[实用新型]一种着生藻生长带的原位监测装置

说明书

本实用新型提供了一种着生藻生长带的原位监测装置。该装置包含置于监测现场立杆顶部的水上摄像机，和装设于由连杆机构驱动的带压藻板和水下摄像机的水下监测平台。连杆机构、摄像机云台和现场其他辅助设备受控于现场控制箱和/或通过网络联结的监测服务器。水上摄像机用于获取着生藻在视野内的覆盖范围和顶视轮廓。水下摄像机在水下监测平台的运动配合下可获得着生藻的水下侧视轮廓和细节。监测服务器的计算机可远程获得现场的两个摄像机视频图像并进行算法分析现场着生藻的特征，其生长变化和生物量等，实现了自动在线远程监控与图像和量化数据提取与保存，达到实时、准确、并节省大量人力物力的特点。

技术领域

本实用新型涉及水生态环境监测技术领域，更具体涉及一种着生藻生长带的原位监测装置。适用于近岸水体着生藻类监测及其分布与生长变化规律研究。

背景技术

着生藻类也被称为底栖藻类，是附着在水体基质上生活的一些微型附着藻类。着生藻类营固着生活，拥有较大的生物膜面积，与水体物质交换迅速，是指示河流生态系统健康状况常用指示生物。着生藻通常生长在靠近岸边阳光较易透入的浅水地带。

南水北调工程是世界上最大的跨流域调水工程，其中水质安全是工程发挥供水效益的前提，是南水北调保障工作中的重中之重，同时也是检验调水工程成败的核心指标。南水北调中线工程全长1432千米，总干渠为全钢筋水泥结构，不与外界水系连通，全线以明渠为主，并建有隧洞、管道、暗涵和渡槽等工程设施。中线通水后，坡岸线春季出现了着生藻类大量增殖现象，着生藻类快速生长形成群体着生藻生长带，可高达十几厘米，与自然河道的着生藻类生长情况显著不同。着生藻类大量增殖死亡上浮后可能对总干渠水质造成影响，因此，需要监测、研究总干渠着生藻类的分布与生长变化规律，需要对着生藻类进行高密度的监测工作。

传统的着生藻类监测方法有三种，如《水库渔业资源调查规范》(SL167-2014)规定有基质法(水草法或石块法)、载玻片法和聚酯薄膜法。其中水草法或石块法是采集完整水草或石块，带回实验室，用小刀刮取着生藻类，然后在显微镜下测试。载玻片法是将载玻片固定在固定架上，用绳索绑在它物上或加重物使之沉入水中或用棍棒插在水底，其顶端用浮子使之漂浮水面。聚醋薄膜法是将聚醋薄膜一端固定在浮子上，另一端缚上重物使之沉下。待生长一段时间后捞起然后刮取着生藻类带回实验室测量。念宁等人在2009年10月于环境科技上发表的“不同基质上着生生物群落生态学特性比较研究”提供了水草法和石块法监测着生藻类，例如当河流渠道为水泥底质时，大型水生植物无法生存，也无石块可供采集，水草法或石块法采样无法使用；赵雨峰等人发表在黑龙江环境通报.2014.12的“自然水体中不同人工基质上着生藻类的比对分析”公布了利用载玻法和聚脂薄膜法进行采样分析，由于着生藻的生长需要一定的时间，采样架一般需要在水中放置14天，所需时间长，时效性低，难以满足研究所需的高密度采样监测需求。而且载玻法和聚脂薄膜上着生藻类的生长量与渠底的生长量存在差异，这主要可能是生长时间及材质差异造成的。传统着生藻类监测工作往往采用先采样再分析的监测方式，采样适用性、时效性和可信度往往无法满足研究和监测的需求。所得结果用密度或生物量表示，密度为单位面积内着生藻类的个体或细胞数量(ind./cm²或cell/cm²)，生物量为单位面积内着生藻类质量(mg/cm²)。缺乏描述着生藻类的生长高度指标、覆盖度指标以及颜色指标等等，难以准确描述着生藻类的生长变化规律。再者，传统监测方法耗时耗力，一般需要14天以上，难以满足研究所需的高密度采样需求。迫切需要研发新的着生藻类监测方法与设备，以满足着生藻类生长变化规律研究需求。