一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统及其控制方法与流程

一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统及其控制方法
1.技术领域
2.本发明涉及高分子水渠领域，尤其涉及一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统及其控制方法。


背景技术：

3.水渠一般用砌石或水泥砂浆筑成，不仅能够在空间上调水，保持水资源平均分配，还可以阻挡洪水，防止发生危险，有效的保存水资源。目前我国水渠多采用明渠过水，明渠衬砌混凝土具有表面积大，厚度薄的特点，但由于过水断面采用普通混凝土(素混凝土)衬砌，没有配筋，因此在使用过程中不仅很容易出现裂缝，造成渠道渗漏，而且在渠道施工过程中增加配筋又会明显增加工程成本。
4.近年来，高分子水渠由于具有耐酸、碱、盐腐蚀，适合多种地质条件使用，抗地震性能强，使用寿命长，而且还可以现场组装或者成品直接吊装使用，大大缩短了建设工期，尤其是在城市可以大大减小对道路交通的影响，安装之后的维修方便，维护成本小，又轻便便于运输，还环保无污染，得到了市政工程的广泛应用和推广，使用前景广阔。
5.但是，任何事物都是一柄双刃剑，高分子水渠防渗透效果好，却不利于城市获得降水后地表水渗透到各个地层形成地下水，尤其是雨污分流系统把降水直接排到就近的江河湖海，没有对城市所覆盖的各个地层进行有效渗透，造成地下水补充的缺失。另一方面，城市的绿化，也因降水形成的径流会带走大量土壤中的肥料，汇集到河流湖泊，给它们带来了严重的营养负担。因此，对于如何控制城市的降水和排水问题，就显得尤为突出。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统及其控制方法，以解决现有的城市的降水和排水问题，使得城市绿化土壤中的肥料得以最大限度的保留，还为城市所覆盖的各个地层补充了充裕的地下水，更进一步防止土壤中的肥料汇集到河流湖泊所造成的水体富营养化，减轻了城市水体的营养负担。
7.为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：如图1所示，本发明一实施例提供一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统，包括：天气信息获取模块、墒情获取模块、控制模块、阈值模块、直排系统、蓄水系统；其中，天气信息获取模块，读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据；墒情获取模块，读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和度；控制模块分别与天气信息获取模块、墒情获取模块连接；控制模块还与阈值模块连接，阈值模块设置有多个阈值；控制模块基于天气数据判断降水量，在降水量达到第一阈值之前，控制模块控制高分子水渠启动直排系统，将降水直排；在降水量达到第二阈值之前，控制模块控制高分子
水渠将降水通过蓄水系统储存以备灌溉；在降水量达到第二阈值时，或者，墒情数据达到第三阈值，控制模块控制高分子水渠再次启动直排系统，将降水直排；其中，第一阈值小于第二阈值。
8.一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统的控制方法，步骤包括：101、控制模块分别与天气信息获取模块、墒情获取模块连接，控制模块通过天气信息获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据，控制模块通过墒情获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和度；102、控制模块还与阈值模块连接，阈值模块设置有多个阈值；控制模块基于上述天气数据判断降水量；103、降水量达到第一阈值之前，控制模块控制高分子水渠启动直排系统，将降水直排；104、在降水量达到第二阈值之前，控制模块控制高分子水渠将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，其中，第一阈值小于第二阈值；105、在降水量达到第二阈值时，或者，墒情数据达到第三阈值，控制模块控制高分子水渠再次启动直排系统，将降水直排。
9.与现有技术相比，本技术的技术方案通过设天气信息获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据，墒情获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和度，控制模块基于天气数据和墒情数据来设置阈值模块，控制高分子水渠是启动直排系统，将降水直排，还是将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，同时，还起到防洪泄洪的作用，解决了现有的城市的降水和排水问题，不仅最大限度的保留了城市绿化土壤中的肥料，还为城市所覆盖的各个地层补充了充裕的地下水，更进一步防止土壤中的肥料汇集到河流湖泊所造成的水体富营养化，减轻了城市水体的营养负担。
附图说明
10.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本发明一实施例提供的一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统。
12.图2是本发明一实施例提供的一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统的控制方法。
13.具体实施者式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.如图1所示，本发明一实施例提供一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统，包括：天气信息获取模块1、墒情获取模块2、控制模块3、阈值模块4、直排系统5、蓄水系统6；其中，天气信息获取模块1，读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据；墒情获取模块2，读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和
度；控制模块3分别与天气信息获取模块、墒情获取模块连接；控制模块还与阈值模块4连接，阈值模块设置有多个阈值；控制模块基于天气数据判断降水量，在降水量达到第一阈值之前，控制模块控制高分子水渠启动直排系统5，将降水直排；在降水量达到第二阈值之前，控制模块控制高分子水渠将降水通过蓄水系统6储存以备灌溉；在降水量达到第二阈值时，或者，墒情数据达到第三阈值，控制模块控制高分子水渠再次启动直排系统，将降水直排；其中，第一阈值小于第二阈值。
15.优选地，上述天气数据包括过去的、现在的天气数据，还包括未来一段时间的天气预报。
16.优选地，上述墒情获取模块通过墒情仪读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据。尤其是城市的路灯系统与城市的排水渠并行设置，将墒情仪埋置在路灯所在位置进行街区墒情数据的获取，对城市排涝具有指导意义。
17.优选地，在降水量达到上述第一阈值之前，该段降水用于高分子水渠所覆盖区域的清洁，控制模块控制高分子水渠启动直排系统，将清洗的降水进行直排。
18.优选地，在降水量达到上述第二阈值之前，将初期雨水径流截留下来，便可将携带来的大量营养元素也保留下来，控制模块控制高分子水渠将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，从而避免流入河流湖泊，造成污染。
19.优选地，在降水量达到第二阈值时，降水量已经达到蓄水系统的最大极限，或者，墒情数据达到第三阈值，高分子水渠周围的土壤含水量已经饱和，无法完成蓄水，土壤含水量过饱和必然导致带走土壤中的肥料，进一步加重水体的富营养化控制模块控制高分子水渠再次启动直排系统，将降水直排。
20.优选地，由于上述第一阈值并不是一层不变的，需要通过传感器网络监测水体的富营养化，从而动态设置第一阈值。
21.优选地，由于上述第二阈值并不是一层不变的，蓄水系统也受到墒情数据的影响，需要借助神经网络，特别是结构型神经网络，基于蓄水系统的裕度和墒情数据对第二阈值进行动态修正。
22.如图2所示，本发明一实施例提供一种基于高分子水渠的灌溉泄洪系统的控制方法，步骤包括：101、控制模块分别与天气信息获取模块、墒情获取模块连接，控制模块通过天气信息获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据，控制模块通过墒情获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和度；102、控制模块还与阈值模块连接，阈值模块设置有多个阈值；控制模块基于上述天气数据判断降水量；103、降水量达到第一阈值之前，控制模块控制高分子水渠启动直排系统，将降水直排；104、在降水量达到第二阈值之前，控制模块控制高分子水渠将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，其中，第一阈值小于第二阈值；105、在降水量达到第二阈值时，或者，墒情数据达到第三阈值，控制模块控制高分
子水渠再次启动直排系统，将降水直排。
23.优选地，上述步骤101的天气数据包括过去的、现在的天气数据，还包括未来一段时间的天气预报。
24.优选地，上述步骤101的墒情获取模块通过墒情仪读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据。尤其是城市的路灯系统与城市的排水渠并行设置，将墒情仪埋置在路灯所在位置进行街区墒情数据的获取，对城市排涝具有指导意义。
25.优选地，上述步骤103在降水量达到上述第一阈值之前，该段降水用于高分子水渠所覆盖区域的清洁，控制模块控制高分子水渠启动直排系统，将清洗的降水进行直排。
26.优选地，上述步骤104在降水量达到上述第二阈值之前，将初期雨水径流截留下来，便可将携带来的大量营养元素也保留下来，控制模块控制高分子水渠将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，从而避免流入河流湖泊，造成污染。
27.优选地，上述步骤105在降水量达到第二阈值时，已经达到降水储存的最大极限，或者，墒情数据达到第三阈值，高分子水渠周围的土壤含水量已经饱和，无法完成蓄水，土壤含水量过饱和必然导致带走土壤中的肥料，进一步加重水体的富营养化控制模块控制高分子水渠再次启动直排系统，将降水直排。
28.优选地，由于上述步骤103的第一阈值并不是一层不变的，需要通过传感器网络监测水体的富营养化，从而动态设置第一阈值。
29.优选地，由于上述步骤105的第二阈值并不是一层不变的，蓄水系统也受到墒情数据的影响，需要借助神经网络，特别是结构型神经网络，基于蓄水系统的裕度和墒情数据对第二阈值进行动态修正。
30.与现有技术相比，本技术的技术方案通过设天气信息获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的天气数据，墒情获取模块读取高分子水渠所覆盖区域的墒情数据，确定各地层土壤饱和度，控制模块基于天气数据和墒情数据来设置阈值模块，控制高分子水渠是启动直排系统，将降水直排，还是将降水通过蓄水系统储存以备灌溉，同时，还起到防洪泄洪的作用，解决了现有的城市的降水和排水问题，不仅最大限度的保留了城市绿化土壤中的肥料，还为城市所覆盖的各个地层补充了充裕的地下水，更进一步防止土壤中的肥料汇集到河流湖泊所造成的水体富营养化，减轻了城市水体的营养负担。
31.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。