[发明专利]污染胁迫下水生生物特性的静态与动态同步试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及湖泊、水库、水塘、河流、沟渠等水体生态环境的模拟，特别是对比研究静水(如湖泊、水库、水塘等)和动水(如河流、沟渠等)中，污染胁迫下水生生物特性的静态与动态同步试验系统。

背景技术

目前，静、动水中污染胁迫下水生生物特性的对比试验研究主要采用流速梯度法和同步观测法。流速梯度法是指在同一水槽系统中，通过对流速的控制，形成从零流速(静态条件)到不同量级流速(动态条件)的流速梯度(例如，流速为0、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0……)，从而实现对静、动水的对比试验研究，但由于静态试验和动态试验未能同步，不同流速梯度下水体污染物浓度显然无法保持一致，因此给对比试验结果的分析带来较大影响。同步观测法是指利用静态水槽模拟湖泊、水库、水塘等静水环境，利用动态水槽模拟河流、沟渠等动水环境，将静态水槽和动态水槽置于相同的实验条件下进行同步观测，但目前的试验装置中静态水槽和动态水槽均相互独立，而动水条件下污染物去除效率较高，随着系统的运行，动态水槽中的污染物浓度将变得低于静态水槽，致使静态水槽和动态水槽中的污染物浓度无法保持一致，给对比试验结果的分析带来较大影响。可见，目前的对比试验研究均未能保持静态条件和动态条件下水体物理化学特性的同步一致性，因此无法真实准确地反映水动力条件对污染胁迫下水生生物特性变化的影响机理。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述静、动水对比研究试验装置所存在的缺陷，提出一种污染胁迫下水生生物特性的静态与动态同步试验系统，真实地模拟和对比观测静水(如湖泊、水库、水塘等)和动水(如河流、沟渠等)中，污染胁迫下水生生物特性变化规律，在保持静态条件和动态条件水体物理化学特性同步一致性的条件下，揭示水动力条件对污染胁迫下水生生物特性变化的影响机理，且模拟装置构造简单、性能稳定、造价便宜、使用方便。

本发明的技术解决方案是：其特征是包括静水系统和动水系统，静水系统和动水系统通过集水箱连接，静水系统中的高位水箱设置在静态水槽的上方，集水箱内水体由水泵提升到高位水箱，高位水箱通过水管接入静态水槽；高位水箱上设置溢流堰，溢流水体经水管流入集水箱；静态水槽的进水端沿横向设置布水扩散器，通过布水扩散器均匀稳定布水保证静水水槽内水体的静态条件；静态水槽的出水经水管流入集水箱；静水系统的进水管和出水管上分别设置阀门控制进、出水量；动水系统中的动态水槽和集水箱之间以进水管和出水管相连形成动水循环系统，在进水管上设置水泵和阀门，动态水槽进水端设置水流调节栅，出水端设置水位和水流调节尾门，形成可以调控水位和水流的动水系统。

本发明的优点和效果在于：(1)静水系统和动水系统通过集水箱连接，静、动水系统的出水在集水箱中充分混合均匀后再进行配水，保持了静、动水系统中的水体物理化学特性的同步一致性。(2)通过高位水箱缓慢自流向静态水槽配水、并在进水端沿横向设置布水扩散器对静态水槽进行均匀稳定布水，保证了静水水槽内水体的静态条件。(3)动水系统的进水端水流调节栅和出水端水位与水流调控尾门有效地保证了动水槽内水体的动态条件和水流稳定性。(4)试验系统装置构造简单、功能稳定、造价低廉且使用方便。

附图说明

附图1是本发明的系统示意图。

图中的1是集水箱、2是提升水管、3是提升水泵、4是高位水箱、5是溢流堰、6是静进水管、7是进水阀门、8是布水扩散器、9是静态水槽、10是静出水管、11是出水阀门、12是静排水管、13是动进水管、14是动水水泵、15是动水阀门、16是动态水槽、17是调节栅、18是调节尾门、19是动出水管、20是动排水管。

具体实施方式

对照附图1，静水系统和动水系统通过集水箱1连接，静、动水系统的出水在集水箱1中充分混合均匀后再进行配水，以保持静、动水系统中的水体物理化学特性的同步一致性。高位水箱4的设置高于静态水槽9，提升水泵2将集水箱1中的水经提升水管2提升至高位水箱4，通过高位水箱4自流经由静进水管6对静态水槽9进行配水。高位水箱4上设置溢流堰5，水位过高时水通过溢流堰5回流至集水箱1中。静态水槽9的进水端沿横向设置布水扩散器8均匀稳定布水以保证静态水槽9内水体的静态条件。静态水槽9的出水通过静出水管流入集水箱1。静水系统的静进水管6和静出水管10上分别设置进水阀门7和出水阀门11以调节静态水槽9的水位。试验结束后水通过静排水管12排出。