一种实时监测浅水湖泊分层流速的漂浮装置的制作方法

本发明属于水体生态环境技术领域，具体涉及一种实时监测浅水湖泊分层流速的漂浮装置。

背景技术：

大型浅水湖泊是人口密集的地区，也是人类活动最为频繁的地区。随着湖泊水质下降，湖泊富营养化及其所导致的蓝藻水华己经成为大型浅水湖泊主要水环境问题，研究湖泊污染物迁移扩散规律成为目前研究热点。大型浅水湖泊地势平坦，重力流的影响微乎其微，风是影响流场特征的主要因素。风生流能够影响湖泊底泥的输移运动，特别是浅水湖泊由于单位体积的水体所占有的湖床面积更大，影响效果更为显著，而底泥引起的内源动态释放严重影响了湖泊的水质。

风生流包括平面环流和垂向环流。对于平面环流，众多学者借助数值模拟或者野外观测进行研究，已有较成熟的技术手段；但对于垂向环流，国内虽然已观察到流场上下层反向现象，对浅水湖泊湖流垂直结构形成机理有过初步探讨，但半数以上都是采用建立数学模型的手段来模拟，利用野外原位观测获取的数据进行风生流垂向切变特点的深入研究仍相对缺乏。现有监测方法大多通过搭建野外固定观测平台，对垂直流场进行多频次的连续观测，获取相应的高时空序列参数，不能实现平面环流和垂向环流同时监测。

技术实现要素：

本发明的目的于克服现有技术的不足而提供一种实时监测浅水湖泊分层流速的漂浮装置及使用方法，本发明能够实现浅水湖泊平面环流和垂向环流实时监测。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种实时监测浅水湖泊分层流速的漂浮装置，包括防水外壳(5)，所述防水外壳(5)中安装有adv数据存储装置(2)，所述adv数据存储装置(2)上安装有gps定位芯片(1)和sim数据传输装置(3)，所述adv数据存储装置(2)连接有蓄电池(4)，所述蓄电池(4)安装在防水外壳(5)中，所述防水外壳(5)底部中心开设有螺纹孔，所述螺纹孔中螺旋接有可调式球形接头(11)，所述可调式球形接头(11)顶部安装有螺纹杆，所述螺纹杆接入螺纹孔中，所述可调式球形接头(11)远离防水外壳(5)的端部通过螺纹穿设有螺纹钢管(12)，所述螺纹钢管(12)远离可调式球形接头(11)的端部通过螺纹穿设有固定爪，所述螺纹钢管(12)上安装有adv探头(13)；

所述adv探头(13)连通adv数据存储装置(2)向adv数据存储装置(2)传输探测数据，所述gps定位芯片(1)和adv数据存储装置(2)连通sim数据传输装置(3)，所述sim数据传输装置(3)连通外部终端接收装置(17)。

进一步的，所述防水外壳(5)为饼状圆柱体结构。

进一步的，所述防水外壳(5)包括主体(7)，所述主体(7)上部设置有开盖(8)，所述开盖(8)包覆有防水密封圈(10)，且所述开盖(8)通过开盖螺丝(9)封装在防水外壳(5)上，所述防水外壳上部还开设有若干插孔(15)。

进一步的，所述防水外壳(5)内侧底部固定安装有配重盒(6)。

进一步的，所述配重盒(6)中填充有沙子。

进一步的，所述adv探头(13)通过支架结构安装在螺纹钢管(12)上，所述adv探头(13)的连接线(14)伸入插孔(15)连接adv数据存储装置(2)。

进一步的，所述支架结构包括固定杆和套环，所述固定杆一端连接套环，所述固定杆另一端固定连接在螺纹钢管(12)上，所述套环水平设置，且所述adv探头(13)套设在套环中，所述套环的内径等于adv探头的外径。

本发明的有益效果为：

本发明可用于大型浅水湖泊水平环流及垂直环流的监测和记录，以获取水体水流运动的真实状态信息，为河流湖泊等水体流场的研究和三维数值模拟提供真实的原始数据，为揭示大型浅水湖泊风生流垂向切变规律及污染物的输移、富营养化的深入研究提供必要的基础。

附图说明

图1是本发明装置的拆分结构示意图；

图2是本发明装置的整体结构示意图；

图3是本发明信号模块传输示意图。

附图标记说明：

1-gps定位芯片、2-adv数据存储装置、3-sim数据传输装置、4-蓄电池、5-防水外壳、6-配重盒、7-主体、8-开盖、9-开盖螺丝、10-防水密封圈、11-可调式球形接头、12-螺纹钢管、13-adv探头、14-连接线、15-插孔、16-固定爪、17-终端接收装置、18-固定杆、19-套环。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1至图3所示，一种实时监测浅水湖泊分层流速的漂浮装置，包括防水外壳5，防水外壳5为饼状圆柱体结构，用以减少水的阻力，防水外壳5的直径为1m，高度为30cm。同时将防水外壳5涂成橙黄色，有利于观测和回收。防水外壳5由聚苯乙烯材料制成饼状平台，防水外壳5包括主体7，主体7上部设置有开盖8，开盖8包覆有防水密封圈10，且开盖8通过开盖螺丝9封装在防水外壳5上，防水外壳上部还开设有若干插孔15。防水外壳5中安装有adv数据存储装置2，adv数据存储装置2上安装有gps定位芯片1和sim数据传输装置3，gps定位芯片1用于确定实时位置及流速流向，sim数据传输装置3用于传输数据。adv数据存储装置2连接有蓄电池4，蓄电池4还连接gps定位芯片为其供电，蓄电池4安装在防水外壳5中，蓄电池4可采用聚合物锂电池，可为40ah的聚合物锂电池。防水外壳5底部中心开设有螺纹孔，螺纹孔中螺旋接有可调式球形接头11，可调式球形接头11顶部安装有螺纹杆，螺纹杆接入螺纹孔中，可调式球形接头11可实现监测中波浪使装置平台倾斜，但保证螺纹钢管上的adv探头处于垂直状态。可调式球形接头11远离防水外壳5的端部通过螺纹穿设有螺纹钢管12，螺纹钢管12用于固定adv探头深入水下监测。螺纹钢管12远离可调式球形接头11的端部通过螺纹穿设有固定爪16，螺纹钢管12上安装有adv(多普勒流速仪)探头13。adv探头13通过支架结构安装在螺纹钢管12上，adv探头13的连接线14伸入插孔15连接adv数据存储装置2。支架结构包括固定杆和套环，固定杆一端连接套环，固定杆另一端固定连接在螺纹钢管12上，套环水平设置，且adv探头13套设在套环中，套环的内径等于adv探头的外径。固定爪16使用时插入湖底，用于固定点位分层流速的监测。本发明可根据湖泊水深及实际需要，自行增加或减少螺纹钢管12的个数。adv探头13连通adv数据存储装置2向adv数据存储装置2传输探测数据，gps定位芯片1和adv数据存储装置2连通sim数据传输装置3，sim数据传输装置3连通外部终端接收装置17。终端接收装置17用于接收gps定位芯片1及adv探头13反馈的信息，从而记录装置运动轨迹及位置水下瞬时流速流向。

防水外壳5内侧底部固定安装有配重盒6，配重盒6中填充有沙子，用于调整装置的整体密度，使之略低于水的密度，可使装置漂浮不倾倒。

本发明工作时，gps定位芯片1可实时确定装置位置，通过数据传输，将位置反馈到终端接收装置17。adv探头13可实时确定装置所在位置不同水深的分层流速，通过sim数据传输装置3数据传输，将数据反馈到终端接收装置17。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。