水下載體裝置、水體循環裝置及利用此的水生態系統活性化系統的製作方法

2023-05-19 18:12:46

本發明的實施例涉及一種藻類抑制技術，尤其涉及一種水下載體裝置、水體循環裝置及利用此的水生態系統活性化系統。

背景技術：

最近，由於家畜和內陸水域養殖漁業等的增加，營養鹽類的流入增加，從而導致湖沼的富營養化增加。若湖沼的富營養化導致藻類的異常增殖，則會從水中產生惡臭並導致濁度和色度逐漸增加，最終引起水的腐敗。並且，由於富營養化而導致毒性藻類的增殖並減少水下的溶存氧氣，從而給其他生物帶來危害，並由此破壞水下生態系統的平衡。這種問題會引發針對湖沼上流區域的發展及開發意向的降低、對土地利用的民怨的增加以及針對用於解決問題的政策的替代方案的對立等社會矛盾。湖沼的富營養化導致的藻類增殖的問題在產業的發展與城市化、以及集成農業的發展以後變得更嚴重，這是在全世界範圍內都出現的問題，因此急需應對方案。

[現有技術文獻]

韓國授權專利公報第10-0800122號(2008.01.25)

技術實現要素：

技術問題

本發明的實施例的目的在於提供一種能夠預先防止藻類在湖沼內增殖的水下載體裝置、水體循環裝置及利用此的水生態系統活性化系統。

本發明的實施例的目的在於提供一種能夠抑制湖沼內的藻類的增殖並維持湖沼內的生態系統的水下載體裝置、水體循環裝置及利用此的水生態系統活性化系統。

技術方案

根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統包括：水下載體裝置，以在湖沼內的預設的水深維持浮力的方式配備，並提供湖沼內的一次捕食生物的棲息地；水體循環裝置，與所述水下載體裝置相鄰地配備，並使所述湖沼的上部水體和所述湖沼的下部水體循環。

所述水下載體裝置可以以在所述湖沼內的水深3m以內維持浮力的方式配備。

所述水下載體裝置可以以在所述湖沼內的水深1.2m～2m維持浮力的方式配備。

所述水下載體裝置可以吸收太陽能並阻斷太陽光傳遞至所述水下載體裝置的下部。

所述水下載體裝置可以阻礙所述湖沼內的二次捕食生物的視野而抑制對所述一次捕食生物的捕食行為。

所述水下載體裝置可以包括：載體框架，設置於所述湖沼內；水平載體，在所述湖沼內水平地連接到所述載體框架；多個垂直載體，在所述湖沼內垂直地連接到所述水平載體，且彼此之間相隔。

所述水體循環裝置可以根據所述湖沼的水溫、pH濃度、溶氧量、晝間和夜間以及太陽光量中的至少一個而使所述湖沼的上部水體和所述湖沼的下部水體循環。

所述水體循環裝置可以使所述湖沼的上部水體流入到所述水體循環裝置內，然後使其排出到所述水下載體裝置的下部；或者使所述湖沼的下部水體流入到所述水體循環裝置內，然後使其排出到所述水下載體裝置的上部。

所述水體循環裝置在所述湖沼的上部水體的pH濃度和溶氧量中的至少一個為預設上限值以上的情況下，可以使所述湖沼的上部水體循環至所述水下載體裝置的下部。

所述水體循環裝置在所述湖沼的上部水體的pH濃度和溶氧量中的至少一個為預設下限值以下的情況下，可以使所述湖沼的下部水體循環至所述水下載體裝置的上部。

所述水體循環裝置可以根據所述湖沼的水溫和季節中的至少一個而使循環次數或者循環水體量不同。

所述水體循環裝置可以包括：浮標部，浮在所述湖沼的水面上而給所述水體循環裝置提供浮力；水體移送部，在所述浮標部的下部向著所述湖沼的水深深度方向配備，且內部具有能夠使所述湖沼的水體移動的通道；第一流出流入部，配備於所述水體移送部的上側，並使所述水體移送部的內部和所述湖沼的內部連通；第二流出流入部，配備於所述水體移送部的下側，並使所述水體移送部的內部和所述湖沼的內部連通；泵部，配備於所述水體移送部的內部。

所述水生態系統活性化系統還可以包括：控制裝置，根據所述湖沼的水溫、pH濃度、溶氧量、晝間和夜間、以及太陽光量中的至少一個而遠程控制所述水體循環裝置，以使所述湖沼的上部水體和所述湖沼的下部水體循環。

根據本發明的一實施例的水下載體裝置可以包括：載體框架，配備於湖沼內的預設的水深；水平載體，水平地連接到所述載體框架；多個垂直載體，垂直地連接到所述水平載體，且彼此之間相隔，所述水下載體裝置以在所述預設的水深維持浮力的方式配備，並提供所述湖沼內的一次捕食生物的棲息地。

所述水下載體裝置還可以包括：浮力浮筒，連接到所述載體框架，並漂浮在所述湖沼的水面上，以給所述水下載體裝置提供浮力。

所述載體框架可以包括：中心框架，配備於所述載體框架的中心部；多個臂框架，在所述中心框架的外側以預定的間距配備；線材，將所述多個臂框架以及所述中心框架與所述多個臂框架中的至少一個連接。

所述臂框架的一側可以在所述中心框架的外側摺疊和展開。

所述水平載體可以包括：第一網孔部，固定並連接於所述載體框架，並沿著第一方向配備有多個；第二網孔部，沿著與所述第一方向交叉的第二方向而配備有多個。

所述垂直載體可以包括：垂直載體主體，一端連接到所述水平載體；浮力部件，配備於所述垂直載體主體的另一端，並提供浮力而使所述垂直載體主體在所述湖沼內垂直於所述水平載體。

所述載體框架和所述水平載體可以以在所述湖沼內的水深3m以內維持浮力的方式配備。

根據本發明的一實施例的實體循環裝置可以包括：浮標部，漂浮在湖沼的水面上而提供浮力；水體移送部，在所述浮標部的下部沿著所述湖沼的水深深度方向而配備，並在內部具有能夠使所述湖沼的水體移動的通道；第一流出流入部，配備於所述水體移送部的上側，並使水體移送部的內部和所述湖沼的內部連通；第二流出流入部，配備於所述水體移送部的下側，並使所述水體移送部的內部和所述湖沼的內部連通；泵部，配備於所述水體移送部的內部，其中，所述水體循環裝置使所述湖沼的上部水體和所述湖沼的下部水體循環。

所述水體循環裝置可以以與水下載體裝置鄰接的方式配備，其中，水下載體裝置以在所述湖沼內的預設的水深維持浮力的方式設置，而且所述上部水體和所述下部水體以所述水下載體裝置為基準而被區分。

所述泵部可以使所述湖沼的上部水體通過所述第一流出流入部而流入到所述水體移送部的內部，然後使其通過所述第二流出流入部而排出；或者使所述湖沼的下部水體通過所述第二流出流入部而流入到所述水體移送部的內部，然後使其通過所述第一流出流入部排出。

所述水體循環裝置還可以包括：至少一個過濾器，配備於所述水體移送部的內部。

所述水體循環裝置還可以包括：通信單元，從外部的控制裝置接收所述泵部的運行模式控制信號。

所述水體循環裝置可以根據所述湖沼的水溫、pH濃度、溶氧量、晝間和夜間、以及太陽光量中的至少一個而使所述泵部進行操作，從而使所述湖沼的上部水體和所述湖沼的下部水體循環。

所述水體循環裝置可以在所述湖沼的上部水體的pH濃度和溶氧量中的至少一個為預設的上限值以上的情況下，通過使所述泵部進行操作而使所述湖沼的上部水體通過所述第一流出流入部而流入到所述水體移送部的內部，然後使其通過所述第二流出流入部排出。

所述水體循環裝置可以在所述湖沼的上部水體的pH濃度和溶氧量中的至少一個為預設的下限值以下的情況下，通過使所述泵部進行操作而使所述湖沼的下部水體通過所述第二流出流入部而流入到所述水體移送部的內部，然後使其通過所述第一流出流入部排出。

所述水體循環裝置可以根據所述湖沼的水溫和季節中的至少一個而改變循環次數或者循環水體量。

有益效果

根據本發明的實施例，布置於湖沼內的預定水深的水下載體裝置可以阻斷陽光傳遞至下部，以抑制浮遊植物的光合作用，從而可以防止浮遊植物增殖。並且，通過使水下載體裝置被應用為湖沼內的一次捕食生物的棲息基質，可以在湖沼內組成新的生態系統。水下載體裝置通過限制二次捕食生物的視野而抑制二次捕食生物對一次捕食生物的捕食行為，因此可以在水下載體裝置內提供一次捕食生物能夠增殖的環境。此時，通過使水下載體裝置在水深3m以內維持浮力，使在水下載體裝置的內部棲息的一次捕食生物的光合作用所引起的增殖活躍地進行，從而可以抑制水下載體裝置下部的浮遊植物的光合作用。由於本發明的實施例可以預先防止浮遊植物的增殖，所以不會發生與藻類抑制相關的二次汙染問題，因此能夠利用小成本來有效地防止藻類的增殖。

附圖說明

圖1是示意性地表示根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統被設置於湖沼的狀態的圖。

圖2是示出根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統中的水下載體裝置的立體圖。

圖3是示出根據本發明的一實施例的載體框架的平面圖。

圖4是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，臂框架被摺疊的狀態的圖。

圖5是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，連接水平載體與載體框架的狀態的圖。

圖6是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，垂直載體連接到水平載體的狀態的圖。

圖7是示出根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統中，湖沼內的水體進行循環的狀態的圖。

圖8是示出連接多個根據本發明的一實施例的水下載體裝置的狀態的圖。

符號說明

100：水生態系統活性化系統 102：水下載體裝置

104：水體循環裝置 106：控制裝置

111：浮力浮筒 113：固定部

114：位置固定錐 115：電源線纜

117：第一通信單元 119：第二通信單元

121：溫度傳感器 123：pH傳感器

125：DO傳感器 131：載體框架

134：水平載體 137：垂直載體

137-1：垂直載體主體 137-2：浮力部件

141：中心框架 143：臂框架

145：線材 145-1：第一線材

145-2：第二線材 147：載體固定單元

151：開口部 154：網孔部

154-1：第一網孔部 154-2：第二網孔部

161：連接環 171：浮標部

173：水體移送部 175：第一流出流入部

177：第二流出流入部 179：泵部

具體實施方式

以下，參照圖1至圖8對本發明的水下載體裝置、水體循環裝置、以及利用此的水生態系統活性化系統的具體實施例進行說明。但這僅僅是示例性實施例，本發明不限於此。

在對本發明進行說明時，在判斷為對本發明的相關公知技術的具體說明會對本發明的主旨帶來不必要的混亂的情況下，省略其詳細說明。並且，後述的術語為考慮到本發明中的功能而下定義的術語，其可能根據使用者、操作者的意圖或慣例等而不同。所以，其定義應基於本說明書全文的內容而確定。

本發明的技術思想根據權利要求書而確定，以下實施例僅僅用於給在本發明所屬的技術領域中具有基本知識的人員有效地說明具有進步性的本發明的技術思想。

圖1是示意性地表示根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統被設置於湖沼的狀態的圖。

參照圖1，水生態系統活性化(activation)系統100包括：水下載體裝置102、水體循環裝置104和控制裝置106。

水下載體裝置102可以設置於湖沼50內的水中。水下載體裝置102可以連接到設置於湖沼50的表面的至少一個浮力浮筒(buoy)111。浮力浮筒111給水下載體裝置102提供預定的浮力，據此起到防止水下載體裝置102下沉的作用。浮力浮筒111可以連接有位置固定錐114。水下載體裝置102形成為能夠在湖沼50內的預定水深維持浮力的結構。例如，水下載體裝置102可以以在水深2～3m內維持浮力的方式形成。

水下載體裝置102可以在從湖沼50的邊緣隔開預定距離的湖沼帶設置於水中。這種湖沼帶中沒有捕食浮遊植物的一次捕食生物能夠棲息的基質，一次捕食生物被捕食一次捕食生物的二次捕食生物捕食，因此一次捕食生物的個體數受限，從而會形成浮遊植物能夠增殖的環境。其中，一次捕食生物例如可以是附生藻類(例如，浮遊動物等)、附生微生物、以及微小動物(Microzoon)(例如，輪蟲類等)等。並且，二次捕食生物例如可以是魚類(例如，魚)等。

水下載體裝置102在湖沼50內提供一次捕食生物的棲息地。即，水下載體裝置102在湖沼50內成為一次捕食生物的棲息基質。並且，水下載體裝置102可以起到抑制二次捕食生物對一次捕食生物的捕食行為的作用。水下載體裝置102起到阻礙二次捕食生物的視野的障礙物的功能，從而能夠抑制二次捕食生物對一次捕食生物的捕食行為。

並且，水下載體裝置102通過吸收太陽能而起到阻斷陽光傳遞至水下載體裝置102的下部的作用。即，水下載體裝置102通過吸收太陽能而起到使一次捕食生物的增殖維持活躍的作用。相反，水下載體裝置102能夠通過阻斷陽光傳遞至水下載體裝置102的下部而確保抑制浮遊植物的光合作用的水域。

水體循環裝置104隨著控制裝置106的控制而起到使湖沼50的水體循環的作用。水體循環裝置104的上端部可以在水面上露出。並且，水體循環裝置104的上端部的下部可以位於湖沼50內部。水體循環裝置104可以連接到設置於湖沼50的底面的至少一個固定部113而固定。水體循環裝置104的一側連接到控制裝置106，另一側可以藉助於連接到水體循環裝置104的電源線纜115而得到電源供應。本文中，對電源線纜115的一側連接到控制裝置106的情形進行了說明，但不限於此，電源線纜115的一側可以連接到除此之外的多樣的電源供應設施(未示出)。

水體循環裝置104可以根據控制裝置106的控制而使湖沼50的水體上下循環。例如，水體循環裝置104可以使位於水下載體裝置102的上部的水體流入，並將其排出到水下載體裝置102的下部，並且，水體循環裝置104可以使位於水下載體裝置102的下部的水體流入，並將其排出到水下載體裝置102的上部。其中，將位於水下載體裝置102的上部的水體稱為「上部水體」，並將位於水下載體裝置102的下部的水體稱為「下部水體」。在水體循環裝置104可以配備有用於進行與控制裝置106的通信的第一通信單元117。

控制裝置106可以配備在位於湖沼50的附近的地表上。控制裝置106可以遠程控制水體循環裝置104。在控制裝置106可以配備有用於與水體循環裝置104進行通信的第二通信單元119。第一通信單元117和第二通信單元119以可以能夠進行無線通信的方式配備，但是不限於此，可以進行有線通信或者混合無線和有線的形態的通信。控制裝置106可以控制水體循環裝置104，以使上部水體和下部水體能夠根據湖沼50的環境變化而循環。控制裝置106例如可以控制水體循環裝置104，以使上部水體和下部水體能夠根據湖沼50的水溫、pH濃度、溶氧量(DO)、風向、風速以及太陽光量等中的至少一個的變化而循環。本文中，對控制裝置106位於靠近湖沼50的地表上而遠程控制水體循環裝置104的情形進行了說明，但不限於此，控制裝置106可以配備於水體循環裝置104。

水生態系統活性化系統100還可以包括用於測量湖沼50的水溫的溫度傳感器121、用於測量湖沼50的pH濃度的pH傳感器123以及用於測量湖沼50的溶氧量的DO(Dissolved Oxygen)傳感器125。並且，水生態系統活性化系統100還可以包括用於測量吹向湖沼50的風的風向的風向傳感器(未示出)、用於測量吹向湖沼50的風的風速的風速傳感器(未示出)、以及用於測量湖沼50的太陽光量的光量傳感器(未示出)等。溫度傳感器121、pH傳感器123、DO傳感器125、風向傳感器(未示出)、風速傳感器(未示出)以及光量傳感器(未示出)可以周期性地或實時地將測量的傳感器值傳遞給第一通信單元117。此時，第一通信單元117可以將從各個傳感器接收的傳感器值傳送給第二通信單元119。但是不限於此，可以將各個傳感器的傳感器值直接傳送給第二通信單元119。

圖2是示出根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統中的水下載體裝置的立體圖。

參照圖2，水下載體裝置102可以包括載體框架131、水平載體134以及垂直載體137。載體框架131起到支撐水下載體裝置102的作用。參照圖3對載體框架131的具體構成進行說明。

圖3是示出根據本發明的一實施例的載體框架的平面圖。參照圖3，載體框架131可以包括：中心框架141、臂(Arm)框架143以及線材145。中心框架141可以形成為中空的圓形態(即，環形態)。水體循環裝置104插入到中心框架141的中空的內部。本文中，對中心框架141形成為圓形態的情形進行了說明，但不限於此，中心框架141可以形成為此外的多種形態(例如，橢圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形等)。

臂框架143可以在中心框架141的外表面以預定的間距形成。例如，臂框架143可以在中心框架141的外表面以60°的間距配備。在此情況下，6個臂框架143在中心框架141的外表面以60°的間距配備。此時，載體框架131成為六邊形平面結構物。但是，不限於此，臂框架143可以在中心框架141的外表面以多樣的間距(例如，45°、72°、90°、120°等)配備。在各個臂框架143可以以預定的間距配備有多個載體固定單元147。載體固定單元147用於將水平載體134連接到臂框架143而進行固定。載體固定單元147例如可以由U型螺栓形成，但不限於此。

線材145可以包括：在臂框架143之間連接臂框架143的第一線材145-1；以及將中心框架141和臂框架143連接的第二線材145-2。第一線材145-1可以在各個臂框架143的末端一次連接臂框架143。並且，第一線材145-1可以在未到達各個臂框架143的末端的位置二次連接臂框架143。在臂框架143在中心框架141的外表面以60°的間距配備的情況下，第一線材145-1形成六邊形形態。第二線材145-2可以將配備於中心框架141的外表面的臂框架143中的以120°的間距配備的臂框架143和中心框架141連接。但是，不限於此，第二線材145-2可以分別連接配備於中心框架141的外表面的所有臂框架143和中心框架141。

載體框架131的外形由六邊形結構物形成，內形由6個三角形結構物形成，從而可以使立體載體(即，水平載體134和垂直載體137)穩定地連接而被固定，並且可以將在立體載體和載體框架131之間產生的載荷分散。

另外，臂框架143可以在中心框架141的外表面以能夠摺疊和展開的方式配備。即，臂框架143的一側(連接到中心框架141的一側)可以在中心框架141的外表面可上下旋轉地連接到中心框架141。

圖4是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，臂框架被摺疊的狀態的圖。參照圖4，在臂框架143在中心框架141的外表面展開的狀態下，可以使臂框架143的一側旋轉至下部而將臂框架143摺疊。並且，在臂框架143被摺疊的狀態下，可以將臂框架143的一側向上部旋轉而展開臂框架143。臂框架143的一側可以鉸鏈結合到中心框架141。但是，不限於此，臂框架143的一側可以以能夠向上下方向旋轉的多種方式結合到中心框架141。如上所述，在臂框架143以能夠摺疊和展開的方式配備的情況下，可以使水下載體裝置102的搬運、設置和維護變得容易。

再次參照圖2，水平載體34在載體框架131上連接到載體框架131。水平載體134可以在與載體框架131水平地布置的狀態下連接到載體框架131。水平載體134可以以對應於載體框架131的形狀配備。例如，在載體框架131具有六邊形平面結構物的形狀的情況下，水平載體134也可以以六邊形平面結構物的形狀配備。

圖5是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，連接水平載體與載體框架的狀態的圖。參照圖5，在將水平載體134布置在載體框架131的上部的狀態下(圖5的(a))，將水平載體134放置在載體框架131後連接水平載體134和載體框架131(圖5的(b))。此時，可以利用配備於臂框架143的載體固定單元147而將水平載體134連接到載體框架131。

在水平載體134的中心部可以與中心框架141的內部中空的部分對應地配備有開口部151。水平載體134的開口部151的邊緣151a和水平載體134的外廓邊緣134a之間可以以網孔(Mesh)的形態形成。即，在水平載體134的開口部151的邊緣151a和水平載體134的外廓邊緣134a之間可以包含網孔部154。例如，在開口部151的邊緣151a和水平載體134的外廓邊緣134a之間可以沿著第一方向排列有第一網孔部154-1，並且可以沿著與第一方向交叉的第二方向排列有第二網孔部154-2。第一網孔部154-1和第二網孔部154-2可以分別以預定的間距排列有多個。其中，在6個臂框架143在中心框架141的外表面以60°的間距配備的情況下，載體框架131和水平載體134可以被劃分成6個扇形部分(Sector)。在以上述結構配備的情況下，在水下也能夠良好地維持原有形態，並且可以防止產生結構物的變化或扭曲等現象。

再次參照圖2，多個垂直載體137可以連接到水平載體134。垂直載體137可以與水平載體134垂直地連接。圖6是示出根據本發明的一實施例的水下載體裝置中，垂直載體連接到水平載體的狀態的圖。參照圖6，垂直載體137可以包括垂直載體主體137-1和浮力部件137-2。垂直載體主體137-1可以形成為預定規格的板形態。垂直載體主體137-1的一端連接到水平載體134。此時，垂直載體主體137-1的一端可以利用連接環161等而連接到水平載體134。

浮力部件137-2可以配備於垂直載體主體137-1的另一端。浮力部件137-2可以起到給垂直載體137提供浮力而使垂直載體137在湖沼50內維持豎直狀態的作用。即，垂直載體主體137-1的一端為連接並固定於水平載體134的狀態，因此浮力部件137-2起到防止垂直載體主體137-1在水中向旁邊側倒下而使其保持豎直狀態的作用。垂直載體主體137-1的一端可以為捲曲的狀態，在其內部可以插入浮力部件137-2。但是不限於此，浮力部件137-2也可以粘結到垂直載體主體137-1的另一端。

垂直載體137可以以預定間距周期性地排列在水平載體134。例如，垂直載體137可以以預定間距周期性地排列在沿著第一方向排列的第一網孔部154-4。並且，垂直載體137可以以預定的間距周期性的連接到在沿著與第一方向交叉的第二方向排列的第二網孔部154-2。

如上所述，垂直載體137垂直地連接到水平載體134，並以預定間距交叉地連接到水平載體134，據此可以阻斷陽光傳遞至水下載體裝置102的下部，從而可以抑制浮遊植物的光合作用而防止浮遊植物的增殖。並且，水下載體裝置102可以被應用為湖沼50內的一次捕食生物的棲息基質。即，可以在自然狀態下不存在棲息基質的湖沼50的湖沼帶人工地配備棲息基質，從而提供一次捕食生物能夠棲息的棲息地。可以藉助於水下載體裝置102而在湖沼50內組成新的生態系統。此時，因為垂直載體137限制了二次捕食生物的視野，可以抑制二次捕食生物對一次捕食生物的捕食行為，因此可以在水下載體裝置102提供能夠使一次捕食生物增殖的環境。

水下載體裝置102以能夠在水深2～3m以內(即，距湖沼50的表面2～3m以內)維持浮力的方式配備，從而可以吸收太陽光能量並使一次捕食生物的增殖保持活躍。即，太陽光呈現從水面隨著水深的增加而對數性衰減的傾向。此時，湖沼50內的藻類所產生的光合作用在距水面2～3m的位置呈現最大值。因此，本發明的實施例中通過使水下載體裝置102在水深2～3m以內維持浮力，可以使棲息於水下載體裝置102的一次捕食生物通過光合作用活躍地進行增殖。優選地，可以使水下載體裝置102(更具體為水平載體134)的位置在水深1.2～2m處。更優選地，可以使水下載體裝置102(更具體為水平載體134)的位置在水深1.5m處。其中，水下載體裝置102可以藉助於自身重量所引起的浮力和浮力浮筒111所提供的輔助浮力而在對應的水深不下沉地維持。

根據本發明的實施例，通過阻斷陽光傳遞至水下載體裝置102的下部，而抑制浮遊植物的增殖。並且，通過維持高的一次捕食生物的個體數而使一次捕食生物攝食浮遊植物，從而能夠預先防止湖沼50內的浮遊植物的增殖。即，本發明的實施例可以藉助於水生態系統活性化系統100而預先防止湖沼50內的毒性藻類的產生。

水平載體134和垂直載體137可以由環保材料形成。例如，水平載體134和垂直載體137可以由比重為0.91～0.93的低密度聚乙烯(Low Density PolyEthylene)形成。低密度聚乙烯是如下的對人體無害的環保材料：重量輕，因此容易浮在水中，並且即使溫度降至-40℃也不會改變物性，且具有耐水性、耐藥品性，且無味、無臭、無毒性等。並且，浮力部件137-2也可以由不含有害成分的聚乙烯材料形成。但是，不限於此，水平載體134和垂直載體137等可以由此外的聚烯烴系列的材質形成。並且，載體框架131可以由環保材料形成。載體框架131可以由不鏽鋼(例如，SUS 304等)形成。

圖7是示出根據本發明的一實施例的水生態系統活性化系統中，湖沼內的水體進行循環的狀態的圖。

參照圖7，水體循環裝置104可以包括：浮標部171、水體移送部173、第一流出流入部175、第二流出流入部177和泵部179。

浮標部171配備於水體循環裝置104的上端。浮標部171起到給水體循環裝置104提供浮力而防止水體循環裝置104下沉的作用。浮標部171漂浮在湖沼50的水面上。水體循環裝置104可以連接到水下的載體框架131。在此情況下，水體循環裝置104可以藉助於浮力浮筒111而得到額外的浮力。在浮標部171上可以配備有第一通信單元117。

水體移送部173配備於浮標部171的下部。水體移送部173位於湖沼50內。水體移送部173可以具有從湖沼50的水面到水下載體裝置102的下部的長度，並向湖沼50的水深方向配備。水體移送部173在內部配備有能夠使湖沼50的水體移動的通道。水體移送部173可以插入到載體框架131的中心框架141和水平載體134的開口部151而位於湖沼50內。

第一流出流入部175可以配備於水體移送部173的上側。第一流出流入部175連通水體移送部173的內部和湖沼50的內部。可以通過第一流出流入部175而使水體移送部173內部的水體被排出到湖沼50側。湖沼50內的水體(即，上部水體)可以通過第一流出流入部175而流入到水體移送部173的內部。

第二流出流入部177可以配備於水體移送部173的下側。第二流出流入部177連通水體移送部173的內部和湖沼50的內部。可以通過第二流出流入部177而使水體移送部173內部的水體被排出到湖沼50側。湖沼50內的水體(即，下部水體)可以通過第二流出流入部177而流入到水體移送部173的內部。

泵部179可以配備於水體移送部173內。泵部179使湖沼50內的上部水體通過第一流出流入部175而流入到水體移送部173的內部，然後通過第二流出流入部177而排出到湖沼50側。即，泵部179可以藉助於水體移送部173而將湖沼50內的上部水體移送到水下載體裝置102的下部。將這種運行模式稱為正常運行模式。泵部179使湖沼50內的下部水體通過第二流出流入部177而流入到水體移送部173的內部，然後通過第一流出流入部175而排出到湖沼50側。即，泵部179可以藉助於水體移送部173而將湖沼50內的下部水體移送至水下載體裝置102的上部。將這種運行模式稱為逆流運行模式。藉助於泵部179的這種作用，可以使湖沼50內的上部水體和下部水體進行循環。泵部179例如可以使用螺杆泵(screw pump)，但不限於此。水體循環裝置104可以基於控制裝置106的控制而使泵部179在正常運行模式或者逆流運行模式下運行。

另外，在水體移送部173的內部通道可以配備有至少一個過濾器(未示出)。在此情況下，當湖沼50內的上部水體和下部水體在水體移送部173的內部通道移動並循環時，使異物被過濾器(未示出)過濾，因此可以逐漸淨化湖沼50的水體。

其中，水下載體裝置102為如下的結構：在水下載體裝置102的內部最大化太陽能的利用率而將一次捕食生物的光合作用同化作用最大化，並阻斷陽光傳遞至水下載體裝置102的下部，從而通過光的不足而抑制浮遊植物的增殖。因此，在晝間和夜間呈現湖沼50的溶氧量(DO)數值和pH濃度不同的特性。水下載體裝置102的內部是布置有水平載體134和垂直載體137的空間，並指一次捕食生物的棲息空間。

參照圖7(a)，在晝間，由於水下載體裝置102的內部的一次捕食生物的光合作用同化作用，湖沼50內的上部水體的溶氧量和pH濃度將會上升。在湖沼50內的溶氧量和pH濃度上升的情況下，會妨礙在水下載體裝置102的內部棲息的一次捕食生物的生長。並且，陽光在晝間集中於水下載體裝置102的內部而使表層的水溫上升。因此，在晝間，有必要使具有高水溫、高溶氧量和高pH濃度的上部水體循環至具有低水溫、低溶氧量和低pH濃度的水下載體裝置102的下部。即，在晝間，可以通過使水體循環裝置104在正常運行模式下運行，來調節湖沼50內的水溫和pH濃度，並將過飽和的溶氧量供應至水下載體裝置102的下部。

參照圖7(b)，在夜間，由於水下載體裝置102的內部的一次捕食生物的呼吸異化作用，而使湖沼50內的上部水體的溶氧量減少。在此情況下，在水下載體裝置102的內部棲息的動物界(例如，微小動物)的生長發育會產生問題。因此，通過使水體循環裝置104在逆流運行模式下運行，可以使在晝間存儲溶氧量的湖沼50內的下部水體移動至水下載體裝置102的上部，從而使水生態系統維持被活性化的狀態。

另外，水下載體裝置102內部的生態系由植物界和動物界構成，且各自的最優環境條件不同。對於植物界的生存而言，必要條件為陽光、水溫及營養鹽的供應；對於動物界的生存而言，必要條件為水溫和食物(即，浮遊植物的供應)。但是，其中的作為對於植物界和動物界都重要的環境條件的水溫因季節的變化而產生較大的差距。因此，需要按季節以及按晝間和夜間來調節水下循環裝置104的運行模式。

其中，上向流為存在於水下載體裝置102的下部的水體(即，下部水體)的上部循環，並表示水體循環裝置104的逆流運行模式，下向流表示存在於水下載體裝置102的上部(更具體為水平框架134的上部)的水體(即，上部水體)的下部循環，並表示水體循環裝置104的正常運行模式。並且，1級表示一日循環次數為1～2次的情形，2級表示一日循環次數為6～7次的情形，3級表示一日循環次數為8～10次的情形。其中，用一日循環次數區分了等級，但是不限於此，可以根據一日循環水體量而區分。並且，水溫表示湖沼50的水面溫度。

參照表1，對於冬季而言，當水溫在5℃以下時，在晝間使水體循環裝置104運行為1級下向流，在夜間使水體循環裝置104運行為1級上向流。並且，當水溫為5℃以上時，在日間和夜間都可以運行為1級上向流。對於冬季而言，可以以能夠維持一次捕食生物的生長並最小化湖沼50的水面凍結的形態運行水體循環裝置104。

對於循環季(春和秋)而言，在晝間可以使水體循環裝置104運行為2級上向流，在夜間使水體循環裝置104運行為2級下向流。對於循環季而言，由於循環季是湖沼50內的水體的營養鹽的濃度上升的時期，所以在晝間可以使水體循環裝置104在逆流運行模式下運行，從而使湖沼50的下部水體循環至上部，以提高水下載體裝置102內的一次捕食生物的活躍度。在此情況下，湖沼50的下部水體的營養鹽被供應給水下載體裝置102內的一次捕食生物，因此可以有效地去除湖沼50內的營養鹽。並且，在夜間，通過使水體循環裝置104在正常運行模式下運行，可以使周邊的藻類(即，浮遊植物)流入到水下載體裝置102內，並據此可以使浮遊植物的藻類攝食活躍地進行。

對於夏季而言，當水溫小於30℃時，在晝間可以使水體循環裝置104運行為3級下向流，在夜間使水體循環裝置104運行為3級上向流。並且，當水溫在30℃以上時，在日間可以使水體循環裝置104運行為3級上向流，在夜間使水體循環裝置104運行為3級下向流。當表層水的水溫在小於30℃時，在表層水出現的浮遊藻類相比水下載體裝置102內的附生藻類，在光競爭下表現出優勢的地位，因此會阻礙附生藻類的生長。因此，在表層水的水溫在30℃以上的情況下，可以在晝間使低溫和低藻類濃度的下部水體循環至上部而維持水下載體裝置102內的浮生藻類的光合作用競爭力。

並且，水體循環裝置104可以根據湖沼50內的上部水體的溶氧量數據而調節其運行模式。例如，在上部水體的溶氧量(DO)為10以下的情況下，可以使水體循環裝置104在逆流運行模式下運行；在上部水體的溶氧量(DO)為7以下的情況下，使水體循環裝置104在正常運行模式下運行。

控制裝置106用於通過溫度傳感器121、pH傳感器123、DO傳感器125等而監視湖沼50的水溫、pH濃度及溶氧量的變化，並據此控制水體循環裝置104的運行模式。控制裝置106可以將湖沼50的水溫、pH濃度及溶氧量存儲在資料庫中，從而預測其變化狀態。

根據本發明的實施例，可以通過在湖沼50內配備一次捕食生物的棲息地，並改變水下載體裝置102下部的光利用環境，從而抑制浮遊植物的增殖。即，能夠藉助於由水下載體裝置102引起的生態環境的組成而通過生物學的方式防止浮遊植物的增殖。如上所述，因為可以通過生物學的方式而預先防止浮遊植物的增殖，因此可以防止發生關於藻類抑制的二次汙染的問題，並且可以利用小成本防止藻類增殖。即，目前在藻類產生以後通過事後處理的方式而使用了藥品等，但是藥品的大部分依賴進口，因此需要相當大的成本，並產生由於藥品的使用的二次汙染問題，相反，本發明的實施例通過生物學(生態學)的方式而防止了浮遊植物的增殖，因此不會發生2次汙染的問題，並在設置後需要少量的維護費用，從而能夠利用小成本來有效地控制藻類的增殖。

圖8是示出連接多個根據本發明的一實施例的水下載體裝置的狀態的圖。

參照圖8，水下載體裝置102可以連接有多個。圖8中示出了連接19個水下載體裝置102的狀態。如上所述，如果連接多個水下載體裝置102，則可以大面積地確保藉助於水下載體裝置102的一次捕食生物的棲息地，並且可以確保較寬的水下載體裝置102下部的光合作用阻斷區域。水體循環裝置104可以設置於各個水下載體裝置102，但不限於此，也可以在每若干個水下載體裝置102中設置一個。

以上，通過代表性的實施例而對本發明進行了詳細的說明，但是在本發明的所屬技術領域具有基本知識的人員可以理解到，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以進行多種變形。所以本發明的權利範圍不應局限於說明的實施例，而是應根據權利要求書及其等同概念而被確定。