一种用于恢复沉水植被的水下补光系统技术方案

本发明专利技术涉及生态工程技术领域，特别涉及一种用于恢复沉水植被的水下补光系统。一种用于恢复沉水植被的水下补光系统，包括：含有聚光单元、导光单元和散光单元的补光部分，以及以使所述补光部分稳定悬浮于水中的浮力部分；所述补光部分由高分子膜材料制成，并且所述聚光单元、所述导光单元和所述散光单元依次贯通连接设置。本发明专利技术的水下补光系统具有质轻易操作、结构简单实用、在水中稳定不易倾覆、不占用大量水面资源等特点，可以保护沉水植物免受藻类遮光影响无法正常生长，亦可为藻华爆发导致水体透明度严重下降的区域的水生植物提供应急补光。

An Underwater Light Supplementary System for Restoring Submerged Vegetation

【技术实现步骤摘要】
一种用于恢复沉水植被的水下补光系统
本专利技术涉及生态工程
，特别涉及一种用于恢复沉水植被的水下补光系统。
技术介绍
沉水植物群落是水体生物多样性的基础，沉水植物的存在能吸收水体中的营养盐，并抑制浮游藻类的生长。富营养化水体中沉水植物恢复治理是水生生态恢复的一个重点，已经成为湖泊富营养化治理的重要举措。光合作用是沉水植物主要的代谢活动，光照强度是影响沉水植物分布水深的重要因素。只有当底层光照强度大于昼夜光补偿点时，沉水植物才能存活。沉水植物群落昼夜光补偿点指的是多物种组成的群落在一昼夜内，净产氧量为零时的光照强度。光补偿深度是指光照强度等于种群昼夜光补偿点的水深深度，也就是光合作用与呼吸作用平衡的水深深度。目前，许多湖泊水体富营养化加剧，浮游藻类大量繁殖，水体透明度严重下降，引起水下光照强度不足，光补偿深度小于沉水植物生长深度，限制沉水植物正常生长，甚至导致水生植物死亡消退，这些已成为湖泊生态退化重要问题之一。恢复沉水植物的关键之一即在于如何提高水下光照强度。通过已公开专利检索，现有水生植物恢复专利，如公开的“可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法”(CN101356881A)，“可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法及装置”(CN101700934A)，均采用将沉水植物种植于悬浮床上，并调节深度促进沉水植物生长，吸收水体中营养元素，没有解决沉水植物在自然底质上的恢复问题。目前涉及直接进行水下补光的专利很少，已有专利如“一种恢复沉水植被的水下补光系统”(CN102659246A)，采用将太阳能光电转换后使用LED灯为沉水植物水下补光，但该方法结构复杂，不易大规模应用。鉴于以上技术背景，本专利技术设计了一种简单实用，可大规模投放应用的补光装置，可以提高水下光照强度，保护沉水植物免受藻类遮光影响无法正常生长，亦可为藻华爆发导致水体透明度严重下降的区域的水生植物提供应急补光。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于恢复沉水植被的水下补光系统，以解决现有技术中水下补光系统结构复杂，不易大规模应用的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本专利技术提供了一种用于恢复沉水植被的水下补光系统。在进行详细的
技术实现思路
的叙述前，首先对文本中出现的部分技术术语进行说明和解释。水下补光系统，是指一类可以将光源传导至水下，并提高水下光照强度的一类装置或设备。其中，光源可以是太阳光、也可以是LED等人工光源。其应用领域，可以是湖、河或海，也可以是人工水塘等各种有水下补光需求的环境。水下补光系统包括补光部分，和用于使得补光部分可以稳定悬浮于水体的浮力部分。补光部分，属于水下补光系统，用于采集光，并将采集到的光传导至水下。浮力部分，属于水下补光系统，用于维持补光部分在水中的状态，即使得补光部分在不影响其采集光的功能情况下，稳定悬浮于水中。聚光单元，属于补光部分，用于对外部光源的光照进行采集，可以是抛物面、槽式、透镜、斗式、碟式等聚光系统。导光单元，属于补光部分，与聚光单元相连，用于将聚光单元所采集的光传导至水下。散光单元，属于补光部分，与导光单元相连，用于将导光单元所传导的光传输给水体。高分子膜材料，是指以有机高分子聚合物为材料制成的一类薄膜材料。注水口，设置于补光部分，用于通过其向补光部分注入透明流体，如水。排气口，设置于聚光单元的顶部，用于排出补光部分的气体。透光膜，一类透明的高分子膜，用于光的采集和传导。反光膜，一类已制成薄膜可直接应用的反射材料，在本文中用于光的传导。下面，对本专利技术的水下补光系统进行详细的说明：在一些示例性的实施例中，水下补光系统，包括：含有聚光单元、导光单元和散光单元的补光部分，以及以使所述补光部分垂直悬浮于水中的浮力部分；所述补光部分由高分子膜材料制成，并且所述聚光单元、所述导光单元和所述散光单元依次贯通连接设置。本专利技术提供了一种全新的水下补光系统，该水下补光系统包括补光部分和浮力部分，并且补光部分由高分子膜材料组成。水下补光系统包括聚光单元、导光单元和散光单元，并且各组件依次贯通连接，以使光可以从聚光单元采集后，通过导光单元传递至散光单元。首先，本专利技术的水下补光系统结构简单，此外由于补光部分是由高分子膜材料制成，因此可知水下补光系统的重要组件，即补光部分，具有重量轻的特点，从而使水下补光系统整体具有质轻、易于操作、易于携带运输等特点。具体的，聚光单元、导光单元和散光单元的材质可以相同或不同，可以根据具体应用场景进行设置。根据传统的技术思维，为了使得水下补光系统可以稳定的浮于水中，补光部分应具备一定构型并同时具备一定自重，因此在补光系统的制造过程中，通常采用硬质材料，如PC。但由于大部分情况下，需要补光的水域的深度较大，因而对于补光部分来说，特别是导光单元，其尺寸大，使得补光部分整体自重高，在使用过程中出现不易携带、不易操作、不易收纳等各种问题。上述实施例的方案解决了上述技术问题。可选的，聚光单元、导光单元和散光单元的材质相同，补光部分为一体成型件。进一步提升了补光部分的密封性。可选的，聚光单元、导光单元和散光单元的材质不同，各单元之间可以通过粘接的方式进行密封连接。通过粘接密封，可以进一步提升补光部分的密封性。在一些可选的实施例中，所述补光部分还包括注水口，所述注水口用于向所述补光部分注水。为了使得本专利技术的水下补光系统可以稳定浮于水中，通过在补光部分设置注水口，以使得补光部分可以通过注入透明流体，如水，从而使得补光部分在使用时可以提高自重，从而进一步提升其在水中的稳定性，不易倾覆。在具体的实施过程中，注水口的位置和形状不进行限定，当向补光部分注入水后，将注水口进行密封，使得补光部分形成一个密封结构。优选的，向注水口注入干净水体，通过将干净水体与水中浑浊含藻水体隔离，利用干净水体透明度高的原理，传导水面光照穿过藻类聚集的浑浊层，传导至水下深处，提高水底光照强度，维持沉水植物生长所需正常光照，促进沉水植物生长。具体的，在使用过程中，补光部分内部填充自来水或经过滤除藻后清澈的原位水，并添加适量抑藻气体，如过氧化氢或通入二氧化氯，抑制藻类生长，由于过氧化氢和二氧化氯对微生物有较好灭杀效果且分解后对环境无害，故选其做装置内藻类抑制剂。进一步提升本专利技术水下补光系统在使用过程中的导光效果。抑藻气体，可以通过注水口通入，也可以是其它进气口或排气口。通过上述实施例可知，补光部分主体为高分子薄膜材料，即塑料薄膜。注水前无空间结构，注水后装置张开在水压力作用下可形成立体结构。光线通过装置传递至水下，与光在自然条件下干净水体中传递效果相似。在具体使用过程中，装置内要求完全注满水，不留空气。装置内如果有空气，在阳光照射下，透光膜内层会凝结水滴影响透光效果。本装置采用内部注水方式有以下优点，材料选取可选择广泛使用的且价格便宜易于加工的薄膜，装置本身密度与水接近，无较大浮力或自重，内外压力差不大，装置高度可做到3米以上，可对较深水体进行补光，助力富营养湖泊水库沉水植物恢复。在一些可选的实施例中，所述聚光单元包括采光顶部和聚光主体；其中所述采光顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于恢复沉水植被的水下补光系统，其特征在于，包括：含有聚光单元、导光单元和散光单元的补光部分，以及以使所述补光部分稳定悬浮于水中的浮力部分；所述补光部分由高分子膜材料制成，并且所述聚光单元、所述导光单元和所述散光单元依次贯通连接设置。

【技术特征摘要】
1.一种用于恢复沉水植被的水下补光系统，其特征在于，包括：含有聚光单元、导光单元和散光单元的补光部分，以及以使所述补光部分稳定悬浮于水中的浮力部分；所述补光部分由高分子膜材料制成，并且所述聚光单元、所述导光单元和所述散光单元依次贯通连接设置。2.如权利要求1所述的水下补光系统，其特征在于，所述补光部分还包括注水口，所述注水口用于向所述补光部分注水。3.如权利要求2所述的水下补光系统，其特征在于，所述聚光单元包括采光顶部和聚光主体；其中所述采光顶部为半椭球面形透光膜；所述聚光主体用于将所述采光顶部采集的光汇聚传导至所述导光单元。4.如权利要求3所述的水下补光系统，其特征在于，所述聚光单元为复合抛物面聚光器，其最大入射角范围为15～35°。5.如权利要求3所述的水下补光系统，其特征在于，所述聚光主体为复合抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：储昭升，侯泽英，高思佳，叶碧碧，赵丽，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11