，水沙過濾板控制模塊可以調節水沙過濾板的單位長度滲透流量或長度實現水的分離沉淀，增強生態修復的可靠性。

技術領域

本發明屬于智能控制系統領域、水的分離沉淀領域、生態環境領域，具體涉及一種基于5G網絡的干旱區生態修復控制系統及控制方法。

背景技術

干旱區降雨少，同時該地區受季風氣候影響，降水集中，而且多為暴雨；暴雨形成含沙徑流，對地表沖刷嚴重，導致干旱地區植被覆蓋率低，被沖刷后的土地形成千溝萬壑，其中溝道侵蝕匯聚大量的泥沙，會導致嚴重的水土流失，同時溝道侵蝕會切削坡腳，影響邊坡的穩定性。含沙徑流的水分離和泥沙沉淀如果無法解決，會加劇水土流失，而水土流失又破壞植被生長，形成惡性循環。所以，干旱區的生態修復工作及艱難又復雜。

現有技術中，傳統的生態修復攔擋壩存在施工周期長、建造費用高及建成后使用年限短等缺點，尤其不適用于上游徑流分散的小溝道。同時由于干旱區人煙稀少，生態修復區域面積廣，難以實現智能化控制管理。另一方面，采用柔性措施直接在溝道內種植植物，雨季徑流沖刷會導致植物被沖倒，旱季植物容易缺水而死，無法實現智能化調控，不能科學管理植物生長，因此，效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種基于5G網絡的干旱區生態修復控制系統及控制方法。其能夠通過基于5G網絡的智能化控制系統，實現干旱區溝道的含沙水流的水分離和泥沙沉淀，減緩溝道沖刷，將雨水儲存起來供養植物達到生態環境修復的目的。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于5G網絡的干旱區生態修復控制系統，包括降雨監測模塊、5G通信模塊、云端處理系統、溝槽、透水盲溝、水沙過濾板、水沙過濾板控制模塊；

將干旱區劃分成若干個小區域，在每個小區域均布置降雨監測模塊，降雨監測模塊用于獲取某一周期內每個小區域的降雨量數據；

每個小區域均布置5G通信模塊，5G通信模塊用于將降雨監測模塊獲取的降雨量數據傳遞給云端處理系統；

所述云端處理系統用于傳遞指令控制水沙過濾板控制模塊，所述水沙過濾板控制模塊用于調節水沙過濾板的長度或單位長度滲透流量，具體為所述的調節水沙過濾板的單位長度滲透流量是通過水沙過濾板控制模塊控制電動機改變水沙過濾板的孔隙大小來改變水沙過濾板的單位長度滲透流量，所述的調節水沙過濾板的長度是通過關閉或打開一部分水沙過濾板的孔隙，改變使其發揮作用的長度來調節水沙過濾板的長度；所述水沙過濾板的長度或單位長度滲透流量的計算過程如下：

S1：采集或計算溝道過水斷面的溝底寬度、溝道兩側邊坡的坡角、溝道底線與水平線夾角、溝道糙率的數據；

S2：根據降雨量數據計算溝道的徑流流量，得到流過溝道的徑流的水面高度；

S3：建立基于溝底寬度、溝道兩側邊坡的坡角、溝道底線與水平線夾角、溝道糙率、水面高度的水沙過濾板的長度或單位長度滲透流量計算模型：具體如下：

其中，b為溝底寬度，單位為m，L₀為水沙過濾板的長度，單位為m，h為水面高度，單位為m，α為溝道兩側邊坡的坡角，β為溝道底線與水平線夾角，n為溝道糙率，R為水力半徑，單位為m，q為單位長度水沙過濾板的滲透流量，單位為m²/s，數值q由實驗測得；