一种自循环河流生态系统模拟监测装置

1.本实用新型涉及环境研究技术领域，具体而言，涉及一种自循环河流生态系统模拟监测装置。


背景技术：

2.为了消除水害以及充分合理利用水资源，我国从上个世纪开始实施对水文的监测，而随着科技的发展和人们对水利工程的重视，传统人工水利监测的方式已经不适应社会的发展，中小河流水文监测系统应运而生。
3.中小河流水文监测系统(data
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9201)主要用于监视河流湖泊水利运行情况。系统通过各种探测器，探测到水利的温度、湿度、风速、风向、雨量、水质、水流速、水量、视频图像或图片等数字化信息，通过gprs通道，上传到在线监测监视中心，同时可通过内部网登录各种内部管理系统和调度自动化系统。传输通信通道可以兼容gprs、cdma、3g、internet或性能更优越的通讯形式。
4.水域内的水体遭受污染而导致的水生物大面积死亡事件反映了水生物及其生存环境是统一的整体，两者相互依存、相互补偿、协同进化。因此，生物行为监测成为了河流污染监测、修复、预报和评价的重要手段。然而，要想利用生物行为监测这项技术实现对环境污染情况的评估，首先需要对生物行为与环境因子变化进行研究。
5.但实际河道水体的水质参数变化很难控制，同时，河道内的水生物受到环境影响的行为响应也很难准确的监控到。因此要在野外河道开展实验研究来获得被污染河道连续、可靠的研究数据及资料是不现实的。
6.同时，现有的室内水质参数检测的机构其结构固定，需要同时制造多样结构不同的对照器械才可进行多样化数据测量，其制造成本较高使用不方便。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种自循环河流生态系统模拟监测装置，其能够实现室内实验数据的检测提取，且能够调节装置的角度进而实现水流流速的调整。
8.本实用新型的实施例是这样实现的：
9.本技术实施例提供一种自循环河流生态系统模拟监测装置，包括底座、通水机构、水力循环组件、水动力检测组件、控制器及监测终端，所述通水机构包括依次铰接的入水段、通水检测段和出水段，所述底座顶部设置有分别与所述入水段、通水检测段和出水段底部均铰接的伸缩式液压缸，所述水力循环组件与所述通水机构连通，所述水动力检测组件设置于所述通水检测段内，所述水动力检测组件、控制器和监测终端依次连接。
10.在本实用新型的一些实施例中，上述所述水力循环组件包括水箱、水泵和导水管，所述水箱与所述底座连接且位于所述出水段的出水口处，所述水泵设置于所述水箱内，所述导水管的一端通过所述水泵与所述水箱连接，所述导水管的另一端连接于所述入水段的入水口。
11.在本实用新型的一些实施例中，上述所述入水段内相对的两侧壁错位设置有若干挡板，若干所述挡板之间形成连续弯折的通道。
12.在本实用新型的一些实施例中，上述所述入水段与所述通水检测段的对接处设置有阻水板，所述阻水板内开设有多个均匀分布的通水口。
13.在本实用新型的一些实施例中，上述所述通水检测段内底部铺设有植被混凝土层，所述植被混凝土层内种植有水生植被。
14.在本实用新型的一些实施例中，上述所述出水段内设置有消力段。
15.在本实用新型的一些实施例中，上述所述导水管连接有电控阀。
16.在本实用新型的一些实施例中，上述所述水动力检测组件包括流速计、水温调节器和ph值检测仪，所述流速计、水温调节器和ph值检测仪均安装于所述通水检测段的内侧壁。
17.在本实用新型的一些实施例中，上述所述通水检测段为透明可视槽体。
18.在本实用新型的一些实施例中，上述所述底座顶部设置有回收槽，所述回收槽与所述水箱连通，所述回收槽位于所述通水机构两侧边沿的下方。
19.相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：
20.本实用新型实施例提供一种自循环河流生态系统模拟监测装置，包括底座、通水机构、水力循环组件、水动力检测组件、控制器及监测终端，通水机构包括依次铰接的入水段、通水检测段和出水段，底座顶部设置有分别与入水段、通水检测段和出水段底部均铰接的伸缩式液压缸，水力循环组件与通水机构连通，水动力检测组件设置于通水检测段内，水动力检测组件、控制器和监测终端依次连接。底座用于固定监测所使用的各部件；通水机构用于使监测所使用的水体进行流通，并在此机构内实现水体的监测；水里循环组件用于将监测所使用的水体在通水机构内实现循环往复监测，使监测人员能够进行多次数据统计并进行不同数据间的比对；水动力检测组件则用于对水体进行各种不同数据的测量；控制器则用于控制本装置内的各个电子零部件及装置，实现全自动化水体监测，降低人力成本；监测终端则用于接收水动力检测组件所发送的数据并进行比对及备份，使监测人员能够直观的了解水体的数据并进行记录；通水机构安装于底座顶部进行固定，同时通水机构包含的入水段、通水检测段和出水段底部均连接有伸缩式液压缸，其能够通过此液压缸实现入水段、通水检测段和出水段倾斜角度的调节，进而使水体能够延其内部进行流动，从而实现对真实河道内的水流情况进行模拟，为生物行为与环境因子变化之间关系的研究提供了便利，同时监测人员能够通过控制器调节入水段、通水检测段和出水段底部液压缸不同的伸缩长度，进而调节入水段、通水检测段和出水段不同的倾斜角度，进而实现水体在其内部流速的变化，并进行水体不同流速的多组数据的记录对比，相对于现有技术来说此种设计大大降低了实验所需的设备成本，无需架设多个不同斜度的设备，能够节约研究耗时及人力物力，同时可实现连续长期在线监测，保证实验数据的连续性及完整性；本实用新型通过实现对通水机构的倾斜角度调节，实现水体流速的变化进而实现数据获取的多样性和连续性，且能够有效降低实现所需的成本，更能够通过水动力检测组件与监测终端的配合获取更加精确的数据。
21.在实际使用时，独立数据获取：监测人员首先设置入水段、通水检测段和出水段之间铰接的角度，将水体沿入水段通入，并记录此角度下水体沿通水检测段内流出的数据；在
调节入水段、通水检测段和出水段之间铰接的角度，并再次记录下不同角度下水体沿通水检测段内流出的数据；将获得的数据通过监测终端进行记录并进行比对或记录即可。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本实用新型实施例所述监测装置俯视结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例所述监测装置侧视结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例所述底座俯视结构示意图。
26.图标：1
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底座；101
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水箱；1011
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水泵；1012
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导水管；1013
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电控阀；102
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回收槽；2
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入水段；201
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挡板；2011
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通道；202
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阻水板；2021
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通水口；3
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通水检测段；301
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植被混凝土层；4
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出水段；401
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消力段；301
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水温调节器；302
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流速计；5
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液压缸。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.实施例
33.请参照图1和图2，图1所示为本实用新型实施例监测装置俯视结构示意图；图2所示为本实用新型实施例监测装置侧视结构示意图
34.本实用新型实施例提供一种自循环河流生态系统模拟监测装置，包括底座1、通水机构、水力循环组件、水动力检测组件、控制器及监测终端，通水机构包括依次铰接的入水段2、通水检测段3和出水段4，底座1顶部设置有分别与入水段2、通水检测段3和出水段4底部均铰接的伸缩式液压缸5，水力循环组件与通水机构连通，水动力检测组件设置于通水检测段3内，水动力检测组件、控制器和监测终端依次连接。底座1用于固定监测所使用的各部件；通水机构用于使监测所使用的水体进行流通，并在此机构内实现水体的监测；水里循环组件用于将监测所使用的水体在通水机构内实现循环往复监测，使监测人员能够进行多次数据统计并进行不同数据间的比对；水动力检测组件则用于对水体进行各种不同数据的测量；控制器则用于控制本装置内的各个电子零部件及装置，实现全自动化水体监测，降低人力成本；监测终端则用于接收水动力检测组件所发送的数据并进行比对及备份，使监测人员能够直观的了解水体的数据并进行记录；通水机构安装于底座1顶部进行固定，同时通水机构包含的入水段2、通水检测段3和出水段4底部均连接有伸缩式液压缸5，其能够通过此液压缸5实现入水段2、通水检测段3和出水段4倾斜角度的调节，进而使水体能够延其内部进行流动，从而实现对真实河道内的水流情况进行模拟，为生物行为与环境因子变化之间关系的研究提供了便利，同时监测人员能够通过控制器调节入水段2、通水检测段3和出水段4底部液压缸5不同的伸缩长度，进而调节入水段2、通水检测段3和出水段4不同的倾斜角度，进而实现水体在其内部流速的变化，并进行水体不同流速的多组数据的记录对比，相对于现有技术来说此种设计大大降低了实验所需的设备成本，无需架设多个不同斜度的设备，能够节约研究耗时及人力物力，同时可实现连续长期在线监测，保证实验数据的连续性及完整性；本实用新型通过实现对通水机构的倾斜角度调节，实现水体流速的变化进而实现数据获取的多样性和连续性，且能够有效降低实现所需的成本，更能够通过水动力检测组件与监测终端的配合获取更加精确的数据。
35.在实际使用时，独立数据获取：监测人员首先设置入水段2、通水检测段3和出水段4之间铰接的角度，将水体沿入水段2通入，并记录此角度下水体沿通水检测段3内流出的数据；在调节入水段2、通水检测段3和出水段4之间铰接的角度，并再次记录下不同角度下水体沿通水检测段3内流出的数据；将获得的数据通过监测终端进行记录并进行比对或记录即可。
36.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，水力循环组件包括水箱101、水泵1011和导水管1012，水箱101与底座1连接且位于出水段4的出水口处，水泵1011设置于水箱101内，导水管1012的一端通过水泵1011与水箱101连接，导水管1012的另一端连接于入水段2的入水口。
37.本实施例中水箱101顶部具有开口，沿出水段4流出的水体会坠入水箱101内，并由水泵1011带动水箱101内的水体沿导水管1012实现水流的循环，此种设计能够有效降低水资源的浪费。
38.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，入水段2内相对的两侧壁错位设置有若干挡板201，若干挡板201之间形成连续弯折的通道2011。
39.本实施例中的通道2011为连续s形通道2011，此种设计能够使进入水段2的水体进行耗能减速，使水体的初速度降低，避免水体直接从入水段2冲出，导致实验数据不准确的情况出现。
40.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，入水段2与通水检测段3的对接处设置有阻水板202，阻水板202内开设有多个均匀分布的通水口2021。通过在入水段2的出水口位置架设阻水板202，能够防止水体沿通水检测端的一侧流淌，而无法完全覆盖通水检测段3导致数据获取不稳定的情况出现。
41.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，通水检测段3内底部铺设有植被混凝土层301，植被混凝土层301内种植有水生植被。植被混凝土是一种能在其表面上栽花种草的混凝土。该混凝土具有一定的强度,而其表面又可繁衍花草,它由作为主体的植被与其载体的被面、被床、床絮和床基等有机结合而成；通过在植被混凝土层301内种植有水生植被进而模拟外界河流的状态并进行水体数据的获取，使本实用新型更加贴合实际情况获得数据更加精确。
42.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，出水段4内设置有消力段401。
43.本实施例中的消力段401即为消力池，消力池促使在泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施。消力池能使下泄急流迅速变为缓流，一般可将下泄水流的动能消除40％～70％，是一种有效而经济的消能设施；将泄水建筑物泄出的急流转变为缓流,以消除动能的消能方式。因其主流位于渠槽底部，故又称底流消能；设计消力段401能够防止水体直接冲出出水段4泼洒在外界环境中导致水资源的浪费。
44.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，导水管1012连接有电控阀1013。通过设置电控阀1013，使导水管1012内的水体能够控制通水量。
45.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，水动力检测组件包括流速计302、水温调节器301和ph值检测仪，流速计302、水温调节器301和ph值检测仪均安装于所述通水检测段3的内侧壁。
46.本实施例中的流速计302为mgg/kl型流速计302是一种专为水文监测、江河流量监测、农业灌溉、市政给排水、工业污水等行业明渠流速/流量测量的一种测量仪表。它采用了特殊的超微功耗设计方案，全数字信号处理技术，使得仪表测量更加稳定可靠，测量精度高，可广泛用于水文、水利、农灌、给排水等需要经常移动测量且现场无电源的场合；ph值检测仪能够检测同一水箱101内循环水体每次经过通水检测段3的ph的变化；如果采用水温控制器，可以自动整定现场最重要的滞后时间参数值，使每个温控系统处于最佳调节状态，而且，可以在水温控制器上技术升级，实现与计算机中心联网。
47.在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，通水检测段3为透明可视槽体。
48.本实施例中的通水检测段3采用有机玻璃制成，使监测人员能够有效观察其内部水流的情况。
49.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，底座1顶部设置有回收槽102，回收槽102与水箱101连通，回收槽102位于通水机构两侧边沿的下方。
50.本实施例中的回收槽102为两个，两个回收槽102均安装于底座1的两侧，且位于通水机构两侧边沿的下方，其能够回收通水机构内泼洒出来的水体，并将此水体进行
51.综上，本实用新型的实施例提供一种自循环河流生态系统模拟监测装置，包括底座1、通水机构、水力循环组件、水动力检测组件、控制器及监测终端，通水机构包括依次铰接的入水段2、通水检测段3和出水段4，底座1顶部设置有分别与入水段2、通水检测段3和出水段4底部均铰接的伸缩式液压缸5，水力循环组件与通水机构连通，水动力检测组件设置
于通水检测段3内，水动力检测组件、控制器和监测终端依次连接。底座1用于固定监测所使用的各部件；通水机构用于使监测所使用的水体进行流通，并在此机构内实现水体的监测；水里循环组件用于将监测所使用的水体在通水机构内实现循环往复监测，使监测人员能够进行多次数据统计并进行不同数据间的比对；水动力检测组件则用于对水体进行各种不同数据的测量；控制器则用于控制本装置内的各个电子零部件及装置，实现全自动化水体监测，降低人力成本；监测终端则用于接收水动力检测组件所发送的数据并进行比对及备份，使监测人员能够直观的了解水体的数据并进行记录；通水机构安装于底座1顶部进行固定，同时通水机构包含的入水段2、通水检测段3和出水段4底部均连接有伸缩式液压缸5，其能够通过此液压缸5实现入水段2、通水检测段3和出水段4倾斜角度的调节，进而使水体能够延其内部进行流动，从而实现对真实河道内的水流情况进行模拟，为生物行为与环境因子变化之间关系的研究提供了便利，同时监测人员能够通过控制器调节入水段2、通水检测段3和出水段4底部液压缸5不同的伸缩长度，进而调节入水段2、通水检测段3和出水段4不同的倾斜角度，进而实现水体在其内部流速的变化，并进行水体不同流速的多组数据的记录对比，相对于现有技术来说此种设计大大降低了实验所需的设备成本，无需架设多个不同斜度的设备，能够节约研究耗时及人力物力，同时可实现连续长期在线监测，保证实验数据的连续性及完整性；本实用新型通过实现对通水机构的倾斜角度调节，实现水体流速的变化进而实现数据获取的多样性和连续性，且能够有效降低实现所需的成本，更能够通过水动力检测组件与监测终端的配合获取更加精确的数据。
52.在实际使用时，独立数据获取：监测人员首先设置入水段2、通水检测段3和出水段4之间铰接的角度，将水体沿入水段2通入，并记录此角度下水体沿通水检测段3内流出的数据；在调节入水段2、通水检测段3和出水段4之间铰接的角度，并再次记录下不同角度下水体沿通水检测段3内流出的数据；将获得的数据通过监测终端进行记录并进行比对或记录即可。
53.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。