一种多功能沉水植物监测和采集装置

1.本实用新型涉及水生态监测技术领域，具体涉及一种多功能沉水植物的监测采集装置。


背景技术：

2.沉水植物是水生态系统的重要组成部分，其实时监测和精准采集对评估水生态系统健康状况具有重要意义。为了保证数据的有效性和准确性，野外现场采集显得尤为重要。
3.目前，沉水植物采集装置主要包括抓斗型采集器、水草采集夹和拖网式采集网。抓斗型采集器的采集原理和彼得森采泥器类似，应用最广，但装置笨重，携带不方便，有效采集区域较小，重复测量工作量大，不适用于硬质底质和水下地形不平整的水域，同时采集到的植物样本往往会携带泥沙，导致原始样本的污染，且会造成底泥的扰动。水草采集夹操作相对简单，但采集效率很低，对体积较大的水生植物采集难度大，且仅适用于浅水，局限性较大。拖网式采集网是将采集框沉于水下，通过船体拖拽采集沿途区域的水生植物，需配合船只使用，采集对原有水生态系统的水生植物结构影响较大，故大大限制了其适用范围，且操作相对复杂，无法定点采集，采集具有较大的随机性。
4.以上三种常用的沉水植物采集装置均存在较明显的局限性，尤其是采集精准差，采集装置功能单一，监测与采集分离，故在现场调查中往往还需要携带其他监测设备。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多功能沉水植物的监测采集装置，该装置结构简单，操作方便，功能多样，不仅能对快速精准地采集沉水植物，而且还能同时监测水深、透明度、植物生长指标等相关基础数据，填补了沉水植物集精准采集和监测一体装置的空白。
6.实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
7.一种多功能沉水植物的监测采集装置，包括拉绳、第一限位板、第二限位板、一对采割刀和一对第一连接件，一对第一连接件对称布设，第一限位板和第二限位板正相对，第一限位板平行于第二限位板，第一限位板和第二限位板通过一对第一连接件固定，一对采割刀分别与一对第一连接件活动连接，一对采割刀可收纳于第一限位板和第二限位板之间，一对采割刀在收纳状态下形成闭合结构，一对采割刀的采割工作部位均位于所述闭合结构的内侧，拉绳的一端固定安装于第一限位板外表面上。
8.所述的采割刀包括采割刀条和转轴，采割刀条呈弧形，转轴为空心轴，转轴与采割刀条的一端连接，采割刀条的弧形内侧为刀刃，一对采割刀在收纳状态下呈环形结构，一对采割刀在收纳状态下关于所述环形结构的轴线中心对称，一对采割刀的转轴套设于一对第一连接件上，且一对采割刀的转轴可旋转。
9.所述的第一连接件包括第一连接螺栓和第一连接螺母，两第一连接螺栓的一端部垂直贯穿第一限位板边缘相对的两位置处，两第一连接螺栓与第一限位板过盈配合，两第
一连接螺栓的另一端部垂直贯穿第二限位板边缘相对的两位置处，两第一连接螺栓与第二限位板过盈配合，两第一连接螺栓的头部内端面与第二限位板贴合，两第一连接螺栓分别与两第一连接螺母螺纹连接，两第一连接螺母的内端面与第一限位板贴合，两转轴分别套设于两第一连接螺栓上，且两转轴分别与两第一连接螺栓间隙配合。
10.所述的采割刀还包括连接短杆，连接短杆的一端与采割刀条的一端连接，连接短杆的另一端与转轴外壁连接，采割刀条的另一端的刀背处设有手柄。
11.所述的采割刀条的弧形内侧为呈锯齿状的刀刃。
12.所述的第二限位板上对称设有一对平衡件，平衡件包括平衡螺母和平衡螺栓，一对平衡螺栓垂直贯穿第二限位板边缘相对的两位置处，一对平衡螺栓分别与第二限位板过盈配合，一对平衡螺母分别一对平衡螺栓螺纹连接，一对第一连接螺栓和一对平衡螺栓分布于内切于同一圆周的正方形的四个角上。
13.还包括透明度盘和第二连接件，第二连接件包括第二连接螺栓和第二连接螺母，透明度盘贴合于第一限位板外表面上，第二连接螺栓的一端部贯穿第一限位板和透明度盘中央，第二连接螺栓与第一限位板过盈配合，第二连接螺栓的另一端部贯穿第二限位板中央，第二连接螺栓与第二限位板过盈配合，第二连接螺栓的头部与第二限位板贴合，第二连接螺母与第二连接螺栓螺纹连接，第二连接螺母的内端面与透明度盘外表面中央贴合，第二连接螺母上设有吊环，拉绳的一端与吊环固定连接。
14.所述的透明度盘上设有黑白相间的涂层，白色涂层上与黑色涂层连接处设有刻度，拉绳上设有刻度。
15.所述的第二限位板上均匀分布有多个排水孔。
16.所述的第一限位板和第二限位板均呈圆盘状。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：
18.1、该装置可实现精准采集，通过带刻度的拉绳即可控制采集高度，再转动拉绳带动采割刀转动即可实现该采集高度下植物样本的采集工作，采样摆脱了水深限制，适用范围更广。
19.2、该装置在采样过程中对水体底质几乎不会产生扰动，降低了采样对水生态系统和底质生境的干扰和破坏，且避免了沉水植物样本表面受到污染，同时该装置对沉水植物造成的机械损伤小，能够较完整地保留原始样本，故大大提高了沉水植物样本监测结果的准确性和可靠性。
20.3、该装置放入水体后，可一次性完成1～5平方米水域的沉水植物切割，然后再集中收集沉水植物样本，减少了多次采集的重复测量工作，大大提高了单次样本的有效采集面积和采集效率，节省人力成本。
21.4、该监测与采集装置设有带刻度的绳子和透明度盘，在实现精准采样的同时，还可对植物采集点处水深、透明度以及株高、茎叶长度、茎叶宽度等植物生长指标进行现场测量，功能多样化。
附图说明
22.图1为多功能沉水植物的监测采集装置的结构示意图。
23.图2为多功能沉水植物的监测采集装置(去掉拉绳)的结构示意图。
24.图3为图2的俯视图。
25.图4为多功能沉水植物的监测采集装置(去掉拉绳且与图2不同角度)的结构示意图。
26.图5为一对采割刀在收纳状态下示意图。
27.其中，1-拉绳、2-吊环、3-透明度盘、4-第一连接螺母、5-第一限位板、6-采割刀条、7-转轴、8-平衡螺母、9-第二限位板、10-第一连接螺栓、11-平衡螺栓、12-第二连接螺母、13-连接短杆、14-刻度、15-刀刃、16-排水孔、17-第二连接螺栓、18-手柄。
具体实施方式
28.下面结合具体附图对本实用新型进行详细说明。
29.本实施例提供的多功能沉水植物的监测采集装置如图1-4所示，包括拉绳1、第一限位板5、第二限位板9、采割刀、第一连接件、透明度盘3和第二连接件，采割刀、第一连接件均有一对。拉绳1上设有刻度，最大量程为10m，最小精度为1cm。
30.透明度盘3采用亚克力板制作而成，透明度盘3直径为20cm。透明度盘3上设有黑白相间的涂层，白色涂层上与黑色涂层连接处设有刻度14，最大量程为10cm，最小精度为1mm。
31.第一限位板5和第二限位板9均采用不锈钢制作而成，不锈钢材质不仅结实，而且能增加整个装置的重量，方便整个装置在水中下沉。第一限位板5和第二限位板9均呈圆盘状，第一限位板5和第二限位板9的直径相同。第一限位板5和第二限位板9正相对，第一限位板5平行于第二限位板9，第一限位板5在第二限位板9上的投影与第二限位板重合。第二限位板9上均匀分布有多个排水孔16，当装置位于水体中时，排水孔16使整个装置更好的排水并下沉。
32.第二连接件包括第二连接螺栓17和第二连接螺母12。透明度盘3贴合于第一限位板5外表面上，第二连接螺栓17的一端部贯穿第一限位板5和透明度盘3中央，第二连接螺栓17与第一限位板5过盈配合，第二连接螺栓17的另一端部贯穿第二限位板9中央，第二连接螺栓17与第二限位板9过盈配合，第二连接螺栓17的头部与第二限位板9贴合。第二连接螺母12与第二连接螺栓17螺纹连接，第二连接螺母12的内端面与透明度盘3外表面中央贴合。第二连接螺母12上设有吊环2，拉绳1的一端与吊环2固定连接。
33.第一连接件包括第一连接螺栓10和第一连接螺母4。两第一连接螺栓10的一端部垂直贯穿第一限位板5边缘相对的两位置处，两第一连接螺栓10与第一限位板5过盈配合，两第一连接螺栓10的另一端部垂直贯穿第二限位板9边缘相对的两位置处，两第一连接螺栓10与第二限位板9过盈配合。两第一连接螺栓10的头部内端面与第二限位板9贴合，两第一连接螺栓10分别与两第一连接螺母4螺纹连接，两第一连接螺母4的内端面与第一限位板5贴合。
34.如图5所示，采割刀包括采割刀条6、转轴7和连接短杆13，转轴7为空心轴。采割刀条6呈弧形，采割刀条6的弧形内侧为呈锯齿状的刀刃，采割刀条6的弧形外侧为刀背。连接短杆13的一端与采割刀条6的一端正中间连接，连接短杆13的另一端与转轴7外壁连接，采割刀条6的另一端的刀背处设有手柄18，设置手柄的目的是方便旋转采割刀条。
35.两转轴7分别套设于两第一连接螺栓10上，且两转轴7分别与两第一连接螺栓10间隙配合。一对采割刀条6均可在平行于第一限位板5的平面内旋转，因此一对采割刀在非工
作状态可收纳于第一限位板5和第二限位板9之间，一对采割刀在收纳状态下形成环形结构，且一对采割刀在收纳状态下关于所述环形结构的轴线中心对称。
36.第二限位板9上对称设有一对平衡件，平衡件包括平衡螺母8和平衡螺栓11。一对平衡螺栓11垂直贯穿第二限位板9边缘相对的两位置处，一对平衡螺栓11分别与第二限位板9过盈配合。一对平衡螺母8分别一对平衡螺栓11螺纹连接，且一对平衡螺母8的内端面分别与第二限位板9贴合。一对第一连接螺栓10和一对平衡螺栓11分布于内切于同一圆周的正方形的四个角上。平横件设置的目的是使整个装置平衡和受力均匀，否则容易导致装置变形。
37.利用上述的多功能沉水植物的监测采集装置对沉水植物进行现场监测和采集时，具体操作步骤如下：
38.1、向外旋转一对采割刀条6 180
°
(即一对采割刀条相对其收纳状态下各自旋转180
°
)，使一对采割刀形成s型结构；
39.2、通过拉绳1缓慢将整个装置主体放入水中，直至透明度盘3上的黑白涂层无法分清时，通过拉绳1读取水面所在的刻度值，即可获得水体的透明度；
40.3、继续放绳至整个装置主体完全沉于水底，通过拉绳1读取水面所在的刻度值h1，获得水深数据h1；
41.4、回拉拉绳1至沉水植物顶部，通过拉绳读取水面所在的刻度值h2，即可得到沉水植物的株高，株高＝h
1-h2；
42.5、根据实际需要，通过拉绳1调节采集高度，当调节采集高度至合适高度时，转到拉绳带动一对采割刀条6切割目标沉水植物，最后回拉拉绳，目标沉水植物在装置牵引力和浮力的作用下被拉出水面，收集目标沉水植物样品；
43.6、目标沉水植物样品的叶片宽度、叶片长度、茎长、分株数等植物生长指标可通过带刻度线的拉绳1和透明度盘3结合目测进行现场测量。