CN109392680A - 一种浮游植物碳流调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮游植物碳流调控方法，以浮游植物为例，通过计算浮游植物的碳流量，根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过水库的调蓄产生人造洪峰，在水源地下方设置大孔径的拦截装置与搅动装置，前者可有效拦截掉大型的固体垃圾与漂浮物体，降低对后者对的冲击强度，同时搅动装置对水体进行搅动使得水体可大量溶氧，且进行充分的光照，去除厌氧反应，合理投放固碳生物，促进水体中的天然饵料生物吸收、固定水体中的碳，使得碳流量尽量趋近于建坝前的数值。
Description
技术领域
本发明涉及水体环境调节领域，具体涉及一种浮游植物碳流调控方法。
背景技术
水电开发最直接影响的是水生态系统，若开发不当，会影响水生态系统的结构和功能，进而影响可持续发展。水生态受到的影响包括环境因素的影响和物种因素的影响。环境因素是指河流本身的形态特征，包括水质、水文情势、栖息地等因素。物种因素是指以河流为生存基础的物种，包括鱼类、浮游植物、浮游动物等因素。
河流的自净能力和流速有关，水库的修建降低了河流流速，使其自净能力下降，造成河流水质变差。水文情势是维持河流生态健康的重要因素，不同物种的生存与水文情势变化有着不同的生态响应。人类通过水电站对河流水文情势进行人为调节，将会对物种造成不同程度的影响，水电站的建设对水生物的影响是巨大的，需要作出调控措施。
发明内容
要解决的技术问题
针对建立水电站对附件水域的碳流量的变化有一定的影响，对当地生态环境影响较大，本发明提供一种浮游植物碳流调控方法，使用本发明调控方法，使得碳流量尽量趋近于建坝前的数值，降低建立水电站对当地生态环境的影响。
技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据水的深度、水的温度以及流速，划分出不同的水域，通过仪器检测出水质中的N，P含量，收集不同水域的浮游植物的种类和数量，建立长期的浮游植物数量、种类的监测工作，积累生物数据；
S2、收集不同水域的水电站建坝前后浮游植物数据，采样点按照相对于水电站从上游到下游、由远及近的顺序排序，根据公式计算碳流量，划分间隔时间，将间隔时间后的碳流量与间隔时间前的碳流量相比较进行统计观察，与建立水电站前的碳流量进行对比并绘制折线图；
S3、根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过调节河流水文情势和水质的方法进行浮游植物碳流的调控，通过水库的调蓄产生人造洪峰，在水源地下方河谷狭窄的区域设置大孔径的拦截装置，当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动，在水电站下游的水域选择不同食性且能够适应不同水域的固碳生物合理投放进行自然繁殖与增殖，定时进行收获与打捞；
S4、通过对河流水质进行长期监控，合理施肥减少农业肥料的流失，改善居民个人生活习惯，减少生活污水的随意排放；
S5、通过监测碳流量的变化和对水质的监控，根据收集到的数据采取调控措施与调节水电站的运行模式，增加或减少浮游植物的碳流量，使得河流的水质的浮游植物的碳流量趋近于建立水电站前的数据，降低建立水电站对当地生态环境的影响。
优选地，所述划分出不同的水域为根据水的深度划分为深水区、浅水区、浅滩区；根据水的温度划分为适温水域与低温水域；根据水的流速划分为急流区、平流区。
优选地，所述的计算碳流量的的公式为
其中为浮游植物在河流中的碳流量，单位为mg/s；为河流流量，单位为L/s；为
浮游植物的细胞碳含量，单位为mg/cell，为浮游植物的细胞数浓度，单位为cell/L。
优选地，所述划分间隔时间为在室外温度为16-24℃时每隔15-20天将碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为高于24℃时，每隔10-15天将碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为低于16℃时，每隔20-25天将碳流量进行一次比较统计观察。
优选地，所述的大孔径拦截装置包括浮板、大孔径拦截网和固定柱，还包括安装板与定位锚，所述的浮板上表面左右两端与固定柱底端固定连接，所述的固定柱内部设置螺纹槽，所述的螺纹槽与固定螺丝相匹配，所述的浮板上表面均匀设置有卡接螺帽，所述的大孔径拦截网左右两侧与固定杆固定连接，所述的大孔径拦截网上端均匀设置有卡接螺杆，所述卡接螺帽与卡接螺杆相匹配，所述的大孔径拦截网下端与安装板固定连接，所述的固定杆顶端与浮板下表面固定连接，所述的固定杆下端固定套接在定位块内部，所述的固定杆中部位置上均匀设置横向拉链，所述的安装板左右两端固定套接定位块的内部，所述的定位块下部位置设置有定位锚，所述的大孔径拦截网表面均匀分布挡水组件，所述的挡水组件包括有限位孔、挡水件壁、固定孔和网板。
优选地，所述的当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动为在拦截装置下方安装涡轮搅拌装置，涡轮搅拌装置包括涡轮搅拌桨叶、电机及减速箱系统，涡轮搅拌装置的涡轮搅拌桨叶最高处高于水面，最低处在水面以下，电机通过连接杆驱动涡轮搅拌装置进行转动，达到搅动的作用；所述的涡轮搅拌桨叶最低处在水面以下至少20公分。
优选地，所述的固碳生物包括自然繁殖与增殖的水生经济动物和沉水植物；所述的水生经济动物包括鱼类、虾类、蟹类、贝壳类；所述的定时进行收获为固碳生物中的鱼类一年收获一次，而除鱼类外的其它动物和植物都是每3-4个月收获一次。
有益效果：
1、本发明以浮游植物为例，因为浮游植物对环境变化分反应非常迅速，对水生态系统的物质循环、能量流动和信息传递过程起着重要的作用，通过计算浮游植物的碳流量，分析碳流在水电站建坝前后空间变化和时间变化，从碳流的角度了解水电站对生态的影响，便于对管理者提出调控方案；
2、本发明根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过水库的调蓄产生人造洪峰，冲刷河床，减少淤积，为浮游植物创造适宜的生长条件，在水源地下方设置大孔径的拦截装置，当水流从水源地流出通过拦截装置，可以拦截装置上的大孔径拦截网可以有效拦截掉大型的固体垃圾与漂浮物体，防止其进入下游流域，影响美观，同时拦截装置上的挡水件壁降低了人造洪峰的流速与对拦截装置后方的搅拌装置的冲击强度，搅动装置对水体进行搅动使得水体可大量溶氧，且与进行充分的光照，去除厌氧反应，确保活性物质的产生。
3、本发明选择不同食性且能够适应不同水域的固碳生物合理投放进行自然繁殖与增殖，定时进行收获，利用水生动物与植物的生长活动与增殖过程，促进水体中的天然饵料生物吸收、固定水体中的碳，定时收获与打捞，通过人为的干预，使得水域中的水生动物与植物含量降低。
4.本发明的浮游植物碳流调控方法，当偏离值出现明显的变化幅度时，选择调控措施，增加或减少碳流量，使得碳流量尽量趋近于建坝前的数值，降低建立水电站对当地生态环境的影响。
附图说明
图1为本发明拦截装置的结构示意图；
图2为本发明的固定柱结构示意图；
图3为本发明的卡接螺帽与卡接螺杆示意图；
图4为本发明的挡水件壁结构示意图。
图中标号说明：
1浮板、2大孔径拦截网、3定位块、4安装板、5竖向拉链、6定位锚、7横向拉链、8固定杆、9固定柱、10卡接螺帽、11卡接螺杆、12固定螺丝、13挡水组件、14限位孔、15挡水件壁、16固定孔、17网板、18螺纹槽。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例1：
S1、根据水的深度划分为深水区、浅水区、浅滩区；根据水的温度划分为适温水域与低温水域；根据水的流速划分为急流区、缓流区、蜿蜒区和顺直区，通过仪器检测出水质中的N，P含量，收集不同水域的浮游植物的种类和数量，建立长期的浮游植物数量、种类的监测工作，积累生物数据；
S2、收集不同水域的水电站建坝前后浮游植物数据，采样点按照相对于水电站从上游
到下游、由远及近的顺序排序，根据公式计算碳流量，其中为浮游植物
在河流中的碳流量，单位为mg/s；为河流流量，单位为L/s；为浮游植物的细胞碳含
量，单位为mg/cell，为浮游植物的细胞数浓度，单位为cell/L，在室外温度为16-24℃时
每隔15-20天将碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为高于24℃时，每隔10-15天将
碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为低于16℃时，每隔20-25天将碳流量进行一次
比较统计观察，与建立水电站前的碳流量进行对比并绘制折线图；
S3、根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过调节河流水文情势和水质的方法进行浮游植物碳流的调控，通过水库的调蓄产生人造洪峰，在水源地下方河谷狭窄的区域设置大孔径的拦截装置，当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动，在水电站下游的水域选择不同食性且能够适应不同水域的固碳生物合理投放进行自然繁殖与增殖，定时进行收获与打捞；
S4、通过对河流水质进行长期监控，合理施肥减少农业肥料的流失，改善居民个人生活习惯，减少生活污水的随意排放；
S5、通过监测碳流量的变化和对水质的监控，根据收集到的数据采取调控措施与调节水电站的运行模式，增加或减少浮游植物的碳流量，使得河流的水质的浮游植物的碳流量趋近于建立水电站前的数据，降低建立水电站对当地生态环境的影响。
本实施例以浮游植物为例，在划分不同水域，通过公式计算浮游植物的碳流量，分析浮游植物碳流量在水电站建坝前后空间变化和时间变化，从浮游植物碳流量的角度了解水电站对生态的影响，便于对管理者选择调控方案
实施例2：实施例2：基于实施例1但有所不同的是；
大孔径拦截装置包括浮板1、大孔径拦截网2和固定柱9，还包括安装板4与定位锚6，浮板1上表面左右两端与固定柱9底端固定连接，固定柱9内部设置螺纹槽18，螺纹槽18与固定螺丝12相匹配，浮板1上表面均匀设置有卡接螺帽10，所述的大孔径拦截网2两侧与固定杆8固定连接，大孔径拦截网2上端均匀设置有卡接螺杆11，卡接螺帽10与卡接螺杆11相匹配，大孔径拦截网2下端与安装板4固定连接，所述的固定杆8顶端与浮板1下表面固定连接，固定杆8下端固定套接在定位块3内部，所述的固定杆8中部位置上均匀设置横向拉链7，安装板4左右两端固定套接定位块3的内部，定位块3下部位置设置有定位锚6，大孔径拦截网2表面均匀分布挡水组件13，挡水组件13包括有限位孔14、挡水件壁15、固定孔16和网板17，在拦截装置下方安装涡轮搅拌装置，涡轮搅拌装置包括涡轮搅拌桨叶、电机及减速箱系统，涡轮搅拌装置的涡轮搅拌桨叶最高处高于水面，最低处在水面以下，电机通过连接杆驱动涡轮搅拌装置进行转动，达到搅动的作用，涡轮搅拌桨叶最低处在水面以下至少20公分，当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动；
本实施例根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过水库的调蓄产生人造洪峰，冲刷河床，减少淤积，为浮游植物创造适宜的生长条件，在水源地下方设置大孔径的拦截装置，当水流从水源地流出通过拦截装置，可以有效拦截掉大型的固体垃圾与漂浮物体，防止其进入下游流域，影响美观，同时降低了人造洪峰的流速与对拦截装置后方的搅拌装置的冲击强度，搅动装置对水体进行搅动使得水体可大量溶氧，且与进行充分的光照，去除厌氧反应，确保活性物质的产生。
实施例3：基于实施例1和2但有所不同的是；
固碳生物包括自然繁殖与增殖的水生经济动物和沉水植物；所述的水生经济动物包括鱼类、虾类、蟹类、贝壳类；所述的定时进行收获为固碳生物中的鱼类一年收获一次，而除鱼类外的其它动物和植物都是每3-4个月收获一次。
本实施例选择水电站建坝前后的水体中的浮游生物作为研究对象，利用水生固碳生物的固碳功能，通过水生经济动物与沉水植物的增殖共生，促进水体中的天然饵料生物吸收、固定水体中的碳，来共同构建高固碳能力的水生生物群落，从而平衡水体的碳流量，定时收获与打捞，通过人为的干预，使得水域中的水生动物与植物含量降低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术。
Claims (7)
1.一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据水的深度、水的温度以及流速，划分出不同的水域，通过仪器检测出水质中的N，P含量，收集不同水域的浮游植物的种类和数量，建立长期的浮游植物数量、种类的监测工作，积累生物数据；
S2、收集不同水域的水电站建坝前后浮游植物数据，采样点按照相对于水电站从上游到下游、由远及近的顺序排序，根据公式计算碳流量，划分间隔时间，将间隔时间后的碳流量与间隔时间前的碳流量相比较进行统计观察，与建立水电站前的碳流量进行对比并绘制折线图；
S3、根据浮游植物碳流形成的相关因素，通过调节河流水文情势和水质的方法进行浮游植物碳流的调控，通过水库的调蓄产生人造洪峰，在水源地下方河谷狭窄的区域设置大孔径的拦截装置，当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动，在水电站下游的水域选择不同食性且能够适应不同水域的固碳生物合理投放进行自然繁殖与增殖，定时进行收获与打捞；
S4、通过对河流水质进行长期监控，合理施肥减少农业肥料的流失，改善居民个人生活习惯，减少生活污水的随意排放；
S5、通过监测碳流量的变化和对水质的监控，根据收集到的数据采取调控措施与调节水电站的运行模式，增加或减少浮游植物的碳流量，使得河流的水质的浮游植物的碳流量趋近于建立水电站前的数据，降低建立水电站对当地生态环境的影响。
2.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于所述划分出不同的水域为根据水的深度划分为深水区、浅水区、浅滩区；根据水的温度划分为适温水域与低温水域；根据水的流速划分为急流区、平流区。
3.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，所述的计算碳流量的的公式为
其中为浮游植物在河流中的碳流量，单位为mg/s；为河流流量，单位为L/s；为
浮游植物的细胞碳含量，单位为mg/cell，为浮游植物的细胞数浓度，单位为cell/L。
4.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，所述划分间隔时间为在室外温度为16-24℃时每隔15-20天将碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为高于24℃时，每隔10-15天将碳流量进行一次比较统计观察，当室外温度为低于16℃时，每隔20-25天将碳流量进行一次比较统计观察。
5.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，所述的大孔径拦截装置包括浮板（1）、大孔径拦截网（2）和固定柱（9），还包括安装板（4）与定位锚（6），所述的浮板（1）上表面左右两端与固定柱（9）底端固定连接，所述的固定柱（9）内部设置螺纹槽（18），所述的螺纹槽（18）与固定螺丝（12）相匹配，
所述的浮板（1）上表面均匀设置有卡接螺帽（10），所述的大孔径拦截网（2）两侧与固定杆（8）固定连接，所述的大孔径拦截网（2）上端均匀设置有卡接螺杆（11），所述卡接螺帽（10）与卡接螺杆（11）相匹配，所述的大孔径拦截网（2）下端与安装板（4）固定连接，所述的固定杆（8）顶端与浮板（1）下表面固定连接，所述的固定杆（8）下端固定套接在定位块（3）内部，所述的固定杆（8）中部位置上均匀设置横向拉链（7），所述的安装板（4）左右两端固定套接定位块（3）的内部，所述的定位块（3）下部位置设置有定位锚（6），所述的大孔径拦截网（2）表面均匀分布挡水组件（13），所述的挡水组件（13）包括有限位孔（14）、挡水件壁（15）、固定孔（16）和网板（17）。
6.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，所述的当水流从水源地流出通过拦截装置后进行搅动为在拦截装置下方安装涡轮搅拌装置，涡轮搅拌装置包括涡轮搅拌桨叶、电机及减速箱系统，涡轮搅拌装置的涡轮搅拌桨叶最高处高于水面，最低处在水面以下，电机通过连接杆驱动涡轮搅拌装置进行转动，达到搅动的作用；所述的涡轮搅拌桨叶最低处在水面以下至少20公分。
7.根据权利要求1所述的一种浮游植物碳流调控方法，其特征在于，所述的固碳生物包括自然繁殖与增殖的水生经济动物和沉水植物；所述的水生经济动物包括鱼类、虾类、蟹类、贝壳类；所述的定时进行收获为固碳生物中的鱼类一年收获一次，而除鱼类外的其它动物和植物都是每3-4个月打捞一次。
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