CN101874469B - 一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床，其特征在于包括一个或一个以上生态浮床单元组合互相连接固定成各种图案的组合式水体栽种植物花卉生态浮床，所述生态浮床单元包括种植篮，浮床框架及泡沫件，其中种植篮置于浮床框架放置种植篮篮口内，泡沫件套合在浮床框架内腔内，多个生态浮床单元连接成大面积水上种植植物花卉园或固定绿色生态浮岛。该生态浮床结构独特，制作方便，成本低，既能有效降低污染水质磷氮类富营养盐含量，以及COD与BOD，由VI类水质提升为III类水质，又能美化环境，可广泛适用于广大被污染的江河湖泊水面上。

Description

一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床

技术领域

本发明涉及生态农业环境工程领域，特别是涉及一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床。

背景技术

我国是一个多湖泊国家，随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，工农业生产及居民生活污水的排放超过了湖泊水系的承受能力，“逢湖必坏”似乎成了不可抗拒的大趋势。湖泊、水库、河流富营养化严重，蓝藻“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”，就连流动的河流，如长江最大支流——汉江下游汉口江段中也出现“水华”。“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。所以每次发生水华现象都会给人类和自然界带来巨大的损失或灾害。

当藻类大量生长时，这些藻类能释放出毒素——湖靛，对鱼类有毒杀作用。虽然藻类生长很快，但因水中的营养盐被用尽，它们也很快会死亡。藻类大量死亡后，在腐败、被分解的过程中，也要消耗水中大量的溶解氧，并会上升至水面而形成一层绿色的黏质物，使水体严重恶臭。而造成水华现象的出现，主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊，致使江河湖泊中氮、磷、钾等营养盐含量上升。

近年来，湖泊、城镇乡村水体的生态型治理方法在我国正逐渐成为改善水体生态环境的新思路，利用水生植物净化江河湖泊等水体具有非常广阔的发展前景。

目前，利用“人工湿地”的方法建立水生生态系统，这种方法需要将植物种植于水底土壤里，因此仅局限于岸边或水浅的湖面，水深之处植物无法生长。利用泡沫板的浮力，直接在泡沫板上打孔，制作成生态浮床，在其上种植适合水生生长的植物，这种方法解决了水深处水生植物的种植问题，但是泡沫板几乎没有机械强度，很容易破碎，破碎后漂浮于水面，造成二次污染。利用竹子、木头等比重小于1的材料制作成生态浮床，利用材料自身的浮力使水生植物漂浮于水面生长，这种方法的不足之处是竹子和木头长期在水中浸泡很容易腐烂，影响生态浮床的结构强度，从而导致生态浮床使用年限受限制，竹木本身腐烂后也会对水体环境造成一定的污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的种种不足，利用广阔的水面资源，在水面上种植植物花卉，有效降低水体富营养氮磷含量及COD与BOD，有效净化水体水质，同时兼备美化环境与种植收益的双重效果，开发提供一种结构独特，美观，简单实用，制造方便，成本低，多年循环使用的组合式水体栽种植物花卉生态浮床。

本发明提供的组合式水体栽种植物花卉生态浮床，其特征在于包括一个或一个以上水体栽种植物花卉生态浮床单元(简称生态浮床单元)组合、排列、相互连接固定组装成一片或各种图案和文字图案、梅花形图案、奥运五环形图案等的组合式水体栽种植物花卉生态浮床(见图1)。或由该组合式水体载种植物花卉生态浮床(不安装种植篮)外侧搭接细长条状及管状边条组成的框架，或生态浮床之间用细长条状或细长管状边条连接组装成大面积的框架，框架下挂设网(见图7)。所述生态浮床单元包括种植篮1、浮床框架2及泡沫件3，其中种植篮置于浮床框架放置种植篮篮口内，泡沫件套合在浮床框架内腔内，构成生态浮床单元(见图2)。所述种植篮为上口边框带外翻折边4如5-10mm的镂空结构，优选为例如半镂空式结构即其侧面下部如150mm～300mm及底部为全封闭壁，侧面其余部分为镂空格条，镂空格条宽度不大于5mm，便于存放淤泥，适宜栽种需要土壤栽培的植物花卉。淤泥取自水体湖底，淤泥及水体内含的有机盐提供植物足够的养分。淤泥随水浪流失时，可以及时从上口补充，如图3。或全镂空式结构，其侧面和底部为全部镂空格条结构，例如镂空格条宽度不大于5mm，适宜栽种可以无土栽培的植物花卉。其镂空结构可以使无土栽培的植物发达的根须全部暴露在水体里，充分吸收水体的氮磷钾等有机盐，如图4。种植篮的形状可为各种形状，例如方形体(正方形体及长方形体)、圆柱体、菱形体、正多边形体如正六边形体或正八边形体，或它们的锥形体等。种植篮的尺寸大小可根据实际需要、材质及美观耐用等因素进行选择，例如一种圆柱体种植篮外径为60～200mm，高度为100～600mm，壁厚1～2mm。对于半镂空结构，其侧面下半部高度为150～300mm及底部为薄壁(厚度1～2mm)全封闭。对于全镂空结构，其镂空格条或网格宽度不大于5mm，其外翻折边均为5～10mm等(如图3、4)。种植篮由热塑性塑料如PE、PVC等经注塑而成镂空结构，结构坚韧，对水体无污染，制造简单。种植篮置于浮床框架放置种植篮篮口内。

所述浮床框架为中央空心、周围规则设有放置种植篮篮口5(简称放置口)的规则图案桁架式半开薄壁壳体结构，薄壁壳体下底面为全开空腔，空腔与泡沫件相匹配套合在一起；种植篮放置口周围及之间有宽度40～60mm的支撑桁架6，并径向向放置口桁架外侧延伸成桁架臂，在放置口周围桁架上部及框架底部外口边设加强筋7，加强筋的宽度和厚度均为3～5mm，增加浮床框架整体强度，同时具有定位种植篮的作用。浮床框架上平面、侧面、圆弧面转角处均作圆角处理，圆角半径取中径R10mm～R20mm。浮床框架放置口周围桁架外边处上表面间隔设有框架表面突起8，例如突起总数为12～40个，单个突起尺寸为截面直径3mm的圆柱体或3mm×3mm正方体，突起高度为8mm～12mm，其作用是可以作为挂索柱体，需要在生态浮床中间(中央空心处)种植植物时，可以将尼龙绳网兜或渔网挂在突起立柱上，形成悬挂的网，便于栽种植物。在浮床框架桁架臂最外端中下部水平设有带通孔的连接耳9，连接耳外形尺寸为20mm×20mm～25mm×25mm，厚度为2.5mm～3.5mm，通孔直径φ6mm～φ10mm，其中使任何各半(即一半一半)浮床框架的浮床框架单元的连接耳设置上下错开略大于一个连接耳厚度如一个连接耳厚度+0.2～0.5mm(2.7～4.0mm)，或单个浮床框架相对桁架臂最外端中下部的连接耳设置位置上下错开略大于一个连接耳位置，保证生态浮床单元相互连接时上平面平齐。将多个生态浮床单元连接耳用尼龙扎带或尼龙螺栓相互连接紧固，即可在水面形成大面积种殖区域，连接成片的生态浮床，呈漂浮在水面上可移动的水上花卉植物园。如果需要还可以用尼龙绳将其最外侧生态浮床连接耳连接起来，然后在水底打桩，用尼龙绳将生态浮床一侧连接耳全部串接后拴接在桩基上，形成固定花卉植物绿色岛屿，并可以抗击水面的风浪，避免生态浮床飘散。需要转移时，解开水底打桩处拴接绳索头，用拖船可以将大片的生态浮床整体转移。所述的浮床框架2采用PVC或PE材料注塑制作，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，耐腐蚀性强，对环境无污染。如图5所示。

所述泡沫件3为聚苯乙烯或聚氨酯发泡制作而成发泡件，泡沫件形状尺寸与浮床框架2内腔形状尺寸吻合，如图6所示。可以将聚苯乙烯直接注入浮床框架内腔发泡，也可以按浮床框架内腔形状尺寸开模具单体发泡后装入浮床框架内。泡沫件采用开模单体发泡制作时，将泡沫件装入浮床框架内后，在浮床框架的四个桁架臂中部用尼龙扎带捆扎，避免泡沫件与浮床框架分离；采用浮床框架内直接发泡制作时，可以捆扎，也可以不捆扎。

本发明提供的组合式水面栽种植物花卉生态浮床的制作方法，包括按预先设计好的(如图2-6)生态浮床单元(即种植篮、浮床框架及泡沫件)的注塑用模具，用PE、PU或PVC注塑成型及用直接式或间接式方式，用PS制成，泡沫件或浮床框架泡沫件一体，然后连接或将单个生态浮床单元组合排列连接成组合式生态浮床。

本发明提供的一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床及其制备方法，具有以下显著特点：

1、结构独特，造型美观别致，制作简单，成本低，既能净化水质有效降低水体COD及BOD，例如能使五类水质净化成三类水质，又能美化环境。

2、由于种植篮和浮床框架采用结构强度高，韧性好的高分子材料PVC、PE或PU制作，大大提升了其整体的机械强度和使用寿命，使用年限长达8～10年，从而降低了综合使用成本。

3、种植篮底部采用封闭式结构时可以利用水底污泥种植需要土壤栽培的植物；采用镂空结构时，可以种植无土栽培的植物，水生植物庞大的根系透过孔洞，完全暴露于富营养水体中，达到无土培植的功效。水生植物的根系生长在水中吸收水中的有机物质，从而起到了改善和净化水质的效果。

4、浮床框架四周带连接耳，可以相互连接成任意大小的种植面积，也可以随意连接成点状、片状、圆形、文字及各种造型图案等景观效果，如梅花型，生态奥运五环形等水上花卉植物园或岛屿。

5、组合式生态浮床靠自身的浮力漂浮于水面上，采用锚链的固定方式固定于水面，锚接点可以用环式结构，使其可以根据水位的高低自行调节落差。

6、浮床整体采用镂空的设计，使其不会过度遮蔽水面，阻挡阳光照射水体，影响水体的氧气交换等，在汛期时也不阻水。

附图说明

图1为组合式水体栽种植物花卉生态浮床结构示意图

图2为生态浮床单元结构示意图

图3为种植篮半镂空结构示意图

图4为种植篮全镂空结构示意图

图5为浮床框架结构示意图

图6为泡沫件结构示意图

图7为生态浮床加边条连接成框架下挂尼龙网示意图

具体实施方法

实施例1：

按外圆直径φ80mm，高度250mm，壁厚1.8mm，镂空条状宽度5mm，篮口折边4为5mm制作注塑用模具，然后用PVC注塑制作29568件种植篮1。

用PVC，按下述尺寸开注塑模具注塑制作浮床框架2：整体中央空心四周正四方形桁架式半开式薄壁壳体结构，其薄壁壳体底面内腔为全开式，其余部位为薄壁结构，薄壁厚度1.6mm，最大外形尺寸为650mm×650mm，高度为60mm，桁架宽度为50mm，桁架交点位置设置圆形种植篮放置口5，种植篮放置口口径为80mm，宽度为50mm，种植篮口及底部外口边加强筋7宽度和厚度均为5mm，上平面、侧面转角处圆角半径取中径R15mm，圆弧面与平面转角处圆角半径取中径R10mm，桁架框架的桁架上表面外沿处均布设置32个突起8，单个突起尺寸为截面直径3mm的圆柱体，突起高度为8mm，在四条桁架臂四个方向最外端中底部设置8个水平布置设有通孔连接耳9，外形尺寸为20mm×20mm，厚度为2.5mm，通孔直径φ6mm，其中一侧2个连接耳底面与浮床框架底面平齐，其对侧2个连接耳底面距浮床框架底面向上2.8mm。共计制作7392件该形式浮床框架。

采用在浮床框架内腔直接发泡制作工艺，选用聚苯乙烯，将7392件浮床框架内部全部注满聚苯乙烯泡沫，发泡成型后，用尼龙扎带在浮床框架四条桁架的中部将泡沫件和浮床框架捆扎成一体。

制作成由7392件生态浮床单元组合排列相互连接成组合式水体栽种植物花卉生态浮床。将其置入水面成水上浮动水上花卉植物园。

实施例2：

例2结构与例1相同，不同是种植篮1为图4所示全镂空结构的无土栽培种植篮。

在富营养化污染的湖泊水面上按图1所示横向连接2件生态浮床单元，纵向连接154件生态浮床单元，形成一条蔬菜种植带，然后中心间隔2.8米距离布置24条这样的蔬菜种植带。按此方式布置，共需要制作7392件组合式生态浮床，可以覆盖10亩水面。生态浮床单元相互间连接用尼龙扎带固定，使相互间呈柔性连接状态。连接时可以连接好两件后推入水面，直至达到预定的连接数量。

从5月中旬开始，在每组生态浮床上的种植篮里种植空心菜，至当年10月中旬为一个生长季，期间可以多次收割，10亩水面可以收获15吨空心菜。经测量计算所收获空心菜的干重，并对比其生长所需要的氮磷数量，则可以测算出该10亩水面种植的空心菜，在一个生长季内，可以将约14.2万立方米的水从V类水质净化到III类水质。

因为在种植过程中不需要使用化肥和农药，因此收获的15吨空心菜是绿色、环保的有机蔬菜，在市场上可以以较高的价格销售，并深受广大群众欢迎。

同时既可以解决水体的富营养化问题，又可以有良好的经济收入，社会效益和经济效益均十分明显，是一举两得的好方法。

实施例3

首先安装制作1620件生态浮床单元组合式生态浮床，然后在城市公园富营养化湖泊水面上搭建成每个圆直径为20米的奥运五环形状，春夏之交季节在生态浮床上种植美人蕉，到了秋季气温介于5～10℃时，美人蕉逐渐枯萎，这时将生态浮床上的美人蕉连花盆一起收获上岸，避免美人蕉枯枝败叶在水体腐烂，造成二次污染。美人蕉收获上岸后，在生态浮床上继续种植适合秋冬季节生长的西洋菜或水芹菜，至来年春天前，又可以收获一季有机蔬菜。

采用本发明一种组合式生态浮床，在治理湖泊富营养化污染的同时，可以制作人工生态景观，美化环境，还可以种植有机蔬菜，创造经济效益。

实施例4

将浮床框架2，泡沫件3安装成一个生态浮床单元，不安装种植篮1，将网眼孔径小于水稻种子的尼龙网兜挂在浮床框架突起8上的中间的孔洞内，注意使尼龙网兜的底部与水面基本持平，框架种植篮圆孔内不放置东西。

按实施例1中的方法，在10亩富营养化水面布置7392件组合式水体栽种植物花卉生态浮床。在网兜内播撒水稻种子，经过约135天的生长期，水稻成熟收割，每亩水面约可以收割150kg水稻。

采用本发明一种组合式生态浮床，在治理湖泊富营养化污染的同时，可以在水面种植农作物，有效地利用了水面资源，间接增加了可用耕地面积。

实施例5

按620mm×620mm外形尺寸制作浮床框架2，将浮床框架2，泡沫件3安装成一个生态浮床单元，不安装种植篮1，将生态浮床单元按图7所示两侧均用与生态浮床框架等长的边条连接，组成框架，框架下挂尼龙网，尼龙网上和生态浮床种植孔内栽培竹叶菜，按此方法连接时，中间的生态浮床提供主要的浮力，确保生态浮床组整体漂浮于水面。按此方法组合成同样水面蔬菜种植面积，每组生态浮床单元可以减少约66％的生态浮床单元用量，可进一步降低设置生态浮床的综合成本。

生态浮床两侧边条可以连接成方形框架、三角形框架，用边条作为生态浮床单元相互连接的连接杆或者直接用多件生态浮床单元连接成内部空的大框架，然后按实施例5在框架下部悬挂尼龙网，都可以降低生态浮床单元用量。

采用本发明一种组合式生态浮床，在治理湖泊富营养化污染的同时，可以在水面种植农作物，有效地利用了水面资源，间接增加了可用耕地面积。

Claims (2)

1.一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床，其特征在于包括一个以上生态浮床单元组合排列互相连接固定成各种图案的组合式水体栽种植物花卉生态浮床；所述生态浮床单元包括种植篮、浮床框架及泡沫件，其中种植篮置于浮床框架放置种植篮篮口内，泡沫件套合在浮床框架内腔内；生态浮床外侧可以搭接细长条状，细长管状边条组成的框架，生态浮床之间用细长条状或细长管状边条连接，组装成大面积的框架，框架下挂设尼龙网；

所述浮床框架为中央空心、周围规则设有放置种植篮篮口的规则图案桁架式半开薄壁壳体结构，薄壁壳体下底面为全开空腔；种植篮放置口周围及之间有宽度40-60mm的桁架，并径向向放置口桁架外侧延伸成桁架臂；在放置口周围桁架上部及框架底部外口边设加强筋，加强筋的宽度和厚度均为3-5mm；浮床框架上平面、侧面、圆弧面拐角处均作圆角处理，圆角半径取中径R为10-20mm；浮床框架放置口周围桁架外边处有若干个框架表面突起，单个突起为截面直径3mm的圆柱体或为3mm正方体，突起高度为8-12mm；在浮床框架桁架臂最外端中部水平设有带通孔的连接耳，连接耳设位置使浮床框架相对桁架延伸臂上下错开略大于一个连接耳厚度，或使一半浮床框架与其他一半设置连接耳位置上下错开略大于一个连接耳厚度；多个生态浮床单元的浮床框架连接耳用尼龙扎带或尼龙螺栓相互连接固定，使浮床框架上平面处于同一水平面；

所述种植篮为上口边框带外翻折边的镂空结构，镂空结构为侧面下部及底部为全封闭壁，侧面其余部分为镂空格条，镂空格条宽度不大于5mm的半镂空结构；或侧面和底部全为镂空格条的全镂空结构，镂空格条宽度不大于5mm，种植篮为方形体、圆柱体、正多边形体，或它们的锥形体。

2.根据权利要求1的一种组合式水体栽种植物花卉生态浮床，其特征在于所述泡沫件为PS或PU的发泡泡沫件，其形状尺寸与浮床框架内腔形状尺寸吻合；所述种植篮及浮床框架均为PE或PVC材料制作而成。

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