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CN112715342A - 一种地表水岸生态保育景石及制作方法 - Google Patents

一种地表水岸生态保育景石及制作方法 Download PDF

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CN112715342A CN202011586868.6A CN202011586868A CN112715342A CN 112715342 A CN112715342 A CN 112715342A CN 202011586868 A CN202011586868 A CN 202011586868A CN 112715342 A CN112715342 A CN 112715342A
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water
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吴丽萍
杨朝科
文科军
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Tianjin Qingshenghui Technology Co ltd
Tianjin Chengjian University
Original Assignee
Tianjin Qingshenghui Technology Co ltd
Tianjin Chengjian University
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Abstract

本发明涉及一种地表水岸生态保育景石及制作方法，以水泥、粉煤灰、发泡剂、基质等为原料，以生态基质为填料制作地表水岸生态保育景石，原料以75份重量的水泥、25份粉煤灰、0.1～1份重量的高分子发泡剂、30～60份重量的水与之混合后制成；打底上色料由3份重量的水泥与1份重量的粉煤灰及适量的着色颜料与水混合搅拌，并利用橡胶模制成；人工基质使用之前用一定浓度的氮磷净化菌浸泡24h，即改性后再填入生态保育景石内；本发明提供的一种地表水岸生态保育景石及制作方法在普通人造石制作的基础上，改善其景观效果和生态效益，具备景观和生态等多元化功能。

Description

一种地表水岸生态保育景石及制作方法
技术领域
本发明涉及地表水体景观的生态修复与景观规划设计的技术领域，特别涉及一种地表水岸生态保育景石及制作方法。
背景技术
当前的湖岸、河岸、海岸等水陆交界处，由于被硬化的堤岸、混凝土护坡所阻隔，水体被完全人工化、渠道化，破坏了河岸生物与水生生物的生境，固化的水泥护堤隔断了河道与河畔的水气交换和循环，切断了水生态系统与土地处理系统和生物处理系统的联系，不仅使很多水生植物丧失了生存空间，也使许多微生物和水生动物失去了栖息地，使他们彼此之间中断了物质循环、能量流动和信息传递的过程，不能构成完整的水生态系统及水体的良性循环，使人工水岸所形成的水体常常变质。故此，地表水体的自然化生态修复已成为当今国际化趋势。而自然化水体的天然景观石常置于海岸、湖岸与河岸，利用其独特的吸附与依附性栖息条件，用作构建水岸多样性，促进生物多样性的形成，并成为水岸景观的观赏点缀之物，与自然水体相呼应。但由于其搬运笨重，成本昂贵，随着人们的环保意识的增强，天然石的开采越来越受到限制。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以其创设一种更具有产业上的利用价值的地表水岸生态保育景石及制作方法。
国内外专家普遍认为，只有保持水域非生物环境的多样性，才能够最大限度地利用土地、动植物、微生物资源的自然属性、可持续地发挥自然水岸的多种生态服务功能。因此，本发明提供了一种地表水岸生态保育景石的制作方法，该技术利用人造景石载体和人工填料营造适宜水生动植物生长的环境条件，并以水岸生态保育景石载体上种植湿生树木为基础，构建起植物、动物与微生物生物群落，达到修复水生生态系统的目的。水岸生态保育景石一方面构建了水生态系统的非生物环境，它为生物活动提供了适宜的场所，另一方面利用植入湿生树木与优势菌群，可激活水生生物食物链(网)的形成，促进有益土著菌及其他生物的数量和种类的扩大，确保水生态环境的可持续性。该发明的水岸生态保育景石以其独特的生态功能、景观功能与生物修复污染水体的作用，及相对低廉的成本与市场价格，并易于搬运安装，成为天然景观石的替代品，其市场前景不可小觑。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有独特的生态功能、景观功能及生物修复污染水体的作用和相对低廉的成本的地表水岸生态保育景石及人工制作方法。
本发明的地表水岸生态保育景石，包括石体，所述石体包括景石实体和景石壳体，所述景石实体立于所述景石壳体上，所述景石壳体顶面的中心位置开设有用于固定安装所述景石实体的安装孔，所述景石壳体的顶面上开设有若干植物栽植口，所述景石壳体的底面上开设有若干与所述植物栽植口一一相对应设置的根系延伸口，所述景石壳体的侧面还开设有若干水生动物进出孔，所述景石壳体的内腔划分为分别与若干所述植物栽植口和根系延伸口相连通的主体腔以及与若干所述水生动物进出孔相连通的进气腔，分隔所述主体腔和进气腔的内壁上开设有进气/水孔。
进一步的，所述进气/水孔和水生动物进出孔相齐平设置。
进一步的，所述内壁和景石壳体一体成型设置。
进一步的，两个所述植物栽植口分别开设于所述景石实体两侧的所述景石壳体上表面上。
进一步的，所述景石实体包括两块面对面利于所述景石壳体顶部的异形景石。
一种地表水岸生态保育景石制作方法，包括以下步骤：
①按重量份数称取75份重量的水泥、25份粉煤灰、0.1～1份重量的高分子发泡剂和30～60份重量的水，添加颜料并混合后，制成混泥土原料；
②按重量份数称取3份重量的水泥与1份重量的粉煤灰，添加颜料和水混合搅拌后制成打底上色料，用于均匀涂布或喷洒在橡胶模内壁；
③将混泥土原料缓缓灌入橡胶模具后缓慢转动成型；
④经过定型后静置24h，待其完全硬化凝固后即可脱模得到景石模型；
⑤用氮磷净化菌剂加水形成浸泡液对景石模型进行浸泡24h后，将树苗植入景石模型后再将生态基质填入景石模型的内部。
进一步的，所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥中的一种或者多种。
进一步的，所述粉煤灰为电厂的燃烧废料，所述生态基质是人工生态陶粒，在使用之前需要用氮磷净化菌液进行浸泡处理。
进一步的，所述高分子发泡剂为植物蛋白发泡剂或动物蛋白发泡剂。
进一步的，所述植物蛋白发泡剂为茶皂素和/或皂角苷中的一种或者多种，所述动物蛋白发泡剂为水解动物蹄角、水解动物废毛和/或水解血胶中的一种或者多种。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
(1)成本低廉环保：本发明所用的水泥、陶粒价格低廉，粉煤灰来自发电厂的燃烧废料，本发明很好的利用了这些廉价材料和废料，而且环保无污染可显著降低了制作成本；
(2)功能多样性：该水岸生态保育景石集景观与生态功能于一身，不仅可以作为景观石置于湖岸、河岸以及海岸等观光休闲场所，而且其内部的独特结构还可提高种植树木在水生环境的成活率，并以此构建水生生物栖息地与避难所，吸引水生生物来此聚集，构成了显著的生物多样性特点；
(3)同时本发明的创新之处还在于利用氮磷净化菌浸泡后的陶粒基质作填料，在水环境中净化菌被激活、解除休眠，能够净化水体中的含N、P等富营养化物质，可快速分解、降低污染水体的COD、BOD、SS含量。另外陶粒本身也可吸附水中的重金属离子及其他各种污染物，再经树木吸收固定在木材中，从而完备了水生态的物质循环、能量流动与信息传递过程，奠定了修复污染水体的生态结构基础，最大限度地发挥其可持续的生态多元化功能目标；
(4)并且本发明提供并制作的水岸生态保育景石，利用其非生物体与岸生、水生动植物、微生物之间相生相克、互利互惠的交互净化作用，使物质、能量、信息与气、固间实现良性互动，以保持其功能的可持续性。这种完备的生态功能结构与景观需求于一体的设计，为维系水体可持续的生态环境，满足人类对健康的水生态系统需求成为可能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施范例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明中地表水岸生态保育景石的剖视图；
图2是本发明中地表水岸生态保育景石的右视图；
图3是本发明中地表水岸生态保育景石的俯视图；
图4是本发明中的地表水岸生态保育景石制作方法的流程图。
1石体 2景石实体
3景石壳体 4植物栽植口
5根系延伸口 6水生动物进出孔
7主体腔 8进气腔
9内壁 10进气/水孔
11景观植物 12生态基质
具体实施方式
下面结合附图和实施范例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施范例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1至图4所示的一种地表水岸生态保育景石，包括石体1，石体1包括景石实体2和景石壳体3，景石实体2立于景石壳体3上，景石壳体3顶面的中心位置开设有用于固定安装景石实体2的安装孔，景石壳体3的顶面上开设有若干植物栽植口4，景石壳体3的底面上开设有若干与植物栽植口4一一相对应设置的根系延伸口5，景石壳体3的侧面还开设有若干水生动物进出孔6，景石壳体3的内腔划分为分别与若干植物栽植口4和根系延伸口5相连通的主体腔7以及与若干水生动物进出孔6相连通的进气腔8，分隔主体腔7和进气腔8的内壁9上开设有进气/水孔10。
本发明提供的地表水岸生态保育景石的原理如下：
石体1上的景石实体2可以安插在景石壳体3上，在石体1的外部形成一个景石和水生植物共生的形象，而在景石壳体3的内腔中通过内壁9分隔的主体腔7和进气腔8，其中主体腔7用于容纳景石壳体3内水生植物的根系并连通水体，进气腔8用于方便水生植物或者空气经过进气腔8进入主体腔7内，这样，在景石壳体3的内部可获得植物与其他生物共存的生态环境，有利于形成以树木为主导的命运共同体。
在本实施例中，为了便于通过进气/水孔10和水生动物进出孔6往主体腔7内进水或者进气，进气/水孔10和水生动物进出孔6相平齐设置。
在本实施例中，为便于制作对主体腔7和进气腔8，内壁9和景石壳体3实施一体成型设置。
在本实施例中，为了维持主体腔7腔体内的生态平衡状态，两个植物栽植口4分别开设于景石实体2两侧的景石壳体3上表面上。
在本实施例中，为了美观的多样化，景石实体2包括两块面对面利于景石壳体3顶部的异形景石。
本发明涉及一种用于提高地表水岸植树成活率与构建生物多样性自然净化、美化与景观游憩相一致的生态保育景石，主要结构包括石体、栽植树木和填料的入口、水生生物与水气内外交换口以及根系延伸口。石体主要以钢筋为骨架、生态基质为填料，利用生态水泥、粉煤灰、发泡剂等原料制作而成。
本发明是以恢复生态学理论构建生态结构的基本方法为基点，即用生物改性基质与生态水泥、粉煤灰、发泡剂等为原料混合制作混凝土石体，将其作为树木栽培与生态保育景石的外观表现，以开放水陆生态系统的生物流、物质交换通道为基点，将内置的改性填料作为吸附、过滤、离子代换污染物和生物生存、附着的介质与生态系统的非生物环境因素，并利用生物群落(其种植的树木与微生物和动物)作为维系水体自然净化的生物因素，两者的结合可实现地表水体生态环境的可持续性与动静景观的统一。其优点在于：本发明通过人工构建生态景石，不仅可用于海岸、湖岸、河岸以及人工湿地等休闲游憩场所的固岸、护岸，减少自然山石的开采，而且还能因特设的生态化结构为水生生物群落(动植物和微生物)，创造各类生物稳定栖息、生育、规避的环境，以构建丰富的生物多样性，并依此强化这一共生体对水体污染物的可持续性自然净化功效与生产力，并使水体驳岸向自然生态化、美化与亲水游憩功能方向发展，成为集景观与生态功能于一身的特有生态功能装置。这对于控制水体富营养化、稳定河岸、调节区域气候和美化环境、提升城乡水岸带的生态与经济、社会效益的都具有现实意义。随着“青山绿水就是金山银山”环保意识的增强，天然石的开采限制，而本发明以其独特的生物修复的多样化生态功能、景观功能，及轻质、低廉的生产成本必将成为地表水体治理与造景的首选。
一种地表水岸生态保育景石制作方法，包括以下步骤：
①按重量份数称取75份重量的水泥、25份粉煤灰、0.1～1份重量的高分子发泡剂和30～60份重量的水，添加颜料并混合后，制成混泥土原料，其中水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥中的一种或者多种，高分子发泡剂为植物蛋白发泡剂或动物蛋白发泡剂，植物蛋白发泡剂为茶皂素和/或皂角苷中的一种或者多种，动物蛋白发泡剂为水解动物蹄角、水解动物废毛和/或水解血胶中的一种或者多种；
②按重量份数称取3份重量的水泥与1份重量的粉煤灰，添加颜料和水混合搅拌后制成打底上色料，用于均匀涂布或喷洒在橡胶模内壁；其中，粉煤灰为电厂的燃烧废料；
③将混泥土原料缓缓灌入橡胶模具后缓慢转动成型；
④经过定型后静置24h，待其完全硬化凝固后即可脱模得到景石模型；
⑤用氮磷净化菌剂加水形成浸泡液对景石模型进行浸泡24h后，将树苗植入景石模型后再将生态基质填入景石模型的内部，生态基质是人工生态陶粒，在使用之前需要用氮磷净化菌液进行浸泡处理。
本发明目的是提供一种以水泥、粉煤灰为原料的水岸生态保育景石制备方法，在普通人造石制作的基础上，改善其景观效果和生态效益，具备景观和生态等多元化功能。本发明以水泥作水硬性物质、工业废弃的粉煤灰骨料与生态基质做非水硬性物质，添加高分子发泡剂和与真石底色相同的着色颜料，与水混合后用橡胶模具制成。
配置原料时，先将发泡剂与水置于搅拌打制机中，先搅拌打制2～4min，再添加水泥、粉煤灰和着色颜料，搅拌打制3～6min，使发泡剂完全起泡并与水泥均匀混合成发泡状的填充原料。
橡胶模的打底上色处理：为防止灌料脱模后的石头表面留有气泡或出现龟裂等瑕疵，并使人造石表面具有真石般的质地，打底上色料的成份由3份重量的水泥与1份重量的粉煤灰及适量的着色颜料与水混合搅拌，使其成浓稠性的打底上色料，并均匀涂布或喷洒在橡胶模内壁。
本发明所述橡胶模为中空型，具体形状可依据真石仿制成多样化。
灌模定型处理：橡胶模具经过打底上色处理后，可将原料泡沫水泥徐徐灌入橡胶模具中，使泡沫水泥能填满橡胶模具内的各凹洼面，以防止大气泡存留在橡胶模壁上。
脱模处理：水岸生态保育景石经过定型后，约静置24h，待其完全硬化凝固后即可脱模，脱模后的成品后进行养护，养护的方法可以采用蒸汽养护、喷水养护或者养护剂进行养护。
若成品表面需加深其颜色或欲有二种以上的色彩件，在成品表面用喷色或彩绘法进行表面处理，使成品重现仿天然原石的花纹、色泽与质感。
以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，以彰显自然石的千变万化多样性，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地表水岸生态保育景石，其特征在于：包括石体(1)，所述石体(1)包括景石实体(2)和景石壳体(3)，所述景石实体(2)立于所述景石壳体(3)上，所述景石壳体(3)顶面的中心位置开设有用于固定安装所述景石实体(2)的安装孔，所述景石壳体(3)的顶面上开设有若干植物栽植口(4)，所述景石壳体(3)的底面上开设有若干与所述植物栽植口(4)一一相对应设置的根系延伸口(5)，所述景石壳体(3)的侧面还开设有若干水生动物进出孔(6)，所述景石壳体(3)的内腔划分为分别与若干所述植物栽植口(4)和根系延伸口(5)相连通的主体腔(7)以及与若干所述水生动物进出孔(6)相连通的进气腔(8)，分隔所述主体腔(7)和进气腔(8)的内壁(9)上开设有进气/水孔(10)。
2.根据权利要求1所述的地表水岸生态保育景石，其特征在于：所述进气/水孔(10)和水生动物进出孔(6)相齐平设置。
3.根据权利要求1所述的地表水岸生态保育景石，其特征在于：所述内壁(9)和景石壳体(3)一体成型设置。
4.根据权利要求1所述的地表水岸生态保育景石，其特征在于：两个所述植物栽植口(4)分别开设于所述景石实体(2)两侧的所述景石壳体(3)上表面。
5.根据权利要求1所述的地表水岸生态保育景石，其特征在于：所述景石实体(2)包括两块面对面利于所述景石壳体(3)顶部的异形景石。
6.一种地表水岸生态保育景石制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
①按重量份数称取75份重量的水泥、25份粉煤灰、0.1～1份重量的高分子发泡剂和30～60份重量的水，添加颜料并混合后，制成混泥土原料；
②按重量份数称取3份重量的水泥与1份重量的粉煤灰，添加颜料和水混合搅拌后制成打底上色料，用于均匀涂布或喷洒在橡胶模内壁；
③将混泥土原料缓缓灌入橡胶模具后缓慢转动成型；
④经过定型后静置24h，待其完全硬化凝固后即可脱模得到景石模型；
⑤用氮磷净化菌剂加水形成浸泡液对景石模型进行浸泡24h后，将树苗植入景石模型后再将生态基质填入景石模型的内部。
7.根据权利要求6所述的地表水岸生态保育景石制作方法，其特征在于：所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和/或白色硅酸盐水泥中的一种或者多种。
8.根据权利要求6所述的地表水岸生态保育景石制作方法，其特征在于：所述粉煤灰为电厂的燃烧废料，所述生态基质是人工生态陶粒，在使用之前需要用氮磷净化菌液进行浸泡处理。
9.根据权利要求6所述的地表水岸生态保育景石制作方法，其特征在于：所述高分子发泡剂为植物蛋白发泡剂或动物蛋白发泡剂。
10.根据权利要求9所述的地表水岸生态保育景石制作方法，其特征在于：所述植物蛋白发泡剂为茶皂素和/或皂角苷中的一种或者多种，所述动物蛋白发泡剂为水解动物蹄角、水解动物废毛和/或水解血胶中的一种或者多种。
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