一种散货港口雨污水收集与调度系统及方法与流程

本发明涉及雨污水管理，尤其是涉及一种散货港口雨污水收集与调度系统及方法。

背景技术：

1、近年来，诸多港口面临着淡水资源紧缺问题，尤其是散货港口，每年需要消耗大量淡水用于生产抑尘，给港口带来较大的用水成本负担。港口在雨季面临大规模降雨，一方面带来宝贵的淡水雨水资源，另一方面也可能造成港口内涝。

2、目前港口在雨污水资源高效收集利用方面缺乏信息化、大数据作为支撑的技术手段和技术体系，导致港口内涝频发、雨污水收集利用率偏低。问题的关键在于港口在无法实时获取降雨期间不同区域积水量、雨污水收集管渠实时流量、各个雨污水收集池的可利用容量与空间等，由此导致港口无法根据雨污水系统实状态来及时调整雨水的收集、排放策略，进而导致港口初期雨水收水量分布不均衡，部分区域内涝严重影响生产作业，部分区域雨水收水量较少、难以满足回用水量要求。

3、同时，港口也无法实时获取雨污水水质状况，无法判断雨水是否达到排放标准或者何时可以达到排放标准，由此导致港口无法及时调整后期雨水排放策略，进而导致港口要么雨污水超标排放污染环境，或者港口后期雨水大量积存港口内涝。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种散货港口雨污水收集与调度系统, 具体包括数据监测功能模块、软件算法平台、远程控制功能模块，通过所述数据监测功能模块、所述软件算法平台、所述远程控制功能模块实现对不同区域中的雨污水的收集与排放，其中，

2、所述数据监测功能模块，用于监测并采集港口雨污水数据，所述港口雨污水数据包括雨污水水质数据、储水设施液位数据以及明渠的实时流量数据，为软件算法平台提供所需的基础数据；

3、所述软件算法平台，与所述数据监测功能模块相连，用于对港口雨污水数据进行分析计算，并基于所述分析计算结果向远程控制功能模块发送设备控制指令；

4、所述远程控制功能模块，与所述软件算法平台连接，用于根据所述控制指令调整港口雨污水收集设施的运行工况，所述港口雨污水收集设施的运行工况包括提升泵站的远程控制、明渠闸门的远程控制、截流井闸门的远程控制，以完成港口雨污水收集与排。

5、进一步的，所述雨污水水质数据包括雨污水中的cod、氨氮、ph、浊度数据。

6、进一步的，还包括液位计、流量监测设备以及水质监测设备，所述液位计安装于港口储水设施以及港口收水区域中易积水点，所述流量监测设备安装于港口雨水收水主干明渠、一级支流明渠汇入主干明渠处以及明渠汇入雨污水收集池处，所述水质监测设备布置在港口主要雨水排放口和雨水排放口前的截流井处。

7、进一步的，所述提升泵站的远程控制功能包括水泵泵组的启停、水泵的运行功率；所述明渠闸门远程控制功能包括明渠闸门的开启/关闭、闸门开启程度；所述截流井闸门远程控制功能包括截污闸门及雨水闸门的开启/关闭，截流井内水泵的开启/关闭。

8、进一步的，所述软件算法平台的算法模型包括雨水收水过程调度模型和雨污水自动排放控制算法模型；

9、其中，

10、雨水收水过程调度模型用于根据所述储水设施液位数据及所述明渠的实时流量数据，判断各区域点位的内涝风险等级，若为内涝高风险区，则寻找所述内涝高风险区周边区域的内涝低风险区，并改变内涝高风险区的提升泵站输水路径，控制水泵向所述内涝低风险区抽水；

11、雨污水自动排放控制算法模型用于根据雨量计监测数据，控制雨污水自动排放，若当前为晴天状态，则控制截污闸门处于开启状态，雨水闸门处于关闭状态；若当前为降雨状态，则根据水质监测数据进行雨污水的自动排放控制。

12、进一步的，所述内涝风险等级判断方法为，

13、根据储水设施最大水量及剩余容量，计算剩余容量/明渠的实时流量，得到水池达到最高液位剩余时间，若剩余时间小于10min则将该区域判断为内涝高风险区，若剩余时间大于等于10min则将该区域判断为内涝低风险区。

14、进一步的，所述雨污水的自动排放控制为，

15、获取截流井水质监测数据，若截流水水质达到排放标准则，则打开截流井雨水闸门，并关闭截流井截污闸门，雨水汇集至雨水排放口;

16、获取排水口监测设备实时监测排放雨水水质数据，若排放口雨水水质达到排放标准，则打开排水口闸门，并获取截流井内实时监测截流井液位，当液位降低至0.5m以内，则开启截流井截污闸门，关闭截流井雨水闸门。

17、一种如上任一项所述的散货港口雨污水收集与调度系统的使用方法，包括如下步骤：

18、s1现场数据采集：数据监测功能模块采集现场实时数据，为软件算法平台提供计算所需的基础数据；

19、s2数据分析，发送控制指令：软件算法平台利用算法模型对现场实时数据进行分析计算，并基于分析计算结果向远程控制功能模块发送设备控制指令；

20、s3执行控制指令：远程控制功能模块基于s2得到的控制指令调整港口雨污水收集设施的运行工况，完成港口雨污水收集的智慧调度。

21、本发明针对散货港口特征及实际需求，通过设计适合港口特征的雨污水收集过程监测控制系统，实现对港口雨水资源收集过程的实时监测与智能控制，为港初期雨水收水、后期雨水排放提供数据支撑，协助港口防治港口内涝并提高水资源收集利用率，其具有如下有益效果：

22、一，本申请通过将散货港口按照各个独立的堆场收水区分为不同区域，将不同区域进行分区监测，使得能够精确获得不同区域的雨污水收集与排放情况。

23、二，根据散货港口货物类型特点，选择cod、氨氮、ph、浊度等四个参数作为散货港口的水质监测指标，对散货港口水质监测更加精准。

24、三，除在储水设施设置液位计以实时监测储水设施水量外，还在各个区域尤其是各区域的易积水点设置液位计，结合流量监测设备的位置布置上，能够及时准确的获得港口各区域积水与内涝风险情况。

25、四，通过计算水池达到最高液位剩余时间判断各区域的内涝风险等级，并根据内涝风险等级及时改变输水路径，能够有效防止内涝的发生。

26、五，在晴天及降雨初期时，将雨水闸门保持关闭状态可防止脏的初期雨污水排入港口，保证港口雨污水在达标前提下的排放。

27、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，具体包括数据监测功能模块、软件算法平台、远程控制功能模块，通过所述数据监测功能模块、所述软件算法平台、所述远程控制功能模块实现对不同区域中的雨污水的收集与排放，其中，

2.根据权利要求1所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，所述雨污水水质数据包括雨污水中的cod、氨氮、ph、浊度数据。

3.根据权利要求1所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，还包括液位计、流量监测设备以及水质监测设备，所述液位计安装于港口储水设施以及港口收水区域中易积水点，所述流量监测设备安装于港口雨水收水主干明渠、一级支流明渠汇入主干明渠处以及明渠汇入雨污水收集池处，所述水质监测设备布置在港口主要雨水排放口和雨水排放口前的截流井处。

4.根据权利要求1所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，所述提升泵站的远程控制功能包括水泵泵组的启停、水泵的运行功率；所述明渠闸门远程控制功能包括明渠闸门的开启/关闭、闸门开启程度；所述截流井闸门远程控制功能包括截污闸门及雨水闸门的开启/关闭，截流井内水泵的开启/关闭。

5.根据权利要求1所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，所述软件算法平台的算法模型包括雨水收水过程调度模型和雨污水自动排放控制算法模型；

6.根据权利要求5所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，所述内涝风险等级判断方法为，

7.根据权利要求5所述的一种散货港口雨污水收集与调度系统，其特征在于，所述雨污水的自动排放控制为，

8.一种如权利要求1-7任一项所述的散货港口雨污水收集与调度系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提出一种散货港口雨污水收集与调度系统及方法，涉及雨污水管理技术领域。通过设计适合港口特征的雨污水收集过程监测控制系统，包括数据监测功能模块、软件算法平台、远程控制功能模块，通过数据监测功能模块、软件算法平台、远程控制功能模块实现对所述不同区域中的雨污水的收集与排放，实现对港口雨水资源收集过程的监测与智能控制，为港区初期雨水收水、后期雨水排放提供数据支撑，协助港口防治港口内涝并提高水资源收集利用率。

技术研发人员：彭士涛,张凯磊,贾建娜,刘连坤,褚强,郑鹏,康仲飞
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12