[发明专利]基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置及方法

权利要求书

1.一种基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于包括生物群种安放单元（1）、生物群种监测单元和报警单元（27）；

所述生物群种安放单元（1）为水箱结构，所述水箱被沿水流方向的纵向隔板（10）分隔为并行的两组区域；两组区域对称设置，分别被垂直于水流方向的横向隔板分为水流缓冲区（7）、水质监测区（8）和水流释放区（9）；所述水质监测区（8）被横向隔板分隔为指示生物强耐受区（8-1）、中耐受区（8-2）和弱耐受区（8-3），三个区域放入鱼类、底栖无脊椎动物和原生生物组成三个种群组块，其中强耐受区（8-1）放入对水污染耐受力强的指示生物，中耐受区（8-2）放入对水污染耐受力中等的指示生物，弱耐受区（8-3）放入对水污染耐受力弱的指示生物；进水端的水箱壁上对应于两组区域处分别设置有进水管（5），出水端的水箱壁上对应设置有出水管（6），水流缓冲区（7）、强耐受区（8-1）、中耐受区（8-2）、弱耐受区（8-3）和水流释放区（9）之间的隔板上设置有带过滤网的水流通口（11），所述水流通口（11）与进水管（5）、出水管（6）的中轴线在一条直线上；

所述生物群种监测单元包括鱼类监测装置、底栖无脊椎动物监测装置、原生生物监测装置和信号显示器（14）；所述鱼类监测装置包括信号采集器（12）和第一信号分析器（13）；所述信号采集器（12）为摄像头，将采集的信息传递到信号分析器（13）；所述信号分析器(13)包括把电信号转换为数字图像信号的A/D转换器和数字信号处理器，将信号采集器（12）采集的信号处理后传送到信号显示器（14）显示鱼类活动行为的图像；所述底栖无脊椎动物监测装置包括监测电极（17）和第二信号分析器（18），所述监测电极（17）为六组载流电极（17-1）和感应电极（17-2），分别安装在两组区域的生物强耐受区（8-1）、中耐受区（8-2）和弱耐受区（8-3），将监测区底栖无脊椎动物生命活动信号发送到所述第二信号分析器（18），所述第二信号分析器（18）将接收的电信号经过差分过滤，得到底栖无脊椎动物可视化生命活动信号，传送到信号显示器（14）显示底栖无脊椎动物的存活率变化情况；所述原生生物监测装置包括荧光传感器（19）和第三信号分析器（20），所述荧光传感器（19）将接收的体表染上荧光剂的原生生物的荧光信号发送到所述第三信号分析器（20），所述第三信号分析器（20）包括把荧光信号转换为电信号的信号处理器和将电信号转换为图像信号的A/D转换器，将所述荧光传感器（19）采集的信号处理后传送到信号显示器（14）显示原生动物活动区域的图像；

所述报警单元（27）用于接收和判断所述生物群种监测单元的信号，针对不同突发性水污染严重程度发出黄色、橙色、红色三种不同程度的警报信号。

2.根据权利要求1所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述水箱的四壁、所述纵向隔板和所述横向隔板均为不透水的透明材质。

3.根据权利要求1所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述生物群种安放单元（1）内的底部设置有仿河道地形结构（25），所述仿河道地形结构（25）与生物群种安放单元（1）底板之间由底泥填充物（26）填充。

4.根据权利要求1所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述生物群种安放单元（1）内底板上部水平设置有一层隔离网（21），将同一区域内鱼类和底栖无脊椎动物的活动范围隔开，隔离网（21）上为鱼类活动范围，隔离网（21）下为底栖无脊椎动物活动范围。

5.根据权利要求1所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述信号采集器（12）为六个CCD摄像头，通过支架（22）均匀布设监控水质监测区（8）；所述支架（22）通过支座（23）固定，且支架（22）上设有调节高度的螺栓（24）。

6.根据权利要求4所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述监测电极（17）设置在所述隔离网（21）的下面，每组电极沿水流方向均匀布置。

7.根据权利要求1所述的基于生物种群组块识别突发性水污染的预警装置，其特征在于：所述荧光传感器（19）设置在所述纵向隔板（10）中。