[實用新型]一種模擬淺水湖泊復雜環流條件下原位底泥再懸浮的裝置

有效

• 申請號: 201320341864.0
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN203443763U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 王健健;黃亞文;逄勇;李一平;謝蓉蓉;朱心悅;王曉;賈俊杰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N1/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本實用新型屬于水體生態環境技術領域，特別是涉及一種模擬淺水湖泊復雜環流條件下原位底泥再懸浮的裝置。

背景技術

我國幅員遼闊、湖泊眾多，因對湖泊資源的不合理利用或過度排放污廢水等都會破壞湖泊的生態環境，近幾年來長江中下游地區淺水湖泊的水質及富營養化問題日益突出。研究認為，在淺水湖泊中風生流產生的水動力條件對表層底泥的再懸浮有重要影響，特別是在不同強度，不同持續時間的風場作用下，大部分淺水湖區不僅會在水平方向上發生環流，而且在垂直方向上由于水體的流失也會發生垂向的補償環流，該雙重復雜環流結構在太湖、巢湖等典型淺水湖泊中都被得到驗證。改善湖泊水質的關鍵措施是要控制湖泊中水體與表層底泥物質交換和能量的傳輸。

公知的淺水湖泊表層底泥再懸浮的方法大多為室內模擬，主要有錐形瓶式、直管式和水槽式三種。錐形瓶式使用振蕩器將置于瓶中的底泥與上覆水一起震蕩；直管式用活塞上下運動或旋槳旋轉造成上覆水體擾動；水槽式是用旋槳推進器、造波機等造成底泥上方水體運動，從而產生底泥再懸浮。這些方法對上覆水所產生的動力擾動、左右震動、上下擠壓或水體整體水平運動，都未能真實反映出淺水湖泊風生流作用下產生的垂向環流結構。因此，有的學者提出了模擬表層底泥在垂向環流作用下再懸浮的方法，該方法雖然考慮了風應力作用下水體的垂向環流對表層底泥再懸浮的影響，但未能考慮水體水平方向流場的作用，無法真實反映淺水湖泊由風應力引起的復雜環流條件下表層底泥再懸浮過程。

中國專利申請?20041014329.X，提出了一種“一種室內模擬水下沉積物再懸浮狀態的方法及裝置”，該技術方案主要由Y型連接管和旋槳器組成。雖然具有可斜向施加強度大小可變的水下動力，使水柱中懸浮物顆粒成垂直分布狀態的優點，但還存在以下不足，一是旋槳器斜向施加的水下動力產生的流場不能真實模擬淺水湖泊實際風生流場，因流場狀態不同而不能很好的模擬復雜流場情況下的底泥再懸浮過程；二是旋槳器施加的水下動力，其對沉積物擾動的紊流特征與野外實際復雜流場對沉積物擾動的紊流特征不同，紊流擾動特征的不同導致沉積物再懸浮過程的不同，從而直接影響沉積物再懸浮的模擬結果。

中國專利申請?201210366663.6，提出了一種“用于模擬淺水湖泊風生垂向環流作用下沉積物再懸浮的裝置和方法”，該技術方案主要由矩形水槽、水流推進動力系統及流速測量裝置組成。雖然具有在矩形水槽中用傳送帶滾動帶動表層水體流動形成淺水湖泊中存在的風生垂向環流的優點，但還存在以下不足，一是該裝置水流推進動力系統只能產生垂向環流，無法模擬形成長江中下游地區淺水湖泊尤其是太湖等普遍存在的水平環流；二是由傳送帶帶動表面水體運動，水體遇水槽邊壁后下潛至底泥表面以相反方向運動從而形成垂向環流，此垂向環流受水槽邊壁影響較大，因而與實際淺水湖泊風生流中由于水體流失而形成的垂向補償環流結構不同；三是由傳送帶帶動上覆水形成的垂向環流與野外實際的復雜流場不同，不能很好的模擬復合作用下復雜流場情況下的底泥再懸浮過程；四是該裝置底泥裝卸過程需先拆除水流推進動力系統及流速測量裝置，裝卸極不方便，在裝卸過程中對底泥原狀結構破壞較大。

中國專利申請?201310184563.6，提出了“一種軟布封底式淺水域原狀表層沉積物采樣器”，該采樣器主要由采樣套筒、采樣機構和采樣內膽組成。雖然具有采樣面積大、采樣成功率高和不破壞表層沉積物物理結構及層序結構等優點，但是該采樣器僅能夠采集淺水域原狀表層沉積物，不能利用采集的表層沉積物開展進一步的模擬再懸浮試驗研究。?

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足而提供一種模擬淺水湖泊復雜環流條件下原位底泥再懸浮的裝置，本實用新型能夠模擬不同強度風場形成的水平環流和垂向補償環流疊加作用下的復雜環流結構，進行不同深度水體樣品的采集和不同深度流速的測定。