專利名稱：一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置。
背景技術(shù)：
水體富營養(yǎng)化問題是全世界面臨的最為嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一。水華作為水體富營 養(yǎng)化的表現(xiàn)形式，是湖泊、水庫水環(huán)境治理的難點。水華是富營養(yǎng)化水體在浮游植物繁殖 適宜的溫度、光照、氣象及水文等條件下，水體中浮游植物(藻類)大量生長繁殖、聚集并形 成綠油狀漂浮層現(xiàn)象。水體所處環(huán)境不同，其水華暴發(fā)的影響因素也發(fā)生變化。影響水華暴發(fā)的環(huán)境因 子有許多，其中，氮、磷是不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。在營養(yǎng)、水溫等條件都具備時，適宜的水動 力條件可能是水華暴發(fā)的直接驅(qū)動因子。目前，對于水華暴發(fā)規(guī)律的研究十分廣泛，從營養(yǎng)限制性因子、到氣象、水文條件 等都有研究。研究方法有室內(nèi)模擬和現(xiàn)場觀測等方法。室內(nèi)實驗難以完全模擬自然條件。而 由于自然條件的隨機性，導(dǎo)致現(xiàn)場觀測結(jié)果又難以揭示水華爆發(fā)與自然環(huán)境的相關(guān)關(guān)系。因此，現(xiàn)有的研究方法并不能滿足科研人員的實驗要求。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置，通 過模擬不同水流流速、不同水質(zhì)條件對藻類發(fā)生規(guī)律的影響，使實驗條件更接近河流現(xiàn)狀， 以提高獲得的水華暴發(fā)閾值的準(zhǔn)確性。為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置，包括至少一個動態(tài)模擬水槽11 ；至少一個用于從河道內(nèi)提水并向所述動態(tài)模擬水槽11供水的供水泵12 ；一用于控制所述供水泵的流量，以模擬河道水體流速的變頻控制系統(tǒng)13，與所述 供水泵連接；至少一個用于向所述動態(tài)模擬水槽11中補水，以模擬河道內(nèi)水力停留時間和河 道內(nèi)水質(zhì)的補水裝置14。優(yōu)選的，所述動態(tài)模擬水槽11包括進水端和出水端，其中，所述進水端與所述補 水裝置14連接；所述出水端設(shè)置有多個不同高度的出水口，以控制所述動態(tài)模擬水槽11中 的水深。優(yōu)選的，所述動態(tài)模擬水槽11的斷面為30cmX60cm的矩形斷面，所述動態(tài)模擬水 槽11的長度為250cm。優(yōu)選的，所述動態(tài)模擬水槽11的材料為玻璃鋼。優(yōu)選的，所述實驗裝置還包括一用于向所述實驗裝置提供浮力的浮力裝置15。優(yōu)選的，所述浮力裝置15為兩個矩形的封閉水槽，分別設(shè)置在所述實驗裝置的兩 側(cè)。[0017]優(yōu)選的，所述實驗裝置還包括至少一個用于進行沒有所述補水裝置14補水的模 擬實驗的靜態(tài)模擬水槽16。優(yōu)選的，所述實驗裝置還包括一用于固定所述實驗裝置的錨固裝置17。優(yōu)選的，所述實驗裝置還包括一用于控制所述實驗裝置保持平衡的平衡裝置 18，所述平衡裝置18設(shè)置在所述動態(tài)模擬水槽11的下方。由上述技術(shù)方案可知，本實用新型具有如下有益效果通過供水泵從河道內(nèi)提水 向動態(tài)模擬水槽供水，通過變頻控制系統(tǒng)控制供水泵的流量，來實現(xiàn)河道水體流速的模擬； 通過補水裝置向動態(tài)模擬槽中補水，實現(xiàn)水力停留時間和水質(zhì)的模擬。也就是通過上述條 件的控制，在與河道現(xiàn)場同等氣象、水溫條件下進行水華爆發(fā)閾值的研究。通過模擬不同水 流流速、不同水質(zhì)條件對藻類發(fā)生規(guī)律的影響，使實驗條件更接近河流現(xiàn)狀，以提高獲得的 水華暴發(fā)閾值的準(zhǔn)確性。

圖1為本實用新型的實施例中實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的實施例中實驗裝置的截面示意圖。
具體實施方式
為了更好的理解本實用新型的實施例，首先對實施例中的部分名稱進行解釋水力停留時間，是指動態(tài)模擬水槽中的水體完全更換一次所用的時間。補水裝置 向動態(tài)模擬水槽補水速度越快，動態(tài)模擬水槽中的水體被更換的速度也就越快，也就縮短 了動態(tài)模擬水槽中水力停留時間，反之，增加了動態(tài)模擬水槽中水力停留時間。動態(tài)模擬水槽，是指有補水裝置進行補水的模擬實驗用的水槽。靜態(tài)模擬水槽，是指沒有補水裝置進行補水的模擬實驗用的水槽。水華暴發(fā)閾值，是指形成水華所需的最低環(huán)境條件。為了使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施 例和附圖，對本實用新型實施例做進一步詳細(xì)地說明。在此，本實用新型的示意性實施例及 說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。參見圖1，為本實用新型的實施例中實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該實驗裝置包括至少一個動態(tài)模擬水槽11 ；至少一個用于從河道內(nèi)提水并向所述動態(tài)模擬水槽11供水的供水泵12 ；一用于控制所述供水泵的流量，以模擬河道水體流速的變頻控制系統(tǒng)13，；至少一個用于向所述動態(tài)模擬水槽11中補水，以模擬河道內(nèi)水力停留時間和河 道內(nèi)水質(zhì)的補水裝置14。在本實施例中，動態(tài)模擬水槽11的個數(shù)可根據(jù)具體實驗要求進行選取，當(dāng)確定所 需的動態(tài)模擬水槽11的個數(shù)后，可相應(yīng)的確定出所需供水泵12的臺數(shù)。在本實施例中，通過供水泵12從河道內(nèi)提水，并向動態(tài)模擬水槽11供水，并且通 過變頻控制系統(tǒng)13控制供水泵12的流量，來實現(xiàn)河道水體流速的模擬；通過補水裝置14 向動態(tài)模擬槽U中補水，實現(xiàn)水力停留時間和水質(zhì)的模擬。也就是通過上述條件的控制， 在與河道現(xiàn)場同等氣象、水溫條件下進行水華爆發(fā)閾值的研究。[0036]在本實施例中，可通過調(diào)整供水泵12的轉(zhuǎn)速，控制動態(tài)模擬水槽11中循環(huán)水量來 實現(xiàn)水流速的控制，從而模擬出河道水體流速。在本實施例中，可通過控制補水裝置14向動態(tài)模擬水槽11供水流量來實現(xiàn)水力 停留時間的控制。同時，通過改變補水裝置14中的水質(zhì)來實現(xiàn)動態(tài)模擬水槽11中水質(zhì)的 控制。如圖1所示，該實驗裝置中設(shè)置有三個并排放置動態(tài)模擬水槽11，每一個動態(tài)模 擬水槽11都對應(yīng)一臺供水泵12，三臺供水泵12的最大流速可分別為27m3/h、40m7h和 54m3/h，各供水泵12的揚程為5米。通過變頻控制系統(tǒng)13對三臺供水泵12進行控制，可 模擬出0. 05 0. lm/s的河道水體流速。在本實施例中可根據(jù)具體實驗要求來選取供水泵 12。在本實施例中并不限定供水泵12的具體參數(shù)。在本實施例中，該動態(tài)模擬水槽11包括進水端和出水端，其中，進水端與補水裝 置14連接，補水裝置14通過該進水端向動態(tài)模擬水槽11補水。參見圖1，在實驗裝置的兩 側(cè)分別設(shè)置有補水裝置14，當(dāng)然在本實施例中并不限定該補水裝置14的數(shù)量。在本實施例中，該補水裝置14可以選用容量為60升的塑料桶，當(dāng)然也并不限于 此。在本實施例中，該動態(tài)模擬水槽11的出水端設(shè)置有多個不同高度的出水口，以控 制動態(tài)模擬水槽11中的水深。例如在出水端設(shè)置三個不同高度的出水口，可根據(jù)需要進行 選擇。當(dāng)不需要使用該出水口時，可利用橡皮塞封堵。在本實施例中，動態(tài)模擬水槽11的斷面為30cmX60cm的矩形斷面，且動態(tài)模擬水 槽11的長度為250cm。當(dāng)然在本實施例中并不限定該動態(tài)模擬水槽11的具體形狀。在本實施例中，動態(tài)模擬水槽11的材料可以選用玻璃鋼。當(dāng)然在本實施例中并不 限定該動態(tài)模擬水槽11的材料。繼續(xù)參見圖1，實驗裝置還包括一用于向?qū)嶒炑b置提供浮力的浮力裝置15。在本 實施例中，浮力裝置15可以是兩個矩形的封閉水槽，分別設(shè)置在實驗裝置的兩側(cè)。當(dāng)然在 本實施例中并不限定浮力裝置15的具體形狀。在本實施例中，實驗裝置還包括至少一個用于進行沒有所述補水裝置14補水的 模擬實驗的靜態(tài)模擬水槽16。即靜態(tài)模擬水槽16中的水保持靜止?fàn)顟B(tài)，不對靜態(tài)模擬水 槽16中進行補水。通過動態(tài)模擬水槽11和靜態(tài)模擬水槽16可獲得在兩種實驗條件下的 水華暴發(fā)的閾值。在本實施例中，所述實驗裝置還包括一用于固定所述實驗裝置的錨固裝置17。 通過錨固裝置17可將該實驗裝置固定在水池中。參見圖2，為本實用新型的實施例中實驗裝置的截面示意圖，由圖中可知所述實驗 裝置還包括一用于控制所述實驗裝置保持平衡的平衡裝置18，所述平衡裝置18設(shè)置在所 述動態(tài)模擬水槽11的下方。當(dāng)實驗裝置晃動時，通過平衡裝置18的重心回位作用，可使得實驗裝置恢復(fù)平 由上述技術(shù)方案可知，本實用新型具有如下有益效果通過供水泵從河道內(nèi)提水 向動態(tài)模擬水槽供水，通過變頻控制系統(tǒng)控制供水泵的流量，來實現(xiàn)河道水體流速的模擬； 通過補水裝置向動態(tài)模擬槽中補水，實現(xiàn)水力停留時間和水質(zhì)的模擬。也就是通過上述條件的控制，在與河道現(xiàn)場同等氣象、水溫條件下進行水華爆發(fā)閾值的研究。通過模擬不同水 流流速、不同水質(zhì)條件對藻類發(fā)生規(guī)律的影響，使實驗條件更接近河流現(xiàn)狀，以提高獲得的 水華暴發(fā)閾值的準(zhǔn)確性。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置，其特征在于，包括至少一個動態(tài)模擬水槽(11)；至少一個用于從河道內(nèi)提水并向所述動態(tài)模擬水槽(11)供水的供水泵(12)；一用于控制所述供水泵的流量，以模擬河道水體流速的變頻控制系統(tǒng)(13)，與所述供 水泵連接；至少一個用于向所述動態(tài)模擬水槽(11)中補水，以模擬河道內(nèi)水力停留時間和河道 內(nèi)水質(zhì)的補水裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述動態(tài)模擬水槽(11)包括進水 端和出水端，其中，所述進水端與所述補水裝置(14)連接；所述出水端設(shè)置有多個不同高 度的出水口，以控制所述動態(tài)模擬水槽(11)中的水深。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實驗裝置，其特征在于，所述動態(tài)模擬水槽(11)的斷面為 30cmX 60cm的矩形斷面，所述動態(tài)模擬水槽(11)的長度為250cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實驗裝置，其特征在于，所述動態(tài)模擬水槽(11)的材料為玻 璃鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括一用于向所述 實驗裝置提供浮力的浮力裝置(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實驗裝置，其特征在于，所述浮力裝置(15)為兩個矩形的封 閉水槽，分別設(shè)置在所述實驗裝置的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括至少一個用于 進行沒有所述補水裝置(14)補水的模擬實驗的靜態(tài)模擬水槽(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括一用于固定所 述實驗裝置的錨固裝置(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括一用于控制所 述實驗裝置保持平衡的平衡裝置(18)，所述平衡裝置(18)設(shè)置在所述動態(tài)模擬水槽(11) 的下方。
專利摘要本實用新型提供一種模擬水華暴發(fā)的實驗裝置，包括至少一個動態(tài)模擬水槽(11)；至少一個用于從河道內(nèi)提水并向所述動態(tài)模擬水槽(11)供水的供水泵(12)；一用于控制所述供水泵的流量，以模擬河道水體流速的變頻控制系統(tǒng)(13)，與所述供水泵連接；至少一個用于向所述動態(tài)模擬水槽(11)中補水，以模擬河道內(nèi)水力停留時間和河道內(nèi)水質(zhì)的補水裝置(14)，通過模擬不同水流流速、不同水質(zhì)條件對藻類發(fā)生規(guī)律的影響，使實驗條件更接近河流現(xiàn)狀，以提高獲得的水華暴發(fā)閾值的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01N33/18GK201926653SQ20102068829
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者劉暢, 龐治國, 李文奇, 楊素珍, 毛戰(zhàn)坡, 王世巖, 王亮, 郝桂玲 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院