本发明属于水域生态修复,具体涉及基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统。
背景技术:
1、在水域生态环境恢复领域,目前存在多种技术方法,旨在改善和恢复受损的水生态系统。这些技术包括但不限于植物修复、生物修复、物理修复、化学修复以及工程修复。例如,植物修复通过利用植物对水体中污染物的吸收、转化和降解作用,达到净化水质的目的。生物修复则利用微生物或水生植物的代谢能力,分解并去除水体中的有害物质。此外,还有物理和化学方法,如曝气、过滤、沉淀以及氧化还原等,用于去除水体中的颗粒物、悬浮物、溶解物和重金属等污染物。工程修复则包括建设湿地、养殖池塘等工程设施,利用其生态系统的自净能力和生物的代谢作用,进一步去除水体中的污染物。
2、尽管上述技术在水域生态环境恢复中取得了一定的成效,但它们也各自存在缺陷。例如,植物修复虽然成本较低,但修复周期较长,且需要配合其他工程技术使用。生物修复可能受环境条件如温度、ph值等的影响,导致修复效果不稳定。物理和化学方法可能需要大量的能源和化学试剂,不仅成本高昂,还可能对环境造成二次污染。工程修复则可能受到地理位置、资金投入等因素的限制,难以在所有水域中推广实施。此外,这些技术在应对复杂多变气候环境下,往往难以取得理想的修复效果。
技术实现思路
1、本发明的目的就在于提供基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,以解决背景技术中提出的问题。
2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
3、本发明提出了基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,包括:
4、多层次生态浮岛,所述多层次生态浮岛由四个浮岛单元和十字架装配组成;其中,四个浮岛单元分别固定设置于所述十字架的四个垂直夹角位置,被配置为进行水生植物培养;
5、水质监测模块,所述水质监测模块位于所述浮岛单元下方空间,被配置为获取目标水域的水温指标和特定水质指标,并在所述水温指标超过预设阈值时发出第一控制信号、以及在所述特定水质指标中的至少一个超过预设阈值时发出投放信号;其中,所述特定水质指标包括ph值、溶解氧、氮磷含量和重金属含量中的至少一个;
6、五个智能投放模块,所述智能投放模块分别设于所述十字架的四个端部和中心部,被配置为响应所述投放信号,以向目标水域投放微生物菌种;
7、其中,所述浮岛单元内设有驱动组件,用于响应所述第一控制信号以驱动相邻的所述浮岛单元相互远离以进行散热;
8、所述水质监测模块包括控制器单元,所述驱动组件包括开设于所述浮岛单元内的第一腔室、以及与第一腔室内壁滑动连接的滑板件,滑板件与第一腔室内壁设有用于滑板件复位的弹性件,所述滑板件延伸至第一腔室外的端部连接有定位板,定位板与所述十字架的侧边固定连接;所述第一腔室内设有与所述控制器单元信号连接的气体发生器。
9、进一步的,每个所述浮岛单元上设有至少两排并列的通孔、以及贯穿所述通孔的种植筒,所述种植筒延伸至水体下方至少十公分。
10、进一步的,所述水质监测模块还包括传感器单元;所述控制器单元用于当十字架任一端部的水温与十字架中心部水温的差值超过设定阈值,或,十字架任一端部的水温和十字架中心部水温中的任一个或多个超过设定阈值时,发出所述第一控制信号,否则,控制器单元发出第二控制信号。
11、进一步的,所述智能投放模块包括设于所述十字架上端面的药剂筒、设于十字架下端面的配重块、及设于配重块下端且与所述药剂筒连通的电控投放筒,所述电控投放筒下端设有一水平安装面和开设于水平安装面外周的投放口,所述电控投放筒与所述控制器单元信号连接,所述传感器单元设于所述水平安装面上。
12、进一步的,所述驱动组件还包括第二腔室和第三腔室,以及与第二腔室内壁滑动连接的活塞板,活塞板的一端面设有连杆且延伸至第二腔室外侧与所述定位板连接,所述第一腔室和第二腔室通过电磁单向阀连通,第二腔室和第三腔室通过单向阀连通,所述电磁单向阀与所述控制器单元信号连接,用于响应所述第二控制信号使所述第一腔室内气体进入第二腔室;每个所述浮岛单元内均包括一个所述第三腔室,所述种植筒上开设有与所述第三腔室连通的排气孔。
13、进一步的,所述定位板与所述滑板件和所述连杆的连接处具备一与滑板件或所述连杆垂直方向的滑动间距。
14、本发明的有益效果在于:
15、本发明针对气候变化的背景下,提出针对目标水域水温和特定水质指标与预设阈值的关系来控制多层次生态浮岛进行可控的散热以及高质量的微生物药剂投放,使生态浮岛在具备本身的水体修复效果的同时,还能充分适应目标水域水体随气候变化时产生的不同水质变化情况,进行针对性的水体修复,使该系统具备极佳的普适性。
16、本发明的生态浮岛设计中,通过驱动组件响应水质监测模块的控制信号,实现了气体驱动浮岛单元的相互远离和恢复位置,在这过程中第三腔室内的气体通过排气孔排出时,这些气体可以被有效地利用于种植筒内植株的根部清理,以及防止在水生环境中浮岛单元底部的杂质和微生物聚集。
17、本发明通过综合性设计、智能化监测与投放、以及创新性散热机制,有效提升了水域生态环境的适应性和恢复能力,为应对气候变化提供了有力技术支持。
1.基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于:每个所述浮岛单元(2)上设有至少两排并列的通孔(5)、以及贯穿所述通孔(5)的种植筒(6),所述种植筒(6)延伸至水体下方至少十公分。
3.根据权利要求2所述的基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于:所述水质监测模块(200)还包括传感器单元(202);所述控制器单元(201)用于当十字架(4)任一端部的水温与十字架(4)中心部水温的差值超过设定阈值,或,十字架(4)任一端部的水温和十字架(4)中心部水温中的任一个或多个超过设定阈值时,发出所述第一控制信号,否则,控制器单元(201)发出第二控制信号。
4.根据权利要求3所述的基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于:所述智能投放模块(300)包括设于所述十字架(4)上端面的药剂筒(301)、设于十字架(4)下端面的配重块(302)、及设于配重块(302)下端且与所述药剂筒(301)连通的电控投放筒(303),所述电控投放筒(303)下端设有一水平安装面和开设于水平安装面外周的投放口(3),所述电控投放筒(303)与所述控制器单元(201)信号连接,所述传感器单元(202)设于所述水平安装面上。
5.根据权利要求4所述的基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于:所述驱动组件还包括第二腔室(10)和第三腔室(11),以及与第二腔室(10)内壁滑动连接的活塞板(17),活塞板(17)的一端面设有连杆(13)且延伸至第二腔室(10)外侧与所述定位板(7)连接,所述第一腔室(9)和第二腔室(10)通过电磁单向阀(16)连通,第二腔室(10)和第三腔室(11)通过单向阀(18)连通,所述电磁单向阀(16)与所述控制器单元(201)信号连接,用于响应所述第二控制信号使所述第一腔室(9)内气体进入第二腔室(10);每个所述浮岛单元(2)内均包括一个所述第三腔室(11),所述种植筒(6)上开设有与所述第三腔室(11)连通的排气孔(8)。
6.根据权利要求5所述的基于气候变化背景下的水域生态环境恢复系统,其特征在于:所述定位板(7)与所述滑板件(12)和所述连杆(13)的连接处具备一与滑板件(12)或所述连杆(13)垂直方向的滑动间距。