CN100539831C

CN100539831C - 多功能沉积物捕捉器

Info

Publication number: CN100539831C
Application number: CNB2007100149730A
Authority: CN
Inventors: 张继红; 方建光
Original assignee: Yellow Sea Fisheries Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Current assignee: Yellow Sea Fisheries Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2027-06-18
Also published as: CN101073316A

Abstract

本发明提供一种多功能沉积物捕捉器，包括沉积物捕捉器主体、捕捉器主体内的生物托网，其特点是：所述的捕捉器主体为圆管形，捕捉器高度与捕捉器开口外径之比为4-5，捕捉器圆管内壁上设置环状突起，生物托网坐落在环状突起上。所述的捕捉器主体上部为PVC圆管，下部为透明有机玻璃圆桶状沉积物集结装置，捕捉器上部的PVC管下端设置内螺纹，沉积物集结装置的上端口设置外螺纹，PVC管下端与桶状沉积物集结装置的上端口通过螺纹丝扣连接，沉积物集结器配有带内螺纹丝扣的盖子。所述的捕捉器配置多个不同孔径的不锈钢生物托网。其结构合理，能够减少涡流的产生，组装、拆卸简单，收集获取沉积物方便，便于自由组合使用，应用范围广。

Description

多功能沉积物捕捉器

技术领域

本发明属于养殖生态学中生物性沉积速率现场测定用具制造技术领域，具体说是在现场条件下，收集生物的生物性沉积物(粪便及假粪)及养殖用残饵，并据此测定、计算生物的摄食生态生理学上的各项参数的一种多功能沉积物捕捉器。

背景技术

养殖容量在养殖生产中的理论指导作用越来越得到广大管理者、养殖生产者的重视和认可。同时，为保证养殖产业的可持续发展和食物的可持续产出，养殖活动与生态环境的协调发展是重中之重。在养殖容量评估中，养殖生物的摄食生理活动是极为重要的参数。因此，准确测定养殖生物的摄食生理活动，定量的研究养殖对生态环境的影响或压力，是目前养殖生态学领域研究的热点。生物沉积法(biodepositionmethod)是近几年测定滤食性生物摄食生理生态学应用广泛的方法，该方法的原理是将食物中的无机物质作为惰性示踪物，即假定滤食性生物不吸收食物中的无机物，生物性沉积物(粪便和假粪)中的灰分含量视为生物所过滤物质的量。另外，网箱养殖过程中的颗粒物(包括残饵和养殖鱼类的粪便)的垂直通量、颗粒物的扩散特性及生物地化行为是决定鱼类网箱养殖容量的关键生态过程。生物沉积法具有原位测定的优势，能够更准确的反映自然海区的实际状况。通过沉积物捕捉器定性、定量的收集和研究，为养殖容量的评估奠定了物质、技术基础。

作为生物沉积法的基础，沉积物捕捉器(Sediment trap)设计(几何形状)决定了该方法的可行性、可操作性和准确性。因为颗粒物沉降过程，不仅受到流场的作用，而且同时受到重力的作用。将沉积物捕捉器放入海水中时，它周围的流场将受到阻碍和扰动。通常由于捕捉器的阻挡，周围的流将加速，并分散，捕捉器开口处的流速加大，压力减少。当压力梯度和分散作用足够大时，海水将在捕捉器周围产生涡动，从而影响捕捉器内颗粒物的沉降速度和再悬浮过程。因此，为了保证收集沉积物的高效性和准确性，必须最大限度地减少捕捉器内外的涡动，防止沉积物的再悬浮。沉积物捕捉器的设计将直接影响到沉积物的收集。我国目前普遍采用的圆柱形捕捉器主要有三个缺点：1.几何形状设计的不合理，捕捉器的最重要的参数之一外形比(高度与其开口外径的比值)应大于3。但是许多捕捉器在设计时对此缺乏足够的考虑，有的只考虑了开口内径；2.捕捉器功能的单一性，使得捕捉器的应用范围受到影响。例如用于鱼类网箱颗粒沉积通量研究的捕捉器不能用于滤食性贝类生物性沉积物的收集，而用于贝类研究的捕捉器又不能用于附着生物生物性沉积的测定；3.现场操作性差，通常每个站位需要设置多个捕捉器作为平行样和空白对照样，单一的捕捉器需要用绳索捆绑在一起，而且在收集获取沉积物时也非常麻烦，采用虹吸或直接倒出的方式，黏附在底部的沉积物往往不能完全的获取。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在结构不合理、操作繁琐、沉积物收集不完全的问题，提供一种多功能沉积物捕捉器，其结构合理，能够减少涡流的产生，组装、拆卸简单，收集获取沉积物方便，便于自由组合使用，应用范围广。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种多功能沉积物捕捉器，包括沉积物捕捉器主体、捕捉器主体内的生物托网，捕捉器主体下部为沉积物集结装置，其特征在于所述的捕捉器主体为圆管形，捕捉器高度与捕捉器开口外径之比为4-5，捕捉器圆管内壁上设置环状突起，生物托网坐落在环状突起上。

所述的捕捉器主体上部为PVC圆管，下部的沉积物集结装置为透明有机玻璃圆桶，捕捉器上部的PVC管下端设置内螺纹，圆桶状沉积物集结装置的上端口设置外螺纹，PVC管下端与桶状沉积物集结装置的上端口通过螺纹丝扣连接，沉积物集结器配有带内螺纹丝扣的盖子。

所述的捕捉器配置多个不同孔径的不锈钢生物托网。

所述的捕捉器PVC管高度为70-75cm，外径为19-21cm，内径为18-19cm，所述的圆桶状沉积物集结装置高度为15-17cm，外径与捕捉器PVC管内径一致；所述的捕捉器圆管内壁上的环状突起为距捕捉器开口8-10cm处的管内壁嵌入一个宽度为0.6-1cm的圆环形成的。

所述的捕捉器PVC管距开口12-18cm处的外壁设置一圈凹槽，用于悬挂捕捉器时栓紧绳索；在捕捉器PVC管距底部4-6cm处的外壁设置一圈凹槽，用于悬挂重锤以增加捕捉器在海水中的稳定性，尤其是在单独使用时。

所述的捕捉器还配置可自由组合的支架系统，采用不锈钢材料，包括垂直管、一端与垂直管连接的水平杆、螺栓和固定圆环，固定圆环套在捕捉器圆管形主体外侧壁上，通过螺栓将水平杆自由端与固定圆环固定为一体，具有自由组合、拆卸简捷的特点。

本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：

1、本发明多功能沉积物捕捉器的几何形状设计更为合理，捕捉器的外形比(高度与其开口外径的比值)大于3，能够减少涡流的产生，尽可能的避免收集到的沉积物的再悬浮所造成的损失，从而减少实验的误差；

2、本发明能够根据研究生物不同的规格、种类的需要，调换不同孔径的生物托网，例如测定大规格的栉孔扇贝，可以采用大孔径(孔径为4cm)的生物托网，而测定规格较小的柄海鞘时可以换成孔径为0.5cm的生物托网；也可以根据需要，撤掉生物托网，例如用于鱼类网箱养殖区的颗粒物沉降通量的测定；

3、本发明还配置可自由组合的支架系统，能够根据现场测定的需要，可以自由组合，例如，可以单独使用，也可以两个或者四个组合在一起，现场拆卸方便，可操作性强，而且悬挂在海水中容易保持平衡，抵抗风浪的干扰性能好，不会因易倾斜而使收集到的沉积物损失；

4、本发明能够更换沉积物集结装置采用透明的有机玻璃制成的圆桶状，并与捕捉器圆管下端提高丝扣连接，方便拆卸的，不仅收集沉积物方便(可带回实验室处理)，而且具有不扰动实验生物体的优点，可以用于长期的监测。

附图说明

图1为本发明多功能沉积物捕捉器的局部剖面结构图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种多功能沉积物捕捉器的实施例，主要组成部分包括圆柱形主体2、可拆卸的沉积物集结装置1、可调换的生物托网3、可自由组合的支架系统组成。

所述的圆柱形主体为PVC圆管2，高度为70cm，外径为20cm，内径为18.5cm。距捕捉器PVC圆管2上端开口10cm处的内管中，嵌入一个厚度为0.8cm的PVC圆环4，作为生物托网3的支撑架。在距捕捉器PVC圆管2上端开口12-18cm处的外壁设置一圈凹槽，用于悬挂捕捉器时拴紧绳索。距捕捉器PVC圆管2底部4-6cm处的外壁置一圈凹槽，用于悬挂重锤以增加捕捉器在海水中的稳定性，尤其是在单独使用时。在捕捉器PVC圆管2下端设置内螺纹。

所述的可拆卸的沉积物集结器1采用透明的有机玻璃制成圆桶状，高度为15cm，外径为18.5cm，可直观地观察到沉积物的数量。沉积物集结器1通过上端口设置外螺纹，沉积物集结器1通过上端口通过螺纹丝扣紧密地固定在捕捉器PVC圆管2下端，保证密封无缝隙，同时，可以方便的拆卸，将收集到的沉积物样品取出。另外，沉积物集结器1配有带内螺纹丝扣的盖子，如果进行长期的实验监测，可以由潜水员在水下更换，将集结器盖1好盖子从海水中取出，以免将捕捉器提出水面时，对实验生物造成人为的扰动，影响其正常的生理活动。所述的可调换的生物托网3采用不锈钢材料，可以根据需要，制作成不同孔径的系列生物托网3，其功能是对实验的生物体起支托的作用，实验的贝类可以放在生物托网3上，而个体较小或重量较轻的附着生物可以黏附在生物托网3上，也可以连同附着基一起放在生物托网3上。实验生物所产生的生物性沉积物可以沉入集结器内。在收集网箱养殖区的沉积物时，可以撤掉生物托网3。

所述的支架系统，采用不锈钢材料，包括垂直管5、一端与垂直管连接的水平杆8、螺栓7和固定圆环6，每一捕捉器PVC圆管2外侧壁套上2个固定圆环6。垂直管5连接有多个水平杆8，通过螺栓7将各个水平杆8自由端分别与对应的各个捕捉器固定圆环6固定为一体，使多个捕捉器通过支架系统连接组合起来，同时，支架系统可以作为重锤，增加捕捉器在海水中的稳定性。需要注意的是，在悬挂组合式多功能捕捉器时，将支架系统和各个捕捉器PVC圆管2上的凹槽部位同时拴上绳索连接，有利于捕捉器的平衡和安全。

在捕捉器PVC管2距底部4-6cm处的外壁设置一圈凹槽，主要用于单独使用捕捉器时悬挂重锤，以增加捕捉器在海水中的稳定性。

下面通过实例详细叙述本发明在现场实验中的应用：

现场测定玻璃海鞘的生物性沉积速率时，根据需要，将4个捕捉器组合在一起，实验设置如下：设1个空白对照、3个实验生物平行样。从牡蛎养殖区的牡蛎贝壳上取得玻璃海鞘实验材料。因为玻璃海鞘身体柔软，体重较轻，因此，连同其附着的牡蛎贝壳一起置于生物托网上，用细的尼龙绳将牡蛎壳系在生物托网3上，以增加稳固性。操作阶段最重要的是不要伤害玻璃海鞘，以使玻璃海鞘处于正常的生理状态，反映其在自然海区正常的摄食能力。由于玻璃海鞘的滤水摄食能力不是很强，为了在短时间内获得一定数量的生物性沉积物，在每个捕捉器内放置2个大小相近的玻璃海鞘。因为牡蛎的贝壳较大，选用孔径为3cm的生物托网3。实验生物放置好之后，用支架系统将四个捕捉器组合在一起，用绳索拴好，挂在海水中。悬挂的水层与玻璃海鞘取样时的位置一致，进行原位培养实验。适应30min后，开始计时。另外，根据测定参数的需要，取同区的海水1000～2000ml，用于海水中悬浮颗粒物(例如：颗粒有机物浓度、颗粒无机物浓度、叶绿素浓度、颗粒有机碳/氮浓度等)的测定。实验持续24小时，每隔4～6小时取海水样品，以悬浮颗粒物的平均值计算玻璃海鞘的生物性沉积速率。实验结束后，将捕捉器取出，取下沉积物集结器，收集沉积物，带回实验室进行测定。根据公式计算玻璃海鞘的生物性沉积速率和滤水率、摄食率及吸收效率。

可以看出，使用多功能沉积物捕捉器可以测定滤食性生物的生物性沉积速率，进而计算出其滤水率、摄食率等各项生态生理指标。具有组合拆卸简捷、现场操作性强、收集效率高、使用范围广泛等特性。在此指出，用于鱼类网箱沉积物沉积速率、扩散等方面的现场测定方法与滤食性生物生态生理指标的测定方法类似，测定研究的范例在此省略。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种多功能沉积物捕捉器，包括沉积物捕捉器主体、捕捉器主体内的生物托网，捕捉器主体下部为沉积物集结装置，其特征在于：所述的捕捉器主体为圆管形，捕捉器高度与捕捉器开口外径之比为4-5，捕捉器圆管内壁上设置环状突起，生物托网坐落在环状突起上；所述的捕捉器主体上部为PVC圆管，下部的沉积物集结装置为透明有机玻璃圆桶，捕捉器上部的PVC管下端设置内螺纹，圆桶状沉积物集结装置的上端口设置外螺纹，PVC管下端与桶状沉积物集结装置的上端口通过螺纹丝扣连接，沉积物集结器配有带内螺纹丝扣的盖子。

2.按照权利要求1所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器配置多个不同孔径的不锈钢生物托网。

3.按照权利要求2所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器PVC管高度为70-75cm，外径为19-21cm，内径为18-19cm，所述的圆桶状沉积物集结装置高度为15-17cm，外径与捕捉器PVC管内径一致；所述的捕捉器圆管内壁上的环状突起为距捕捉器开口8-10cm处的管内壁嵌入一个宽度为0.6-1cm的圆环形成的。

4.按照权利要求1所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器PVC管距开口12-18cm处的外壁设置一圈凹槽；在捕捉器PVC管距底部4-6cm处的外壁设置一圈凹槽。

5.按照权利要求3所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器PVC管距开口12-18cm处的外壁设置一圈凹槽；在捕捉器PVC管距底部4-6cm处的外壁设置一圈凹槽。

6.按照权利要求1所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器还配置可自由组合的支架系统，采用不锈钢材料，包括垂直管、一端与垂直管连接的水平杆、螺栓和固定圆环，固定圆环套在捕捉器圆管形主体外侧壁上，通过螺栓将水平杆自由端与固定圆环固定为一体。

7.按照权利要求5所述的多功能沉积物捕捉器，其特征在于：所述的捕捉器还配置可自由组合的支架系统，采用不锈钢材料，包括垂直管、一端与垂直管连接的水平杆、螺栓和固定圆环，固定圆环套在捕捉器圆管形主体外侧壁上，通过螺栓将水平杆自由端与固定圆环固定为一体。