【技术实现步骤摘要】
一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及水环境监测
，具体为一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置及方法。
技术介绍
[0002]沉积物是水体中物质代谢与能量循环的主要场所，其耗氧速率被广泛用于底栖生物初级生产力、有机物矿化速率及污染物转换方向等方面的研究，对评估水体底栖环境、控制水体内源污染和研究水环境生物地球化学循环过程具有重要意义。
[0003]目前，国内外测量沉积物耗氧速率的方法主要有实验室观测法、底栖培养室法和微电极剖面法。实验室观测法需要对沉积物进行取样后在实验室进行滴定等操作，属于非原位方法，因此不免在采集过程中干扰沉积物结构和改变样品物化性质。底栖培养室法通过传感器跟踪封闭上覆水体的溶解氧浓度进而计算沉积物耗氧，属于原位观测方法，但却割裂了观测点与周围环境的联系，且因封闭水体中溶解氧逐渐消耗而无法长期开展。微电极剖面法将溶解氧微电极逐步刺入沉积物中以检测其不同深度处的溶解氧浓度从而计算沉积物耗氧速率，该方法不可避免地干扰了沉积物结构，且因探头脆弱而难以长期原位...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，包括设于水面的浮标（1）和设于水下的测量框架（2），其特征在于：所述测量框架（2）上设有可竖向移动的升降平台（3），所述升降平台（3）上安装有旋转电机（4），所述旋转电机（4）输出端设有声学多普勒流速仪（5）和溶解氧梯度采集仪（6），所述声学多普勒流速仪（5）表面还固定设有自适应导流板（7）。2.根据权利要求1所述的一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，其特征在于：所述升降平台（3）上竖向固定安装有升沉电机（8），所述升沉电机（8）输出端设有第一齿轮（9），所述第一齿轮（9）与第二齿轮（10）啮合，所述第二齿轮（10）底部的转动轴通过轴承安装于升降平台（3）上表面，第二齿轮（10）顶部中心位置通过接头与螺纹杆（11）底部固定连接，所述螺纹杆（11）表面与固定螺母（12）螺纹配合，所述固定螺母（12）通过安装架（13）固定于测量框架（2）顶部。3.根据权利要求2所述的一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，其特征在于：所述升降平台（3）两端固定设有滑槽（14），所述滑槽（14）与竖向设置的滑轨（15）滑动配合，所述滑轨（15）固定于测量框架（2）侧部。4.根据权利要求2所述的一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，其特征在于：所述旋转电机（4）竖向固定于升降平台（3）上，其输出端设有第三齿轮（16），所述第三齿轮（16）与第四齿轮（17）啮合，所述第四齿轮（17）顶部的转动轴通过轴承安装于升降平台（3）下表面，第四齿轮（17）底部中心位置通过接头与声学多普勒流速仪（5）顶部固定连接，声学多普勒流速仪（5）通过第一支架（18）与溶解氧梯度采集仪（6）固定连接。5.根据权利要求4所述的一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，其特征在于：所述声学多普勒流速仪（5）通过第二支架（19）与CO2分压传感器（20）连接。6.根据权利要求1所述的一种长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置，其特征在于：所述浮标（1）顶部设有太阳能板（21）和密封舱（22），所述密封舱（22）内设有蓄电池、电源控制器、串口服务器和数据传输设备，所述测量框架（2）顶部设有水密舱（23），所述水密舱（23）内设有数据采集器和串口服务器，且与密封舱（22）通过水密电缆连接，测量框架（2）顶部与浮标（1）底部之间通过绳索连接，测量框架（2）底部设有支撑腿（25）。7.一种权利要求1至6任一项所述长期实时的沉积物耗氧速率原位测量装置的测量方法，其特征在于：它包括如下步骤：S1：观测高度的粗调：升沉电机（8）工作后使得升降平台（3）竖向移动，使得声学多普勒流速仪（5）与溶解氧梯度采集仪（6）这些观测设备的高度可调，预留充分的观测高度，在设备沉降稳定后分析声学多普勒流速仪（5）接收的声波信号以确定采样点（24）与沉积物
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水界面的距离；S2：观测高度的精调：观测高度粗调完成后，在底部边界层水动力条件稳定的情况下继续进行精调，每隔一段时间通过升沉电机（8）带动设备上升一定距离，并且通过声学多普勒流速仪（5）和溶解氧梯度采集仪（6）同步测量沉积物耗氧速率，进而得到耗氧速率随观测高度的变化曲线，最终依据该曲线将观测高度调整至...
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