[實用新型]恢復(fù)沉水植被的水下補光系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220204754.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN202643440U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒麗莎;聶澤宇;姚笑顏;陳英旭
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于環(huán)境保護生態(tài)工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種恢復(fù)沉水植被的水下補光系統(tǒng)，更具體的說，是恢復(fù)富營養(yǎng)化水體中沉水植被生物群落的補光系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水體在處于富營養(yǎng)化的狀態(tài)下，往往存在兩種有明顯差異的情況：一種是水質(zhì)清澈，有很高的生物多樣性，沉水植物生物群落豐富。另一種是水質(zhì)混濁，水中生物以浮游植物為主，這樣導(dǎo)致光的可利用性降低，阻礙大型水生植物的生長。沉水植物是整個植物體沉沒在水下的植物類群，是水體生物多樣性賴以維持的基礎(chǔ)。自20世紀(jì)80年代以來，沉水植物逐步受到人們的關(guān)注，植被的恢復(fù)重現(xiàn)是湖泊富營養(yǎng)化治理的關(guān)鍵，這一觀點得到了廣泛的認(rèn)同。恢復(fù)水生植被逐步成為富營養(yǎng)化水體治理的重要內(nèi)容。

水下光強對維系水體生態(tài)系統(tǒng)的健康起著重要作用。富營養(yǎng)化的水體中，由于水體溶解物、懸浮顆粒物、水深和藻類大量繁殖的影響，源自太陽的光能迅速衰減，加之在水氣交界處的損失(10％左右)，水體中易發(fā)生光照不足的現(xiàn)象，因此水下光照缺乏是沉水植物消亡的直接原因。富營養(yǎng)化水體中藻類易爆發(fā)，覆蓋在上層水體遮住水下光線，影響沉水植物的光合作用。因此，需要借助輔助手段引入水下光源。

沉水植物光合作用的光補償點，決定了沉水植物在水下可分布的最大深度和光合產(chǎn)量及其競爭能力。富營養(yǎng)化水體中CDOM和浮游植物都有累積遮光效應(yīng)，水生植物在這樣的體系中更易受到光因子的限制。有研究表明：（1）光照強度與水深呈顯著負(fù)相關(guān)；（2）光補償深度與透明度呈顯著線性相關(guān)；（3）水體深度大于光補償深度是造成沉水植物死亡的重要原因。因此，借助輔助手段增強水下光照是恢復(fù)沉水植被的有效措施。

目前，水體富營養(yǎng)化治理主要采用營養(yǎng)鹽控制、生物調(diào)控、水生高等植物修復(fù)、物理生態(tài)工程等技術(shù)手段。通過植物自身的生長代謝可大量吸收氮、磷等水中的營養(yǎng)物質(zhì)、吸附懸浮顆粒物并抑制藻類生長。現(xiàn)有沉水植物恢復(fù)方法（可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法及裝置，專利申請200910229851.2；一種水下可調(diào)復(fù)合式生態(tài)凈化水質(zhì)裝置，專利申請?zhí)?00820151309.0；一種凈化富營養(yǎng)化水體的潛沒式生態(tài)懸床，專利申請?zhí)?00910034673.8）可根據(jù)透明度及水質(zhì)參數(shù)調(diào)整浮床的入水深度，從而促進沉水植被的恢復(fù)以去除水體營養(yǎng)鹽。

國內(nèi)外研究者已對水體富營養(yǎng)化的治理進行了較為廣泛的研究，研發(fā)了一系列技術(shù)，但現(xiàn)有的沉水植物恢復(fù)方法，都是利用各種形式的潛式懸床固定植被。浮床成本高，后期管理維護繁瑣。我國大中型淺水湖泊水體的透明度不高，水深達到一定的深度后，沉水植物由于光照的減弱而難以正常生長，是水體生態(tài)恢復(fù)亟待解決的難題。目前未見有水下補光系統(tǒng)用于恢復(fù)沉水植被的報道，該補光體系的設(shè)計對于富營養(yǎng)化水體的生態(tài)恢復(fù)具有積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種恢復(fù)沉水植被的水下補光系統(tǒng)，來解決富營養(yǎng)化水體由于濁度高、水體透光性低造成的沉水植被難以恢復(fù)的問題。

本實用新型包括水下部分、陸地部分、水陸連接部分，水下部分通過水陸連接部分與陸地部分相連接。

水下部分包括調(diào)節(jié)桿、電線、光源傳感器、防水LED光源；其中調(diào)節(jié)桿有四根，每根調(diào)節(jié)桿長度均為3m，且中心開有通孔，四根調(diào)節(jié)桿通過插銷固定于調(diào)節(jié)桿中心連接點，每根調(diào)節(jié)桿可沿水平方向自由旋轉(zhuǎn)；調(diào)節(jié)桿自調(diào)節(jié)桿中心連接點向外，每隔25cm開有一個光源固定孔，電線自調(diào)節(jié)桿中心連接點向外順著調(diào)節(jié)桿布置，并在每個光源固定孔處留有電線接口；防水LED光源與光源固定孔處留有的電線接口相連接，固定在光源固定孔下方50cm處；尼龍繩一端連接防水LED光源，另一端固定在光源固定孔上，尼龍繩和電線共同牽引防水LED光源；光源傳感器固定在調(diào)節(jié)桿中心連接點下方60cm處，用于探測水下植物生長所處區(qū)域的光照強度。

陸地部分包括太陽能電池、LED電源控制裝置；太陽能電池與LED電源控制裝置相連接，LED電源控制裝置通過電線與水下部分相連接，并將太陽能轉(zhuǎn)化的電能引入水下照明，然后通過光源傳感器探測水下植物生長所處區(qū)域的光照強度，根據(jù)特定恢復(fù)植物的需光要求設(shè)定光照強度值，由LED電源控制裝置調(diào)節(jié)防水LED光源開啟的盞數(shù)及強度。

水陸連接部分包括牽引繩、浮子、固定樁；牽引繩的一端通過浮子與調(diào)節(jié)桿中心連接點相連接，另一端與固定樁相連接；固定樁固定于陸地表面，固定整個系統(tǒng)的位置；浮子漂浮于水面；牽引繩、浮子共同調(diào)節(jié)水下部分在水面之下的深度。