[實用新型]一種藻類水平遷移模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201720526066.3
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN206921361U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 崔麗娟;趙欣勝;李偉;張曼胤;徐衛剛;李春義;竇志國
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林業新技術研究所
• 主分類號: G09B23/38
• 分類號: G09B23/38
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 吳泳歷

技術領域

本實用新型涉及生態工程技術領域，特別涉及一種藻類水平遷移模擬實驗裝置。

背景技術

每年春末夏初，隨著氣溫的升高、光照的增強和風向風速等氣候條件的改變，水體水-沉積物界面的理化性質和湖體的環境條件也發生了明顯的變化，大量藻類細胞開始從湖底復蘇并在有利的光照、溫度和水動力學等條件下上浮至水體。由于受到水資源短缺和污水排放的影響，淺水湖泊水體的富營養化問題一直很突出，藻類水華的頻繁暴發給城市建設和居民生活帶來危害。為預防藻類水華的暴發，需要開展其發生機理與控制措施的相關研究。

藻類水華發生受理化因子和生物種類的影響，是多個環境因素在時間和空間上綜合作用的結果。研究表明，營養物質、溫度、光照、pH值及其他生物是影響藻類生長的重要因素。也有研究認為水動力和氣象條件可通過影響湖泊水體的分層、混合與光照，進而直接或間接地影響藻類的細胞密度、種群組成和空間分布。然而，在野外不能獲得單一環境因子與水華發生之間的關系，因此有必要開發一種室內藻類水平遷移模擬實驗裝置。

由于藻類“橫向-縱向”遷移受到場地限制，目前研究進展尚沒有用于室內藻類水平遷移的模擬裝置可供借鑒，因此本實用新型旨在提供一種能夠模擬自然光照、風速風向以及水動力等環境條件的裝置，從而實現室內對自然藻類水平遷移的研究。

實用新型內容

為了彌補上述領域存在的不足，本實用新型提供一種藻類水平遷移模擬實驗裝置，能夠模擬自然界的溫度、光照、風向、風速和水動力，滿足藻類水平遷移復雜實驗設計需求，實現在室內對自然藻類水平遷移規律的研究。

一方面，本實用新型提供一種藻類水平遷移模擬實驗裝置，包括光照系統、風力系統、水下推流系統、上端開口的藻類遷移容器以及程序控制系統；

所述光照系統設置在所述藻類遷移容器的底部和開口之間，用于模擬自然光照；

所述風力系統設置在所述藻類遷移容器的開口處，用于吹動所述藻類遷移容器內的水體波動；

所述水下推流系統設置在所述光照系統下方的所述藻類遷移容器的內壁上，用于改變水面下的水動力；

所述程序控制系統分別連接所述光照系統、風力系統和水下推流系統，用于分別控制所述光照系統、風力系統和水下推流系統的作用強度、作用方向和/或作用時間。

所述光照系統通過控制電流強弱來實現自然光照強度的變化，能夠模擬整個白天太陽光強弱變化規律。所述風力系統能夠模擬自然風速，例如，采用每隔1～10秒進行脈沖式風速，同時每隔2～5秒擺動一次風力系統，即通過風力系統的旋轉來模擬風向轉換，從而實現空氣動力的亂流功能，達到研究實驗設計需求。所述水下推流系統可通過推流方向的改變，例如，每隔2～6秒使所述水下推流系統左右或者上下擺動一次，其中左右擺動角度在60°以內，上下擺動角度在90°以內，實現水下水動力的復雜模擬，達到藻類水平遷移復雜實驗設計需求。所述藻類遷移容器用于承載水體，其大小能夠滿足藻類水平遷移實驗的要求。所述程序控制系統可整體控制光照系統、風力系統和水下推流系統的運行程序，根據實驗設計需要，設定光照、風速、水動力等參數，例如，控制光照強度范圍在5lx～7000lx、風速強度范圍在1～6級、水動力強度范圍在0.05m/s～0.5m/s，并控制所述風力系統的風向轉換和/或所述水下推流系統的水流方向轉換，從而實現空氣動力和水動力綜合因素的復雜模擬，研究藻類水平遷移規律。

優選地，所述光照系統設置在高于所述藻類遷移容器內的水體液面30～50cm的位置；所述風力系統設置在高于所述藻類遷移容器內的水體液面60～120cm的位置；所述水下推流系統設置在低于所述藻類遷移容器內的水體液面20～30cm的位置。

所述光照系統、風力系統、水下推流系統與所述藻類遷移容器內液面之間的垂直距離決定了光照、風力和水動力是否能夠有效作用于實驗藻類，因此，為了準確模擬自然環境條件，實用新型人基于對藻類野外環境的大量考察、分析和統計數據，將所述光照系統優選設置在液面上方30～50cm的位置，所述風力系統優選設置在液面上方60～120cm的位置，所述水下推流系統優選設置在液面下20～30cm的位置。

優選地，所述光照系統包括多個對稱布置的太陽燈，相鄰的兩個太陽燈之間的距離不小于30cm；和/或所述風力系統包括多個對稱布置的鼓風機，相鄰的兩個鼓風機之間的距離不小于40cm；和/或所述水下推流系統包括多個對稱布置的推流機，相鄰的兩個推流機之間的距離不小于25cm。