CN109455818A - 一种可调节式沉水植物种植床及修复水体的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节式沉水植物种植床及修复水体的方法，应用于水体修复技术领域，可调节式沉水植物种植床包括种植床本体，种植床本体的周边上间隔均匀地可拆卸连接有多个垂直浮筒，上下相邻的两个垂直浮筒之间及最上方的垂直浮筒的顶部均可拆卸连接有连接密封盖，各垂直浮筒的内部设有可调节配重物。利用本发明预先培养种植沉水植物，生长稳定后再整体转移至目标修复水体，可提高其生长稳定性和种植效率，减少施工时间和人力成本；因种植床本体周边可拆卸连接有多个内设可调节配重物的垂直浮筒，从而可快捷地调节种植床本体在水体中的深度，满足沉水植物的生长需求，降低水质和光照条件对其生长的影响，适用于不同深度和水质情况的水体修复。
Description
技术领域
本发明涉及水体修复技术领域，特别涉及一种可调节式沉水植物种植床及修复水体的方法。
背景技术
随着经济的高速发展，人口的急剧增长以及工业化和城市化进程的加快，氮、磷营养物质向湖泊的排放量日益增多，导致我国已经有相当数量的湖泊处于富营养化水平，湖泊富营养化已经成为严重威胁我国水资源和水安全的最重要的社会和环境问题之一。水体富营养化的修复方法主要包括物理、化学和生物方法。其中物理方法往往工程量较大，且部分修复技术存在治标不治本的缺点；化学修复方法中使用化学试剂可能对环境造成二次污染；而应用水生植物修复水体的生物修复技术具有环境友好、处理成本低、能耗低等优点，已经被广大学者们研究应用。
与浮水植物相比，沉水植物具有更好的水质净化效果。沉水植物可以吸收水体中氮、磷营养物质，并同化为自身的结构组成物质，降低水体中的氮、磷营养物质浓度，净化水质；由于根茎叶均完全浸没于水中，沉水植物所产生的氧气全部释放于水中，对增加水体的溶解氧的贡献很大，较浮水植物更有效地提高水体的氧化程度；同时，沉水植物同藻类竞争所需要的营养物质以及所需的光热条件，并且可以分泌化感物质，破坏藻类正常的生理代谢功能，从而抑制藻类的生长；沉水植物还通过吸附水体中的悬浮物质，提高水体透明度，改善水下光照条件。
在沉水植物修复富营养化水体的应用中，种植初期沉水植物生长不稳定，受到水质、流速、水深、光照等环境因素的影响较大。水深和光照强度是影响沉水植物成活和生长的重要因子，为保证沉水植物正常生长，大多通过降低水位的办法来满足水下光照条件，随着植物生长稳定，逐渐恢复到原有水位，但这种方法的实施常常受到场地环境条件的限制。利用种植床连接升降装置，可以调节沉水植物在水中的种植深度，但这种方法结构复杂、装置稳固性差、适用范围窄。通过水下插桩，利用调节器可以实现植物网床深度调节，但存在水下打桩不易或深水区操作难度大的问题。中国专利CN102349401B公开了一种水下生态修复中的水草水下悬空种植方法及水草悬床装置，利用钢缆或绳索固定浮力种植平台，通过控制钢缆或绳索长度可以控制平台悬浮深度，但可控性差，同样存在水下作业困难的问题。中国专利CN103145249B公开了一种组合式可调节复合生态浮岛，利用可调节多层次生态浮岛，可以通过控制沉水植物层位置调节种植深度，但浮体或上层植物占用水面面积大，影响下层沉水植物的采光。中国专利CN103749145B公开了一种沉水植物模块化生长床及恢复水底沉水植物生长的方法，通过悬浮体数量和配重体重量的控制，可以保持生长床悬浮的深度，但无法调节悬浮体长度，适用水体深度有限。
除了环境因素的影响，在沉水植物水体修复工程中，通常采用现场人工扦插或抛投种植的方式，但人工种植效率较低，对人力、物力消耗较大，在移栽过程中沉水植物根系容易受损。采用预先培养沉水植物构成草皮形式整体转移铺设种植，可以提高种植效率，但在草皮运输过程中植物仍然容易压损或死亡。这些问题的存在都在一定程度上限制了沉水植物在水体修复工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节式沉水植物种植床及修复水体的方法，利用该沉水植物种植床，可以有效简化沉水植物的运输和种植、降低环境因素对植物生长的影响、提高沉水植物的生长稳定性，并适用于不同深度和水质情况的水体修复。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种可调节式沉水植物种植床，包括种植床本体，所述种植床本体的周边上间隔均匀地可拆卸连接有多个垂直浮筒，上下相邻的两个所述垂直浮筒之间及最上方的垂直浮筒的顶部均可拆卸连接有连接密封盖，各所述垂直浮筒的内部设有可调节配重物。
进一步地，所述种植床本体包括若干个种植模块，所述种植模块为顶部无盖的矩形截面槽体，所述种植模块的每个侧面上均间隔设有多个连接孔，各所述种植模块之间通过连接组件与各连接孔的配合连接成一体以形成种植床本体。
进一步地，所述种植模块的四个内角处均设有适于与垂直浮筒的下端螺纹连接的螺孔柱。
进一步地，所述垂直浮筒为中空的长条状筒体，所述垂直浮筒的上端开口朝上，所述垂直浮筒的上端和下端分别设有上连接段和下连接段，所述上连接段和下连接段均设有外螺纹；所述连接密封盖的上端设有与下连接段螺纹连接的上螺纹孔，所述连接密封盖的下端设有与上连接段螺纹连接的下螺纹孔。
进一步地，所述种植模块的底部均匀布置有多个微孔。
进一步地，所述垂直浮筒的外壁上设有刻度线。
进一步地，所述种植床本体上设有植物种植层，所述植物种植层包括种植层和植物层，所述种植层铺设于种植床本体上，所述种植层上种植沉水植物以形成植物层。
进一步地，所述种植层采用植物纤维毯制成。
进一步地，所述沉水植物选用苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、眼子菜、大茨藻、金鱼藻中的一种或多种。
一种使用可调节式沉水植物种植床修复水体的方法，包括以下步骤：
S1、繁殖培育沉水植物：在种植模块中铺设植物纤维毯以形成种植层，将沉水植物的幼苗或繁殖体种植在植物纤维毯上以形成植物层，将整个种植模块放入浅水池塘中进行繁殖生长，随着沉水植物的生长，沉水植物的根系在植物纤维毯上扎根挺立，并穿过种植模块底部的微孔，使植物纤维毯和种植模块稳固结合在一起；
S2、运输种植模块：待沉水植物育成之后，将种植有沉水植物的种植模块依次取出，相互堆叠起来并装车运输至水体修复工程现场，运输过程中洒水以保持一定湿度；
S3、水体修复工程现场施工：根据需修复水体的范围大小，将所需数量的种植模块用连接组件连接成一体以形成种植床本体，在种植床本体的周边连接垂直浮筒后，把种植床本体整体放入需要修复的水域，通过调整种植床本体周边垂直浮筒的数量以保持种植床本体在水体中悬浮平衡，通过在垂直浮筒的内部添加粗砂粒来调节种植床本体的配重，从而控制种植床本体浸没在水中的深度，并拧紧连接密封盖使垂直浮筒密闭不进水；
S4、调整沉水植物的种植深度：在沉水植物的净化作用下，目标水体的水质提升，水体透明度逐渐提高，水下光照条件也随之改善，然后通过连接密封盖在顶部的垂直浮筒上继续增加垂直浮筒，延长垂直浮筒的整体长度，同时在垂直浮筒中添加粗砂粒以增加整体配重，进一步加大种植床本体的悬浮深度，直至种植床本体下降至水底，待沉水植物适应水底的生长条件后拆除垂直浮筒，使沉水植物在水底稳定生长。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的可调节式沉水植物种植床设计合理，制作简单，成本低廉，操作简单，通过在种植床本体的周边可拆卸连接有多个内设可调节配重物的垂直浮筒，从而可方便快捷地调节种植床本体在水体中的深度，满足沉水植物的生长需求；
2、本发明通过在铺设于种植模块上的植物纤维毯预先培养种植沉水植物，生长稳定后再整体转移至目标修复水体，有效提高了植物的生长稳定性和种植效率，大大减少施工时间和人力成本；
3、在运输沉水植物时，种植模块需相互堆叠起来装车运输，由于种植模块具有一定高度且边缘相互支撑，避免了运输过程中沉水植物的压损死亡；
4、现场的施工操作基本上只需在水面进行，克服了水下施工难度大的问题，操作管理简单；种植模块的侧面具有一定的抗风浪作用，减少风浪对沉水植物的冲击；
5、本发明可以根据沉水植物生长需求来控制种植深度，降低水质和光照条件对沉水植物生长的影响，适用于不同深度和水质情况的水体修复。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1为本发明可调节式沉水植物种植床的结构示意图；
图2为本发明可调节式沉水植物种植床的俯视图；
图3为本发明可调节式沉水植物种植床中的种植模块和植物种植层的剖面示意图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明为一种可调节式沉水植物种植床，包括种植床本体，种植床本体的周边上间隔均匀地可拆卸连接有多个垂直浮筒3，上下相邻的两个垂直浮筒3之间及最上方的垂直浮筒3的顶部均可拆卸连接有连接密封盖4，各垂直浮筒3的内部设有可调节配重物。
种植床本体包括若干个种植模块1，种植模块1为顶部无盖的矩形截面槽体，由高分子聚丙烯材料制成，种植模块1的长宽均为80cm，高度为20cm，种植模块1的每个侧面11上均间隔设有多个连接孔12。当种植模块1的数量为一个时，种植模块1即种植床本体；当种植模块1的数量为两个以上时，各种植模块1之间通过连接组件5与各连接孔12的配合连接成一体以形成种植床本体。种植模块1的底部均匀布置有多个微孔14，微孔14有利于沉水植物的根系穿过生长；种植模块1的四个内角处均设有适于与垂直浮筒3的下端螺纹连接的螺孔柱13。其中，连接孔为孔径45mm的圆孔，连接组件5为市场上购置的一寸DN25ABS水箱接口接头，尺寸为内径32mm，外螺纹直径44mm，接口总高度36mm，外螺纹深度28mm；并帽厚度11mm；并自带胶圈。
垂直浮筒3为中空的长条状筒体，采用高密度聚乙烯材料制成，垂直浮筒3的上端开口朝上以便于装入可调节配重物，可调节配重物为粗砂粒；垂直浮筒3的上端和下端分别设有上连接段31和下连接段32，上连接段31和下连接段32均设有外螺纹。相应地，连接密封盖4的上端设有与下连接段32螺纹连接的上螺纹孔41，连接密封盖4的下端设有与上连接段31螺纹连接的下螺纹孔，连接密封盖4在起到连接两个垂直浮筒3的作用外，还能使垂直浮筒3密闭，防止垂直浮筒3进水。如此一来，即可通过垂直浮筒3与连接密封盖4的配合连接，简单快捷地增加或拆除垂直浮筒3，以控制垂直浮筒3整体的长度，并通过垂直浮筒3内粗砂粒的配重，从而调节种植床本体在水体中的深度，满足沉水植物的生长需求。此外，垂直浮筒3的外壁上还设有刻度线33，通过刻度线33可直观地获知种植床本体的沉水深度。
种植床本体上设有植物种植层2，植物种植层2包括种植层21和植物层22，种植层21铺设于种植床本体上，种植层21上种植沉水植物以形成植物层22。种植层21采用植物纤维毯制成，裁剪合适尺寸的植物纤维毯铺设于种植模块1的内部，将沉水植物的幼苗或繁殖体种植在植物纤维毯上以形成植物层22，然后将整个种植模块1放入浅水池塘中进行繁殖生长。随着沉水植物的生长，其根系在植物纤维毯上扎根挺立，并穿过种植模块1底部的微孔14，使植物种植层2和种植模块1稳固结合在一起。其中，沉水植物可选用苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、眼子菜、大茨藻、金鱼藻中的一种或多种。
本发明一种使用可调节式沉水植物种植床修复水体的方法，包括以下步骤：
S1、繁殖培育沉水植物：在种植模块1中铺设植物纤维毯以形成种植层21，将沉水植物的幼苗或繁殖体种植在植物纤维毯上以形成植物层22，将整个种植模块1放入浅水池塘中进行繁殖生长，随着沉水植物的生长，沉水植物的根系在植物纤维毯上扎根挺立，并穿过种植模块1底部的微孔14，使植物纤维毯和种植模块1稳固结合在一起；
S2、运输种植模块1：待沉水植物育成之后，将种植有沉水植物的种植模块1依次取出，相互堆叠起来并装车运输至水体修复工程现场，运输过程中洒水以保持一定湿度；由于种植模块1具有一定高度且边缘相互支撑，避免了运输过程中沉水植物的压损死亡；
S3、水体修复工程现场施工：根据需修复水体的范围大小，将所需数量的种植模块1用连接组件5连接成一体以形成种植床本体，在种植床本体的周边连接垂直浮筒3后，把种植床本体整体放入需要修复的水域，通过调整种植床本体周边垂直浮筒3的数量以保持种植床本体在水体中悬浮平衡，通过在垂直浮筒3的内部添加粗砂粒来调节种植床本体的配重，从而控制种植床本体浸没在水中的深度，使种植床本体基本没入水面，只留小截的垂直浮筒3露出水面，并拧紧连接密封盖4使垂直浮筒3密闭不进水；
S4、调整沉水植物的种植深度：在沉水植物的净化作用下，目标水体的水质提升，水体透明度逐渐提高，水下光照条件也随之改善，然后通过连接密封盖4在顶部的垂直浮筒3上继续连接垂直浮筒3，延长垂直浮筒3的整体长度，同时在垂直浮筒3中添加粗砂粒以增加整体配重，进一步加大种植床本体的悬浮深度，直至种植床本体下降至水底，待沉水植物适应水底的生长条件后拆除垂直浮筒3，使沉水植物在水底稳定生长。
现场的施工操作基本上只需在水面进行，克服了水下施工难度大的问题，操作管理简单；而且种植模块1的侧面11具有一定的抗风浪作用，减少风浪对沉水植物的冲击；本发明可以根据沉水植物生长需求来控制种植深度，降低水质和光照条件对沉水植物生长的影响，适用于不同深度和水质情况的水体修复。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种可调节式沉水植物种植床，其特征在于：包括种植床本体，所述种植床本体的周边上间隔均匀地可拆卸连接有多个垂直浮筒(3)，上下相邻的两个所述垂直浮筒(3)之间及最上方的垂直浮筒(3)的顶部均可拆卸连接有连接密封盖(4)，各所述垂直浮筒(3)的内部设有可调节配重物。
2.根据权利要求1所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述种植床本体包括若干个种植模块(1)，所述种植模块(1)为顶部无盖的矩形截面槽体，所述种植模块(1)的每个侧面(11)上均间隔设有多个连接孔(12)，各所述种植模块(1)之间通过连接组件(5)与各连接孔(12)的配合连接成一体以形成种植床本体。
3.根据权利要求2所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述种植模块(1)的四个内角处均设有适于与垂直浮筒(3)的下端螺纹连接的螺孔柱(13)。
4.根据权利要求3所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述垂直浮筒(3)为中空的长条状筒体，所述垂直浮筒(3)的上端开口朝上，所述垂直浮筒(3)的上端和下端分别设有上连接段(31)和下连接段(32)，所述上连接段(31)和下连接段(32)均设有外螺纹；所述连接密封盖(4)的上端设有与下连接段(32)螺纹连接的上螺纹孔(41)，所述连接密封盖(4)的下端设有与上连接段(31)螺纹连接的下螺纹孔。
5.根据权利要求2所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述种植模块(1)的底部均匀布置有多个微孔(14)。
6.根据权利要求1所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述垂直浮筒(3)的外壁上设有刻度线(33)。
7.根据权利要求1至6任一项所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述种植床本体上设有植物种植层(2)，所述植物种植层(2)包括种植层(21)和植物层(22)，所述种植层(21)铺设于种植床本体上，所述种植层(21)上种植沉水植物以形成植物层(22)。
8.根据权利要求7所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述种植层(21)采用植物纤维毯制成。
9.根据权利要求7所述的可调节式沉水植物种植床，其特征在于：所述沉水植物选用苦草、轮叶黑藻、伊乐藻、眼子菜、大茨藻、金鱼藻中的一种或多种。
10.一种使用可调节式沉水植物种植床修复水体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、繁殖培育沉水植物：在种植模块(1)中铺设植物纤维毯以形成种植层(21)，将沉水植物的幼苗或繁殖体种植在植物纤维毯上以形成植物层(22)，将整个种植模块(1)放入浅水池塘中进行繁殖生长，随着沉水植物的生长，沉水植物的根系在植物纤维毯上扎根挺立，并穿过种植模块(1)底部的微孔(14)，使植物纤维毯和种植模块(1)稳固结合在一起；
S2、运输种植模块(1)：待沉水植物育成之后，将种植有沉水植物的种植模块(1)依次取出，相互堆叠起来并装车运输至水体修复工程现场，运输过程中洒水以保持一定湿度；
S3、水体修复工程现场施工：根据需修复水体的范围大小，将所需数量的种植模块(1)用连接组件(5)连接成一体以形成种植床本体，在种植床本体的周边连接垂直浮筒(3)后，把种植床本体整体放入需要修复的水域，通过调整种植床本体周边垂直浮筒(3)的数量以保持种植床本体在水体中悬浮平衡，通过在垂直浮筒(3)的内部添加粗砂粒来调节种植床本体的配重，从而控制种植床本体浸没在水中的深度，并拧紧连接密封盖(4)使垂直浮筒(3)密闭不进水；
S4、调整沉水植物的种植深度：在沉水植物的净化作用下，目标水体的水质提升，水体透明度逐渐提高，水下光照条件也随之改善，然后通过连接密封盖(4)在顶部的垂直浮筒(3)上继续增加垂直浮筒(3)，延长垂直浮筒(3)的整体长度，同时在垂直浮筒(3)中添加粗砂粒以增加整体配重，进一步加大种植床本体的悬浮深度，直至种植床本体下降至水底，待沉水植物适应水底的生长条件后拆除垂直浮筒(3)，使沉水植物在水底稳定生长。
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