CN114788478B - 用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法。该方法采用灯光代替电动机械来增加草型或藻型水域中的溶氧，其能耗低，且相对于化学增氧更安全；该方法既降低了光照不足情况下水中主要耗氧生物对溶氧的消耗，还促使一部分耗氧生物转化成了产氧生物，因此，增氧效果好。

Description

用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法

技术领域

本申请涉及增加水体溶氧方法技术领域，尤其涉及用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法。

背景技术

草型水域是指适宜沉水植物生长的水域。藻型水域是指水深在3米以内以浮游植物占优的水域。草型或藻型水域一般指种植水草的虾蟹、鱼类养殖池塘，内陆滩涂、河道、水库、湖泊等水域。

草型水域，在日照充足的白天，溶氧比较高，但是在阴雨天或晚上等日照强度不足的时候，会出现溶氧不足，甚至缺氧的情况。而对于藻型水域来说，在白天，由于光照强度、水透明度和水中浮游植物的差异，水体会分为表层的氧盈层和底层的氧债层，通常氧盈层深度在1.5米以内；在晚上，该水域上下层均为耗氧层。

目前，针对上述情况，增加水体溶氧的方法主要有物理增氧和化学增氧2种，即搅水增氧或曝气增氧和向水体里投放过氧化物。使用物理增氧的方式能耗高，增氧效率低，在河道和养殖池塘用的最为普遍；而使用化学增氧的方法会使水的pH会上升，对水体中的水生生物有不良影响，在池塘等小型的封闭水域且在应急的时候会使用。

发明内容

由于在草型或藻型水域中，传统的增氧方法具备高能耗、低效率、不安全、适用范围窄的问题。一方面，水体溶氧的主要来源是水中浮游植物和沉水植物光合作用产生，机械增氧或化学增氧效果甚微，且使用场景有限；另一方面，水体在阴雨天或夜间光照不足的情况下缺氧，原因是水中的生物(包括浮游动物、浮游植物、细菌和其他生物)和植物呼吸作用会消耗氧气，即使机械增氧，增氧效率也很低下。

因此本申请提供用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法，该方法能耗低、效率高，安全系数高且可广泛适用于沉水植物养殖池塘、有浮游植物占优势的养殖池塘、内陆滩涂、河道、水库、湖泊等水域，通过该方法解决或缓解上述技术问题。

本申请实施例公开了用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法，包括：

根据所述水域中草量或藻量的生长面积，进行第一判断，以确定是否安装人工补光灯；以及

根据所述水域中溶氧与所述水域允许最大溶氧含量的50％比较，进行第二判断，以确定在所述水域中的人工补光灯的安装数量。

进一步地，所述“第一判断”包括：

当草量生长面积占草型水域面积为20％～70％，或藻型水域中水体中叶绿素a的含量为2～8μg/L时，设计并安装人工补光灯。

进一步地，当草量生长面积占草型水域面积低于20％时，则需补种水草；当草量生长面积占草型水域面积超过70％时，则需人工清理水草。

进一步地，当藻型水域中水体中叶绿素a的含量低于2μg/L，则需补种水藻；当藻型水域中水体中叶绿素a的含量高于8μg/L时，则需人工清理水藻。

进一步地，实际安装的人工补光灯的数量超过设计数量的20％。

进一步地，根据前述的方法，其中，“第二判断”包括：

当所述水域中溶氧低于所述水域允许最大溶氧含量的50％，则增加所述人工补光灯的安装数量；

否则，减少所述人工补光灯的数量。

进一步地，可以通过发光单元的控制开关控制人工补光灯实际工作的数量。

进一步地，人工补光灯分布式安装于水域的近水面或底部位置；

其中，所述分布式为单个发光单元和发光单元组构成的分散布置的方式的一种或组合；所述单个发光单元由1～5个补光灯单体组成，所述发光单元组由1～10个所述发光单元组成；

所述补光灯发出的光为红橙光和蓝紫光的混合光，其红橙光波长在400～510纳米之间，蓝紫光的波长在610～720纳米之间；

所述人工补光灯的功率配置为：每平方米沉水植物0.2～1.5kW。

进一步地，所述发光单元通过补光灯单体卡接形成，所述发光单元组通过发光单元卡接形成，所述卡接的形状为串联的线状或并联起来面板形状。

进一步地，人工补光灯安置在近水面或沉入水底的一种或组合，近水面的安置方法中采用浮子进行固定，沉入水底的安置方法中采用沉子进行固定。

进一步地，人工补光灯的电力来源为太阳能、充电式电源及市电中的至少一种。

进一步地，每个发光单元组有各自的开关进行控制。

进一步地，所述“第二判断”执行的频率不低于1次/7天。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果之一：

本申请中涉及用于调控草型和/或藻型水域溶氧的方法。所述方法采用灯光代替电动机械来调整草型或藻型水域中的溶氧，其能耗低，且相对于化学增氧更安全；所述方法既降低了光照不足情况下水中主要耗氧生物对溶氧的消耗，还促使一部分耗氧生物转化成了产氧生物，因此，增氧效果好。

附图说明

图1为本申请实施例提供的水域溶氧调整实操流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请中未详细单独说明的试剂均为常规试剂，均可从商业途径获得；未详细特别说明的方法均为常规实验方法，可从现有技术中获知。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不对其后的技术特征起到实质的限定作用。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

草型水域溶氧调整方法

草型水域中主要来源是水中浮游生物和植物光合作用产生，在光照不足的情况下，水中浮游植物和沉水植物不但无法产生氧气，而且呼吸作用会消耗大量氧气。本申请实施例所述的方法给该水域安置利于叶绿体进行光合作用的补光灯，可在低能耗的情况下恢复升值部分浮游植物和沉水植物的产氧能力。

图1所示的是水域溶氧调整实操流程图；下面根据流程图进行详述。

S0、水域选择；本实施例选择的水域为河蟹养殖池塘，属于草型水域。

S1、根据所述水域中草量的生长面积，进行第一判断。

所述“第一判断”包括：当草量生长面积占草型水域面积为20％～70％，设计并安装人工补光灯；

若草量生长面积占草型水域面积低于20％时，则执行下述S2操作步骤：

S2、补种水草；补种水草结束执行S1，重新进行所述的“第一判断”；

若草量生长面积占草型水域面积高于70％时，则执行下述S3操作步骤：

S3、人工清理水草；人工清理水草结束执行S1，重新进行所述的“第一判断”；

S2及S3操作执行次数以满足“草量生长面积占草型水域面积为20％～70％”的要求为止。

S1操作步骤中根据水域中植物生长面积，按每平方植物需要的灯光功率0.8KW，计算出所需总的补光灯光功率；由补光灯光总功率计算出所需要的安置的补光灯发光单元或灯单元组的个数(组合)。

S1操作步骤中，确定了补光灯发光单元或单元组的固定；本实施例采用两种固定方式，50％的补光灯采用浮子固定于近水面，50％的补光灯发光单元或单元组采用沉子固定于水底植物丛中；

近水面与沉底安置补光灯的两种固定方式的比例根据浮游植物与沉水植物的生长比例来确定。

若池塘水深低于2米，优选采用全部沉底安置补光灯的方式；沉底安置的补光灯固定更为牢靠，并可有效照射到所有的沉底或浮游于水域中的植物。

S1操作步骤中，根据水域中植物的分布情况，与之对应，确定补光灯发光单元或单元组卡接的形状，如线性或面板型。

S4、根据所述水域中溶氧与所述水域允许最大溶氧含量的50％比较，进行第二判断，以确定在所述水域中的人工补光灯的安装数量。

S4操作步骤中，所述“第二判断”包括：

当所述水域中溶氧是否低于所述水域允许最大溶氧含量的50％，则增加所述人工补光灯的安装数量；

否则，减少所述人工补光灯的数量。

S4操作步骤中，可以通过发光单元的控制开关控制人工补光灯实际工作的数量。

S4操作步骤中，其中“第二判断”为对水域溶氧的重复性监测，监测频率为1次/7天，本实施例为1次/3天。

S4操作步骤中，水域中溶氧含量可采用碘量法、电流测定法、电极极谱法、荧光法中的任一种或借助于相关检测仪器进行检测，本实施例采用的是一种能实时监测水中溶氧含量的溶解氧仪。

S4操作步骤中，在对水域溶氧监测的同时，应监测水草的生长情况：

若草量生长面积占草型水域面积低于20％时，则需补种水草；

若草量生长面积占草型水域面积高于70％时，则需人工清理水草。

结果：在河蟹养殖池塘中，通过上述补光灯的安置，代替原有的微孔增氧系统，用充电蓄电池作为电源，池塘夜间溶氧量均超过5mg/L以上，比传统的增氧机增氧效果好，且节能50％。

藻型水域溶氧调整方法

藻型水域溶氧的主要来源是水中浮游植物光合作用产生，在光照不足的情况下，水中浮游植物不但无法产生氧气，而且呼吸作用会消耗大量氧气。

本申请实施例通过给该水域安置利于叶绿体进行光合作用的灯光，可在低能耗的情况下恢复升值部分浮游植物的产氧能力。因为不易形成水华的硅藻门和绿藻门的藻类主要分布在水体的中下层，且是鱼虾等水生动物的适口饵料，因此需要定期补充该类藻且应把补光灯安装在水域的下层。

图1所示的是水域溶氧调整实操流程图；下面根据流程图进行详述。

S0、水域选择；本实施例选择的水域为大口黑鲈养殖池塘，属于藻型水域。

S1、根据所述水域中藻量的生长面积，进行第一判断。

所述“第一判断”包括：当水体中叶绿素a的含量低于2～8μg/时，设计并安装人工补光灯；

若水体中叶绿素a的含量低于2μg/L时，则执行下述S2操作步骤：

S2、补种水藻；补种水藻结束执行S1，重新进行所述的“第一判断”；

若水体中叶绿素a的含量高于8μg/L时，则执行下述S3操作步骤：

S3、人工清理水藻；人工清理水藻结束执行S1，重新进行所述的“第一判断”；

S2及S3操作执行次数以满足“藻量生长面积占藻型水域面积为30％～70％”的要求为止。

S1操作步骤中根据水域中植物生长面积，按每平方植物需要的灯光功率1KW，计算出所需总的补光灯光功率；由补光灯光总功率计算出所需要的安置的补光灯发光单元或灯单元组的个数(组合)。

S1操作步骤中，确定了补光灯发光单元或单元组的固定；本实施例采用采用沉子固定于水底植物丛中；

S1操作步骤中，根据水域中植物的分布情况，与之对应，确定补光灯发光单元或单元组卡接的形状，如线性或面板型。

S4、根据所述水域中溶氧与所述水域允许最大溶氧含量的50％比较，进行第二判断，以确定在所述水域中的人工补光灯的安装数量。

S4操作步骤中，所述“第二判断”包括：

当所述水域中溶氧是否低于所述水域允许最大溶氧含量的50％，则增加所述人工补光灯的安装数量；

否则，减少所述人工补光灯的数量。

S4操作步骤中，可以通过发光单元的控制开关控制人工补光灯实际工作的数量。

S4操作步骤中，其中“第二判断”为对水域溶氧的重复性监测，监测频率为1次/7天，本实施例为1次/3天。

S4操作步骤中，水域中溶氧含量可采用碘量法、电流测定法、电极极谱法、荧光法中的任一种或借助于相关检测仪器进行检测，本实施例采用的是一种能实时监测水中溶氧含量的溶解氧仪。

S4操作步骤中，在对水域溶氧监测的同时，应监测水藻的生长情况：

若藻量生长面积占藻型水域面积低于30％时，则需补种水藻；

若藻量生长面积占藻型水域面积高于70％时，则需人工清理水藻。

结果：在大口黑鲈养殖池塘中，通过上述补光灯的安置，代替原有的叶轮式增氧机，用市电作为电源，在绕池塘埂底部一周安装补光灯带，并根据池塘中有益藻生物量，定期补充小球藻，结果证明，池塘夜间溶氧量均超过5mg/L以上，比传统的增氧机增氧效果好，且节能30％以上。

综上所述，在草型或藻型水域中，通过用灯光代替电动机械增氧方法，能耗低、增氧效果好，且相对于化学增氧方法更安全。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于调控大口黑鲈养殖池塘的藻型水域溶氧的方法，包括：

根据所述藻型水域水体中叶绿素a含量进行第一判断，以确定是否安装人工补光灯；以及

根据所述藻型水域中溶氧与所述藻型水域允许最大溶氧含量的50％比较，进行第二判断，以确定在所述藻型水域中的人工补光灯的安装数量；

其中，“第一判断”包括：当藻型水域水体中叶绿素a的含量为2～8μg/L时，设计并安装人工补光灯；

其中，“第二判断”包括：当所述藻型水域中溶氧低于所述水域允许最大溶氧含量的50％，则增加所述人工补光灯的安装数量；否则，减少所述人工补光灯的数量；

其中，“第二判断”为对藻型水域溶氧的重复性监测，1次/3天。

2.根据权利要求1所述的方法，其人工补光灯分布式安装于水域近水面或底部；

其中，所述分布式为单个发光单元和发光单元组构成的分散布置的方式的一种或组合；所述单个发光单元由1～5个补光灯单体组成，所述发光单元组由1～10个所述发光单元组成；

所述补光灯发出的光为红橙光和蓝紫光的混合光，其红橙光波长在400～510纳米之间，蓝紫光的波长在610～720纳米之间；

所述人工补光灯的功率配置为：每平方米沉水植物0.2～1.5kW。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述发光单元通过补光灯单体卡接形成，所述发光单元组通过发光单元卡接形成，所述卡接的形状为串联的线状或并联起来面板形状。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，人工补光灯选择安置在近水面或沉入水底的一种或组合，近水面的安置方法中采用浮子进行固定，沉入水底的安置方法中采用沉子进行固定。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，人工补光灯的电力来源为太阳能、充电式电源及市电中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个发光单元组有各自的开关进行控制。