[发明专利]一种便携式湖库垂向水温连续实时自动监测装置及监测方法

说明书

技术领域

本发明属于湖泊（水库）水环境监测应用技术领域，具体为一种便携式湖库垂向水温连续实时自动监测装置及监测方法。

背景技术

水体分层，是深水湖泊（水库）中最基本的湖沼学过程。对于有一定水深的湖泊，水体的季节性分层可能对湖泊内几乎所有水环境演化过程起着控制或影响作用。由于水体的热能传输不均匀，冷、热水体密度的差异导致水体的物理分层，进而产生不同水团化学性质的差异。例如：水库曾多次出现当地谓之“黑潮”的突发性水质恶化事件，严重时溶解氧急剧降低，鱼虾大量死亡。类似的案例近年来也多次发生在重庆、广东及华东地区的深水水库，当地环保部门的调查也证实，上述事件显然不是事故性污染排放、河流异重流等因素引起的“地区性事件”，而可能是水库温度分层结构被破坏，湖泊（水库）表层和湖泊（水库）底层的水体产生对流，缺氧层水体上翻，造成需氧生物窒息而亡的结果。从总体上看，对于湖泊（水库）的垂向水温监测还存在明显的不足，大多数的研究多集中在定量化的数值模型研究，缺乏必要的实时监测数据进行验证，尤其是在我国南方温暖气候地区，在极端气象和水文条件下深水湖泊（水库）的垂向水温实时监测一直存在相当大的困难。

申请号为CN201510262494.5的发明专利公布了一种浮动式水库垂向水温自动观测装置及方法。该装置一种浮动式水库垂向水温自动观测装置，包括漂浮在水面上的浮球，浮球底端固接有探头链，探头链末端固接有铅球，探头链向下深入水中，探头链上自上而下安装有若干水温探头。可以对水库深水区垂向水温自动观测。但该发明专利存在以下的局限性：1）单纯的依靠铅球的重量难以确保探头链保持垂直，这种方式在实际中监测误差较大，因为湖泊（水库）不同的水层流速不同，会造成探头链的偏移。2）单纯的依靠探头链的长度判断水深，这种方式在实际中误差很大，原因如1）所描述。3）操作复杂，在实际监测中，需要临时安装水温探头或者携带多条探头链，不便于现场工作的开展。4）若湖泊（水库）水面面积较大，需要布置多个自动观测监测设备时，由于每个探头链都需要悬挂若干个水温探头，花费的成本较大。5）深水湖泊（水库）存在着跃温层的存在，需要进行加密测量才能精细的剖析其垂向水温的变化规律，但该装置只是粗略的将水库划分为上下两侧，对于跃温层不能加密测量，容易遗漏垂向水温的变化规律。6）由于该发明专利没有设置供电装置，不能长时间持续进行垂向水温的监测。

发明内容

为了克服以上的缺点，本发明提供一种便携式湖库垂向水温连续实时自动监测装置及其监测方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种便携式湖库垂向水温连续实时自动监测装置，包括壳体，壳体内设置的通信定位监测装置、电池、牵引传动装置和数据存储器， 所述牵引传动装置连接一个穿过壳体底部垂直向下的牵引线，通过牵引传动装置的转动控制牵引线的上升或下降，牵引线的末端连接有水温传感器、水压传感器和配重体；壳体底部下端连接有向下延伸的固定锚。

进一步的，所述通信定位监测装置为GSM/GPRS+GPS模块，GSM/GPRS+GPS模块连接电池和数据存储器，GSM/GPRS+GPS模块与数据存储器之间设置有数据传输控制器，GSM/GPRS+GPS模块连接有传输天线，GSM/GPRS+GPS模块将定位信息、不同水深的垂向水温和水压监测数据实时传输给岸边基站进行记录。

进一步的，壳体外设置有太阳能电池板，所述电池为直流蓄电池，直流蓄电池与太阳能电池板相连接，直流蓄电池为通信定位监测装置、牵引传动装置、数据存储器、水温传感器、水压传感器提供电源。

进一步的，牵引线由钢缆、电缆以及信号传输线组成，外侧包有防水层，电缆与电池连接，为水温传感器和水压传感器供电；信号传输线与数据存储器相连接，以将水温传感器和水压传感器监测的水温和水压数据传送给数据存储器。

进一步的，所述牵引传动装置由圆形齿轮转盘、电机及转速控制器构成；圆形齿轮转盘外侧有凹陷部分，凹陷部分有螺纹凹槽，用于放置牵引线，通过转速控制器来调节电机的转速，进而控制牵引线上升或下降的速率；转盘传动装置带动牵引线上升或下降的稳定速率为5 cm/s。

进一步的，所述牵引传动装置为转筒式卷扬机。

进一步的，壳体外设置有漂浮指示灯，所述漂浮指示灯与电池连接，中间设置有开关控制器。

进一步的，壳体四周设置有防冲撞缓冲装置。

所述的便携式湖库垂向水温连续实时自动监测装置的检测方法，包括以下步骤：

a）将所述监测装置送至预定监测地点，下放固定锚固定监测装置；