CN111109181A - 一种河流生境模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种河流生境模拟装置，包括模拟箱和设置于模拟箱内的观测池、循环腔体，通过水泵将循环腔体内的水通入观测池中，当观测池中水位高于水深挡板时，水由观测池流出回到循环腔体内，水流在循环腔体和观测池中循环流动，达到模拟河流单向流动的目的；加之水深挡板的高度能够调节，模拟箱中还设置有冷却机构、加热机构、流量计等，使得装置能够模拟不同水深下的河流单向流动，并在模拟条件下就鱼类、着生藻类对不同底质改变，流速，水深等变量情况下的栖息特性及生长状态进行监测，同时通过鱼类分析软件就鱼类的分布特征进行动态化定量分析。

Description

一种河流生境模拟装置
技术领域
本发明涉及河流水环境模拟技术领域，特别是涉及一种河流生境模拟装置。
背景技术
不同河流水生境下水生生物的栖息与分布状态，是河流水生态研究的重点，目前多通过野外实地观测的方式开展观测并获得数据。受限于空间条件、季节差异等客观条件，往往无法及时获得有效数据；同时，对流速、水深、水温、底栖结构等参数，也无法人为进行调整，多以多点长期观测为主，人力、物力成本较大，观测结果周期较长，多以拟合方式获得连续动态模型，数据量及模型精度受限。
因此，如何改变现有技术中，河流生境观测研究成本高、观测结果周期长的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种河流生境模拟装置，以解决上述现有技术存在的问题，使研究人员能够模拟不同水深下的河流单向流动，并在模拟条件下就鱼类、着生藻类的栖息特性及生长状态进行监测，提高观测效率，节约研发成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种河流生境模拟装置，包括模拟箱和设置于所述模拟箱内的底板、缓流斜板、水深挡板，所述底板、所述缓流斜板、所述水深挡板均与所述模拟箱的侧壁相连，所述缓流斜板和所述水深挡板分别设置于所述底板相对的两端，所述底板与所述模拟箱的底壁相平行且两者之间具有间隙，所述水深挡板与所述模拟箱的侧壁相平行且两者之间具有间隙，所述缓流斜板由顶部至底部逐渐朝向所述水深挡板的方向倾斜设置，所述缓流斜板的顶部与所述模拟箱底部之间的距离较所述水深挡板的顶部与所述模拟箱底部之间的距离大，所述缓流斜板、所述水深挡板、所述底板与所述模拟箱体的侧壁围成顶部开口的观测池，所述水深挡板的高度能够调节，所述观测池底部空腔与所述观测池两侧的空腔相连通并形成循环腔体，所述循环腔体内设置水泵，所述水泵的出水口通过供水管与所述观测池相连通，所述供水管的出水口朝向所述缓流斜板设置；
所述循环腔体还连接有冷却机构和加热机构，所述冷却机构能够对所述循环腔体内的水体进行冷却，所述加热机构能够对所述循环腔体内的水体进行加热，所述模拟箱内还设置摄像机和光源，所述观测池内设置流量计和水温传感器。
优选地，所述缓流斜板还连接有支撑板，所述支撑板连接所述缓流斜板与所述底板，所述支撑板的底部与所述模拟箱的底壁相连，所述支撑板与所述模拟箱的侧壁相平行，所述支撑板上设置有多个通孔，多个所述通孔均匀布设。
优选地，所述循环腔体内设置导水管，所述导水管位于所述底板与所述模拟箱的底壁之间，所述导水管的轴线与所述模拟箱的底壁相平行，所述导水管为两端开口的中空管状结构。
优选地，所述导水管的数量为多个，多个所述导水管平行设置。
优选地，所述导水管的长度与所述底板的长度相一致。
优选地，所述水深挡板包括卡槽和卡板，所述卡槽设置于所述模拟箱的相对的两侧壁上，所述卡板与所述卡槽插接相连。
优选地，所述卡板的数量为多个，相邻所述卡板的抵接面均设置密封垫。
优选地，所述供水管的出水口连接有布水器，所述布水器的布水孔朝向所述缓流斜板设置。
优选地，所述供水管上设置有电磁阀，所述冷却机构为冷水机，所述加热机构为加热棒，所述流量计为超声波流量计，所述流量计设置于所述观测池的底部。
优选地，所述模拟箱包括箱体和箱盖，所述箱盖设置于所述箱体的顶部，所述观测池、所述水泵、所述循环腔体均设置于所述箱体内，所述箱盖与所述箱体可拆装连接，所述摄像机和所述光源设置于所述箱盖的内部并朝向所述观测池设置，所述光源为防水灯组。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的河流生境模拟装置，包括模拟箱和设置于模拟箱内的底板、缓流斜板、水深挡板，底板、缓流斜板、水深挡板均与模拟箱的侧壁相连，缓流斜板和水深挡板分别设置于底板相对的两端，底板与模拟箱的底壁相平行且两者之间具有间隙，水深挡板与模拟箱的侧壁相平行且两者之间具有间隙，缓流斜板由顶部至底部逐渐朝向水深挡板的方向倾斜设置，缓流斜板的顶部与模拟箱底部之间的距离较水深挡板的顶部与模拟箱底部之间的距离大，缓流斜板、水深挡板、底板与模拟箱体的侧壁围成顶部开口的观测池，水深挡板的高度能够调节，观测池底部空腔与观测池两侧的空腔相连通并形成循环腔体，循环腔体内设置水泵，水泵的出水口通过供水管与观测池相连通，供水管的出水口朝向缓流斜板设置；循环腔体还连接有冷却机构和加热机构，冷却机构能够对循环腔体内的水体进行冷却，加热机构能够对循环腔体内的水体进行加热，模拟箱内还设置摄像机和光源，观测池内设置流量计和水温传感器。使用本发明的河流生境模拟装置时，通过水泵将循环腔体内的水通入观测池中，当观测池中水位高于水深挡板时，水由观测池流出回到循环腔体内，水流在循环腔体和观测池中循环流动，达到模拟河流单向流动的目的，加之水深挡板的高度能够调节，模拟箱中还设置有冷却机构、加热机构、流量计等，使得装置能够模拟不同水深下的河流单向流动，并在模拟条件下就鱼类、着生藻类对不同底质改变，流速，水深等变量情况下的栖息特性及生长状态进行监测，同时通过鱼类分析软件就鱼类的分布特征进行动态化定量分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的河流生境模拟装置的正视结构示意图；
图2为本发明的河流生境模拟装置的俯视结构示意图；
其中，1为模拟箱，2为底板，3为环流斜板，4为水深挡板，5为观测池，6为循环腔体，7为水泵，8为供水管，9为摄像机，10为光源，11为流量计，12为支撑板，13为导水管，14为布水器，15为电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种河流生境模拟装置，以解决上述现有技术存在的问题，使研究人员能够模拟不同水深下的河流单向流动，并在模拟条件下就鱼类、着生藻类的栖息特性及生长状态进行监测，提高观测效率，节约生产成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-2，其中，图1为本发明的河流生境模拟装置的正视结构示意图，图2为本发明的河流生境模拟装置的俯视结构示意图。
本发明提供一种河流生境模拟装置，包括模拟箱1和设置于模拟箱1内的底板2、缓流斜板3、水深挡板4，底板2、缓流斜板3、水深挡板4均与模拟箱1的侧壁相连，缓流斜板3和水深挡板4分别设置于底板2相对的两端，底板2与模拟箱1的底壁相平行且两者之间具有间隙，水深挡板4与模拟箱1的侧壁相平行且两者之间具有间隙，缓流斜板3由顶部至底部逐渐朝向水深挡板4的方向倾斜设置，缓流斜板3的顶部与模拟箱1底部之间的距离较水深挡板4的顶部与模拟箱1底部之间的距离大，缓流斜板3、水深挡板4、底板2与模拟箱1体的侧壁围成顶部开口的观测池5，水深挡板4的高度能够调节，观测池5底部空腔与观测池5两侧的空腔相连通并形成循环腔体6，循环腔体6内设置水泵7，水泵7的出水口通过供水管8与观测池5相连通，供水管8的出水口朝向缓流斜板3设置。
循环腔体6还连接有冷却机构和加热机构，冷却机构能够对循环腔体6内的水体进行冷却，加热机构能够对循环腔体6内的水体进行加热，模拟箱1内还设置摄像机9和光源10，观测池5内设置流量计11和水温传感器。
使用本发明的河流生境模拟装置时，通过水泵7将循环腔体6内的水通入观测池5中，当观测池5中水位高于水深挡板4时，水由观测池5流出回到循环腔体6内，水流在循环腔体6和观测池5中循环流动，达到模拟河流单向流动的目的，水流由缓流斜板3处进入观测池5，缓冲水流，避免在观测池5内出现湍流，加之水深挡板4的高度能够调节，模拟箱1中还设置有冷却机构、加热机构、流量计11等，使得装置能够模拟不同水深下的河流单向流动，并在模拟条件下就鱼类、着生藻类对不同底质改变，流速，水深等变量情况下的栖息特性及生长状态进行监测，同时通过鱼类分析软件就鱼类的分布特征进行动态化定量分析。本发明的河流生境模拟装置设置了控制系统，冷却机构、加热机构、流量计11、摄像机9、水温传感器、光源10等均与控制器相连，控制器内置鱼类分析软件，因鱼类分析软件和设置控制器均为本领域技术人员的惯用手段，此处不再赘述。
其中，缓流斜板3还连接有支撑板12，支撑板12连接缓流斜板3与底板2，支撑板12的底部与模拟箱1的底壁相连，支撑板12与模拟箱1的侧壁相平行，支撑板12能够提高缓流斜板3的结构强度，避免缓流斜板3在水流冲击作用下错位，支撑板12上设置有多个通孔，多个通孔均布设置，水流能够由通孔通过，使支撑板12两侧压力平衡，提高装置的结构稳定性。
具体地，循环腔体6内设置导水管13，导水管13位于底板2与模拟箱1的底壁之间，导水管13的轴线与模拟箱1的底壁相平行，导水管13为两端开口的中空管状结构，导水管13能够起到导向水流的作用，除此之外，导水管13还能够对观测池5起到一定的支撑作用。
在本具体实施方式中，导水管13的数量为多个，多个导水管13平行设置，导向水流，导水管13的长度与底板2的长度相一致，支撑板12还能够起到定位导水管13的作用，避免导水管13在水流的冲击作用下错位，确保装置正常工作。
更具体地，水深挡板4包括卡槽和卡板，卡槽设置于模拟箱1的相对的两侧壁上，卡板与卡槽插接相连，便于拆装，在本具体实施方式中，卡板的高度不同，当需要改变观测池5的深度时，可通过更换不同的卡板实现。
在本发明的其他具体实施方式中，卡板的数量为多个，可通过增减卡板的数量，以实现改变观测池5的深度，相邻卡板的抵接面均设置密封垫，避免相邻卡板之间水流泄露。
为了进一步提高进入观测池5的水流均匀性，供水管8的出水口连接有布水器14，布水器14的布水孔朝向缓流斜板3设置，令水流均匀布设到缓流斜板3上，避免观测池5中出现湍流。
进一步地，为了便于控制，供水管8上设置有电磁阀15，冷却机构为冷水机，加热机构为加热棒，便于控制模拟箱1内的水温，流量计11为超声波流量计，流量计11设置于观测池5的底部，用于监测观测池5内的水流流量。
更进一步地，模拟箱1包括箱体和箱盖，箱盖设置于箱体的顶部，观测池5、水泵7、循环腔体6均设置于箱体内，箱盖与箱体可拆装连接，箱盖能够避免灰尘等杂质进入观测池5内，摄像机9和光源10设置于箱盖的内部并朝向观测池5设置，光源10为防水灯组。
本发明的河流生境模拟装置，通过水泵7将循环腔体6内的水通入观测池5中，当观测池5中水位高于水深挡板4时，水由观测池5流出回到循环腔体6内，水流在循环腔体6和观测池5中循环流动，达到模拟河流单向流动的目的，加之水深挡板4的高度能够调节，模拟箱1中还设置有冷却机构、加热机构、流量计11等，使得装置能够模拟不同水深下的河流单向流动，并利用摄像机9在模拟条件下就鱼类、着生藻类对不同底质改变，流速，水深等变量情况下的栖息特性及生长状态进行监测，同时通过鱼类分析软件就鱼类的分布特征进行动态化定量分析。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种河流生境模拟装置，其特征在于：包括模拟箱和设置于所述模拟箱内的底板、缓流斜板、水深挡板，所述底板、所述缓流斜板、所述水深挡板均与所述模拟箱的侧壁相连，所述缓流斜板和所述水深挡板分别设置于所述底板相对的两端，所述底板与所述模拟箱的底壁相平行且两者之间具有间隙，所述水深挡板与所述模拟箱的侧壁相平行且两者之间具有间隙，所述缓流斜板由顶部至底部逐渐朝向所述水深挡板的方向倾斜设置，所述缓流斜板的顶部与所述模拟箱底部之间的距离较所述水深挡板的顶部与所述模拟箱底部之间的距离大，所述缓流斜板、所述水深挡板、所述底板与所述模拟箱体的侧壁围成顶部开口的观测池，所述水深挡板的高度能够调节，所述观测池底部空腔与所述观测池两侧的空腔相连通并形成循环腔体，所述循环腔体内设置水泵，所述水泵的出水口通过供水管与所述观测池相连通，所述供水管的出水口朝向所述缓流斜板设置；
所述循环腔体还连接有冷却机构和加热机构，所述冷却机构能够对所述循环腔体内的水体进行冷却，所述加热机构能够对所述循环腔体内的水体进行加热，所述模拟箱内还设置摄像机和光源，所述观测池内设置流量计和水温传感器。
2.根据权利要求1所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述缓流斜板还连接有支撑板，所述支撑板连接所述缓流斜板与所述底板，所述支撑板的底部与所述模拟箱的底壁相连，所述支撑板与所述模拟箱的侧壁相平行，所述支撑板上设置有多个通孔，多个所述通孔均匀布设。
3.根据权利要求2所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述循环腔体内设置导水管，所述导水管位于所述底板与所述模拟箱的底壁之间，所述导水管的轴线与所述模拟箱的底壁相平行，所述导水管为两端开口的中空管状结构。
4.根据权利要求3所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述导水管的数量为多个，多个所述导水管平行设置。
5.根据权利要求3所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述导水管的长度与所述底板的长度相一致。
6.根据权利要求1所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述水深挡板包括卡槽和卡板，所述卡槽设置于所述模拟箱的相对的两侧壁上，所述卡板与所述卡槽插接相连。
7.根据权利要求6所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述卡板的数量为多个，相邻所述卡板的抵接面均设置密封垫。
8.根据权利要求1所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述供水管的出水口连接有布水器，所述布水器的布水孔朝向所述缓流斜板设置。
9.根据权利要求1所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述供水管上设置有电磁阀，所述冷却机构为冷水机，所述加热机构为加热棒，所述流量计为超声波流量计，所述流量计设置于所述观测池的底部。
10.根据权利要求1-9任一项所述的河流生境模拟装置，其特征在于：所述模拟箱包括箱体和箱盖，所述箱盖设置于所述箱体的顶部，所述观测池、所述水泵、所述循环腔体均设置于所述箱体内，所述箱盖与所述箱体可拆装连接，所述摄像机和所述光源设置于所述箱盖的内部并朝向所述观测池设置，所述光源为防水灯组。
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