一种水库水污染定期检测溯源治理系统

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种水库水污染定期检测溯源治理系统。

背景技术

作为重要的水利基础设施，水库在防洪灌溉、供水养殖和旅游生态方面发挥着重要作用，为我国农业发展和经济建设作出了巨大贡献，但由于过去几十年的高强度肥水养鱼，许多中小型水库水质受到严重污染，同时，由于环境日益恶化，许多外源污水也流入了水库，加剧了水库的污染问题，严重影响了我国中小水库水质安全及其功能发挥，加强水库水体治理，保障中小水库水质安全，已成为水生态环境保护的重点任务之一。

经检索，中国专利号CN202011105941.3公开了一种集雨型水库水质提升治理的方法，其没有相应的溯源功能，从而只能盲目的截断水体流入，无法准确高效的治理水库污染，若全面截断水体流入，则会使水库防洪灌溉的功能丧失，且无法定时检测水库的水质，完全依赖于人工抽查，使得水库水体的安全性降低，不利于解决当前问题，无法高效治理，带来了系统缺陷的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水库水污染定期检测溯源治理系统，包括定期检测模块、报警判断模块、筛选模块、命令输入模块、无人机采样模块、污染源确定模块、反馈模块、措施选择模块、外源截污模块和内源调度模块；

其中，所述定期检测模块包括定时启动单元、采样单元和检测分析单元；所述报警判断模块包括预设标准单元、对比单元、报警单元和发送单元；所述无人机采样模块包括采集点检测单元、地理坐标获取单元、风速检测单元和上传单元；所述筛选模块包括浓度值比较单元、污染浓度值计算单元和数据判断发送单元；所述污染源确定模块包括遗传算法单元、遗传值选择单元和数据上传单元。

进一步地，所述定期检测模块用于定期检测水库的水质，并生成水库污染数据，且具体步骤为：

S1、定时启动单元用于计量时间，并定期控制采样单元的启闭；

S2、采样单元用于水库水体的采样，得到水库样本；

S3、检测分析单元用于检测水库样本，并分析生成水库水体数据；

所述报警判断模块用于接收水库水体数据，并分析判断水库是否污染，具体分析判断过程为：

SS1、预设标准单元用于预设水库标准数据；

SS2、对比单元用于对比水库水体数据和水库标准数据，并判断水库是否污染，具体为：

A、若水库水体数据＞水库标准数据，则水库污染，生成信号和水库污染数据；

B、若水库水体数据≤水库标准数据，则水库没有污染，重复步骤S1，并依次循环；

SS3、报警单元用于接收信号，并发出警报；

SS4、发送单元用于将水库污染数据发送至筛选模块。

进一步地，所述命令输入模块用于为用户输入指令，并将指令发送至无人机采样模块；所述无人机采样模块用于获取采集点的预测数据，并将预测数据上传至筛选模块；其中预测数据包括采集点地理坐标、采集点风速数据和采集点污染数据，且上传预测数据具体操作为：

SSS1、采集点检测单元用于检测采集点的水体污染数据，得到采集点污染数据；

SSS2、地理坐标获取单元用于获取采集点的地理坐标，得到采集点地理坐标；

SSS3、风速检测单元用于检测采集点的风速数据，得到采集点风速数据；

SSS4、上传单元用于上传采集点地理坐标、采集点风速数据和采集点污染数据。

进一步地，所述采集点设置有多个，且一个采集点对应一个预测数据，得到多个预测数据。

进一步地，所述筛选模块用于筛选多个预测数据，并判断是否有外界污染，其具体操作为：

SSSS1、污染浓度值计算单元用于计算水库污染数据的浓度值，得到标准浓度值，同时计算多个预测数据的浓度值，得到多个污染浓度值，即a1、a2、a3…an；

SSSS2、浓度值比较单元用于标准浓度值和多个污染浓度值的比较，具体为：

a、若标准浓度值＞污染浓度值，则排除，统计排除的污染浓度值，记为E；

b、若标准浓度值≤污染浓度值，则保留，统计保留的污染浓度值，记为F；

SSSS3、数据判断发送单元用于判断是否有外界污染，若F＝0，则无外界污染，并向反馈模块发送结果；若F＞0，则有外界污染，F对应的多个预测数据，即为多个预污染源数据，并将多个预污染源数据发送至污染源确定模块。

进一步地，所述E+F＝a1+a2+a3+…+an。

进一步地，所述污染源确定模块用于选择多个预污染源数据，得到污染源数据，并将污染源数据上传至反馈模块；且上传污染源数据的具体步骤为：

SSSSS1、遗传算法单元用于计算多个预污染源数据的遗传值；

SSSSS2、遗传值选择单元用于选择最大的遗传值；

SSSSS3、最大的遗传值对应的预污染源数据即为污染源数据，数据上传单元用于上传污染源数据；

所述反馈模块用于接收结果或污染源数据，并向用户反馈，并将结果或污染源数据发送至措施选择模块；所述措施选择模块用于选择启动外源截污模块或内源调度模块，其选择的具体操作为：

SSSSSS1、若措施选择模块接收到结果，则启动内源调度模块；

SSSSSS2、若措施选择模块接收到污染源数据，则启动外源截污模块。

进一步地，所述内源调度模块用于停止肥水养鱼，并降低水库水体的营养；所述外源截污模块依据污染源数据内的采集点地理坐标确定污染源，并截断污染源。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过定期检测模块内的定时启动单元启动采样单元，由采样单元获取水库样本，并交由检测分析单元检测水库样本，从而分析生成水库水体数据，达到定时检测水库水质的目的，从而不完全依赖于人工抽查，再由报警判断模块判断水库是否污染，若未污染，则依次重复上述步骤，若污染，则报警单元发出警报，达到及时发现水质问题的目的，使得水库水体的安全性提高，利于后续的高效治理。

2、本发明通过筛选模块判断是否有外界污染，能够快速明确水库污染的原因，进而可快速的确定治理方法，提高了治理速度，达到分类处理水库污染的目的，同时污染源确定模块能够确定污染源数据，并将污染源数据发送至反馈模块，反馈模块向用户反馈的同时，通过措施选择模块启动外源截污模块，由外源截污模块依据污染源数据内的采集点地理坐标确定污染源，并截断污染源，达到具有溯源功能的目的，从而可明确截断水体流入，简化了水库污染的治理，避免水库防洪灌溉功能的丧失。

综上所述，该装置能够解决现有的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的系统框图；

图2为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的定期检测模块内部单元图；

图3为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的报警判断模块内部单元图；

图4为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的无人机采样模块内部单元图；

图5为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的筛选模块内部单元图；

图6为本发明提出的一种水库水污染定期检测溯源治理系统的污染源确定模块内部单元图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-6，一种水库水污染定期检测溯源治理系统，包括定期检测模块、报警判断模块、筛选模块、命令输入模块、无人机采样模块、污染源确定模块、反馈模块、措施选择模块、外源截污模块和内源调度模块；

其中，定期检测模块包括定时启动单元、采样单元和检测分析单元；报警判断模块包括预设标准单元、对比单元、报警单元和发送单元；无人机采样模块包括采集点检测单元、地理坐标获取单元、风速检测单元和上传单元；筛选模块包括浓度值比较单元、污染浓度值计算单元和数据判断发送单元；污染源确定模块包括遗传算法单元、遗传值选择单元和数据上传单元。

定期检测模块用于定期检测水库的水质，并生成水库污染数据，且具体步骤为：

S1、定时启动单元用于计量时间，并定期控制采样单元的启闭；

S2、采样单元用于水库水体的采样，得到水库样本；

S3、检测分析单元用于检测水库样本，并分析生成水库水体数据；

报警判断模块用于接收水库水体数据，并分析判断水库是否污染，具体分析判断过程为：

SS1、预设标准单元用于预设水库标准数据；

SS2、对比单元用于对比水库水体数据和水库标准数据，并判断水库是否污染，具体为：

A、若水库水体数据＞水库标准数据，则水库污染，生成信号和水库污染数据；

B、若水库水体数据≤水库标准数据，则水库没有污染，重复步骤S1，并依次循环；

SS3、报警单元用于接收信号，并发出警报；

SS4、发送单元用于将水库污染数据发送至筛选模块。

命令输入模块用于为用户输入指令，并将指令发送至无人机采样模块；无人机采样模块用于获取采集点的预测数据，并将预测数据上传至筛选模块；其中预测数据包括采集点地理坐标、采集点风速数据和采集点污染数据，且上传预测数据具体操作为：

SSS1、采集点检测单元用于检测采集点的水体污染数据，得到采集点污染数据；

SSS2、地理坐标获取单元用于获取采集点的地理坐标，得到采集点地理坐标；

SSS3、风速检测单元用于检测采集点的风速数据，得到采集点风速数据；

SSS4、上传单元用于上传采集点地理坐标、采集点风速数据和采集点污染数据。

采集点设置有多个，且一个采集点对应一个预测数据，得到多个预测数据。

筛选模块用于筛选多个预测数据，并判断是否有外界污染，其具体操作为：

SSSS1、污染浓度值计算单元用于计算水库污染数据的浓度值，得到标准浓度值，同时计算多个预测数据的浓度值，得到多个污染浓度值，即a1、a2、a3…an；

SSSS2、浓度值比较单元用于标准浓度值和多个污染浓度值的比较，具体为：

a、若标准浓度值＞污染浓度值，则排除，统计排除的污染浓度值，记为E；

b、若标准浓度值≤污染浓度值，则保留，统计保留的污染浓度值，记为F；

SSSS3、数据判断发送单元用于判断是否有外界污染，若F＝0，则无外界污染，并向反馈模块发送结果；若F＞0，则有外界污染，F对应的多个预测数据，即为多个预污染源数据，并将多个预污染源数据发送至污染源确定模块。

E+F＝a1+a2+a3+…+an。

污染源确定模块用于选择多个预污染源数据，得到污染源数据，并将污染源数据上传至反馈模块；且上传污染源数据的具体步骤为：

SSSSS1、遗传算法单元用于计算多个预污染源数据的遗传值；

SSSSS2、遗传值选择单元用于选择最大的遗传值；

SSSSS3、最大的遗传值对应的预污染源数据即为污染源数据，数据上传单元用于上传污染源数据；

反馈模块用于接收结果或污染源数据，并向用户反馈，并将结果或污染源数据发送至措施选择模块；措施选择模块用于选择启动外源截污模块或内源调度模块，其选择的具体操作为：

SSSSSS1、若措施选择模块接收到结果，则启动内源调度模块；

SSSSSS2、若措施选择模块接收到污染源数据，则启动外源截污模块。

内源调度模块用于停止肥水养鱼，并降低水库水体的营养；外源截污模块依据污染源数据内的采集点地理坐标确定污染源，并截断污染源。

本发明的工作原理及使用流程：定期检测模块内的定时启动单元能够定时启动采样单元，由采样单元获取水库样本，并交由检测分析单元检测水库样本，从而分析生成水库水体数据，达到定时检测水库水质的目的，从而不完全依赖于人工抽查，再由报警判断模块判断水库是否污染，若未污染，则依次重复上述步骤，若污染，则报警单元发出警报，达到及时发现水质问题的目的，使得水库水体的安全性提高，利于后续的高效治理，同时将水库污染数据发送至筛选模块，而用户听到警报后，利于命令输入模块向无人机采样模块发送指令，使得无人机采样模块获取多个采集点的预测数据，得到多个预测数据，并将多个预测数据上传至筛选模块，再由筛选模块依据水库污染数据筛选多个预测数据，并判断是否有外界污染，若没有外界污染，则数据判断发送单元将结果发送至反馈模块，反馈模块向用户反馈，并通过措施选择模块启动内源调节模块，从而停止肥水养鱼，并降低水库水体的营养，若有外界污染，则数据判断发送单元将多个预污染源数据，即F对应的多个预测数据发送至污染源确定模块，再由污染源确定模块确定污染源数据，即遗传值最高的预污染源数据，并将污染源数据发送至反馈模块，反馈模块向用户反馈，并通过措施选择模块启动外源截污模块，由外源截污模块依据污染源数据内的采集点地理坐标确定污染源，并截断污染源，达到具有溯源功能的目的，从而可明确截断水体流入，提高了治理水库污染的速率，避免水库防洪灌溉功能的丧失，完成操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。