CN103181306B - 沉水植物渐沉式种植装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可重复利用的沉水植物渐沉式种植装置，包括可种植沉水植物的载体层，还包括浮力层、升降调节系统和透明度测量装置，所述浮力层为可拆卸的组合式框架结构，并在所述框架结构上设有多个浮球，所述升降调节系统包括定滑轮和设在定滑轮上的标绳，所述定滑轮固定在所述浮力层上，所述浮力层通过标绳与所述载体层相连。本发明具有结构简单，操作简便、施工方便、可重复回收利用、可根据水体状况调节沉水植物种植深度等优点，体现低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性。

Description

沉水植物渐沉式种植装置

技术领域

本发明涉及生态环境技术领域，特别涉及一种应用于湖泊、河流、城市河道的水环境治理及水生态修复工程中的可重复利用的沉水植物渐沉式种植装置。

背景技术

受经济社会高速发展的影响，目前我们江河湖泊水体污染日趋恶化，湖泊富营养化严重，水生生态系统退化严重。随着水体污染与治理研究的进一步深入，目前实验室规模的研究普遍认为，与物化技术相比，通过生态修复与重建的方法恢复水体中的水生植被群落来治理水体污染和湖泊富营养化是一种比较理想的污染治理技术途径。

在水生植物的生态类群中，沉水植物因为其根茎叶完全浸没在水中与水的关系最为密切，并占据着水生生态系统的关键界面，对于维持水生生态系统的平衡、改善水体水质和富营养化状况都具有举足轻重的作用，对水体生产力及生物地球化学循环都具有非常重要的影响。沉水植物的恢复通常被认为是水生态修复成功的重要标志。然而在实际的污染水体生态修复工程中，由于光照、水质、底质等的影响，沉水植被着床困难，恢复难度极大，是河湖污染水体的生态修复的重点和难点。如何解决沉水植被恢复过程中面临的水体光补偿深度低、水下光照条件弱的问题，目前还没有十分有效的技术措施。

在污染水体的生态修复中，由于透明度低，水下光照条件严重不足，依靠自然条件下沉水植物繁殖体进行植被恢复受到季节和环境因素的严格限制，无法实现既定的生态恢复目标。目前普遍采用的是人工手段进行沉水植物的移栽和种植。通常采用的方法有叉栽法、抛栽法、容器育苗种植法等。这种传统的种植方法在水深较浅、水体透明度和底质等环境条件较好、水位可调控的封闭水体较为适用。在透明度低、底质环境恶劣及开敞水域条件下具有一定的局限性，种植成活率低，植被恢复困难。

为解决透明度低、底质条件恶劣等条件下的沉水植被先锋种群恢复问题，有关学者和研究人员也进行了大量的研究探索工作。中国专利CN101720633A公开一种沉水植物水下生长装置，通过支撑架将种植有沉水植物的网袋置于水体中，抬高了沉水植物的生长基面。这种装置比较简单，但不具有可调节和可回收性。中国专利CN101444167公开一种种植沉水植物的装置和方法，其利用铁皮做成长方形箱体作为可回收式种植沉水植物装置，利用该装置可一次性将沉水植物种植到水体底部，并可防止水流冲刷等造成的种苗浮起。中国专利CN101356881A公开一种可升降沉水植物生长床及其制作和应用方法，该装置由床体、浮力调控系统、固定系统、深度调节系统以及植物及其生长基质五部分组成，可为现有自然条件难以进行沉水植物恢复的水体提供一个载体。该装置设计复杂，单体结构尺寸巨大，主要适用于非常恶劣条件下的生态修复试验，不适合在大面积的沉水植物恢复工程中使用。中国专利CN201369957公开一种由种植床、固定导向杆、升降装置构成的沉水植物种植床，可通过绳索调节植物生长高度实现在低透明度或深水中种植沉水植物的问题。该发明是仅针对单体的概念设计，且设计中并没有考虑大面积沉水植物恢复时的规模化种植问题，且没有对材料设备的持续利用进行针对性设计，在拆除可利用的材料时将破坏种植床上的沉水植物。

为此，在污染水体的生态修复的过程中，探寻一种可回收的、适合于初期恢复条件恶劣、大面积和规模化沉水植物恢复的种植装置是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种应用于湖泊、河流、城市河道的水环境治理及水生态修复工程中的可重复利用的沉水植物渐沉式种植装置，可克服透明度低、底质环境恶劣等条件下的沉水植被先锋种群恢复困难、传统沉水植物种植装置重复回收利用困难、沉水植被规模化种植困难等诸多现实问题。

本发明的一种沉水植物渐沉式种植装置，包括可种植沉水植物的载体层，还包括浮力层、升降调节系统和透明度测量装置，所述浮力层为可拆卸的组合式框架结构，并在所述框架结构上设有多个浮球，所述升降调节系统包括定滑轮和设在定滑轮上的标绳，所述定滑轮固定在所述浮力层上，所述浮力层通过标绳与所述载体层相连。

本发明所述浮力层为木质材料的外围边框，边框四周通过榫头相连。

本发明所述外围边框的长度为2m-3m，宽度为1-2m。

本发明所述外围边框上每隔20cm-30cm固定一个所述浮球。

本发明所述浮球为塑料质空心浮球，浮球的直径不小于20cm，壁厚不小于0.2cm。

本发明所述透明度测量装置由测量圆盘、铅垂体和测量绳构成，测量圆盘、铅垂体、测量绳三个部分依次螺纹连接，所述测量绳与所述浮力层固定相连。

本发明所述测量圆盘为黑白相间的圆形盘，材质为塑料、铁皮中的一种。

本发明所述铅垂体圆锥体，材质为铅质、铜质或不锈钢材质中的一种。

本发明所述浮力层的四角处各固定一个所述定滑轮，并每个定滑轮上固定一根所述标绳，标绳穿过所述载体层顶角处的穿绳孔后固定在浮力层上。

本发明所述标绳为一根具有标示刻度节点的细绳，细绳上每10cm作一个标示点。

本发明所述载体层由载体支架、固定在载体支架上的土工格栅构成，并在所述载体层的四角处各设有供所述标绳穿过的穿绳孔。

本发明所述载体支架和土工格栅均为可降解材质。

通过以上技术方案，本发明的沉水植物渐沉式种植装置，采用可拆卸组合式框架结构作为浮力层，成为一种可回收的、适合于初期恢复条件恶劣、大面积和规模化沉水植物恢复的种植装置，该装置可通过陆上的工厂化拼装后在大面积进行沉水植物种植时使用，沉水植物种植完成后，该装置的浮力层、透明度测量装置和升降调节系统均可回收重复利用。本发明具有结构简单，操作简便、施工方便、可重复回收利用、可根据水体状况调节沉水植物种植深度等优点，体现低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性。

附图说明

图1本发明沉水植物渐沉式种植装置的具体结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种沉水植物渐沉式种植装置，包括可种植沉水植物的载体层4，还包括浮力层1、升降调节系统2和透明度测量装置，浮力层1为可拆卸的组合式框架结构，并在框架结构上设有多个浮球12，升降调节系统2包括定滑轮21和设在定滑轮上的标绳22，定滑轮21固定在浮力层1上，浮力层1通过标绳22与载体层4相连。本发明采用可拆卸组合式框架结构作为浮力层，实现了沉水植物种植装置的可回收性，同时可以在工厂加工生产，实现大规模的生产应用，具有很好的经济性、实用性。

其中，上述浮力层1为木质材料的外围边框11，边框四周通过榫头相连。外围边框11的长度为2m-3m，宽度为1-2m。外围边框11上每隔20cm-30cm固定一个浮球12。木质外围边框其断面宽度6～8cm，高度8～10cm。浮球12为塑料质空心浮球，浮球的直径不小于20cm，壁厚不小于0.2cm。浮力层也可以为其他材料，只要便于拆卸组装，并为整个装置提供必要的浮力支撑。

上述载体层4由可降解材料工程，其主要由载体支架41、固定在载体支架上的土工格栅43构成，并在载体层的四角处各设有供标绳22穿过的穿绳孔42。标绳22为一根具有标示刻度节点的细绳，细绳上每10cm用宽度0.5～1cm的锡铁皮包裹作为标示点。载体支架41主要由竹片、木条等自然环保材料构成，土工格栅具有可降解性，将它们用绳子绑定在一起共同构成载体结构，载体层的尺寸与浮力层匹配。

透明度测量装置由测量圆盘32、铅垂体33和测量绳31构成，测量圆盘32、铅垂体33、测量绳31三个部分依次螺纹连接，测量绳31与浮力层1固定相连。测量圆盘32为一直径20～30cm、黑白相间的圆形塑料或铁皮，铅垂体33为5cm左右、具有防锈功能的铅质、铜质或不锈钢材质圆锥体，测量绳31为一根具有标示刻度节点的细绳，细绳上每10cm用宽度0.5～1cm的锡铁皮包裹作为标示点。透明度测量装置用以测量工程区域水体的透明度，为种植沉水植物提供光照方面的技术参考。

升降调节系统2主要由四个手摇定滑轮21和四根每10cm具有标示刻度节点的标绳22构成，用以调节沉水植物在水体中的深度位置，每个定滑轮固定在浮力层的一个顶角处。

在装置制作时，上述四个部分均可进行工厂化制作组装。具体实施时，为沉水植物提供生长和托付的载体层4置于装置下层，为装置提供固定连接作用和浮力支撑的浮力层1置于上层，透明度测量装置直接利用测量绳31绑定在浮力层1上；载体层4和浮力层1通过升降调节系统2联系在一起，四个塑料手摇定滑轮21分别固定在浮力层边框四角处，标绳22的一端固定在定滑轮中心，另一端穿过载体层四角处的穿绳孔42后，固定于浮力层框架上。

在具体的生态修复现场施工时，可事先将浮力层1、载体层4、透明度测量装置、升降调节系统2组装完成后运至工程现场后放入水体，并通过升降调节系统2调节载体层4在水面下50cm内以便于沉水植物种植，沉水植物可通过盆栽或植物毯的方式置于载体层上，然后利用透明度测量装置测量水体透明度，通过定滑轮21转动控制载体层4在水中的升降，确保载体层4位置最大不超过两倍水体透明度水深的位置。在规模化种植时，本发明的沉水植物渐沉式种植装置可通过塑料绳等绑扎固定在一起。随着工程水域水体透明度的提高，在种植管理后期逐步将植物载体层4降至工程水域底部。至此，沉水植物种植过程结束。此时，可解开浮力层四角的标绳21，将浮力层1、透明度测量装置和升降调节系统2回收后重复利用。

Claims (12)

1.一种沉水植物渐沉式种植装置，包括可种植沉水植物的载体层（4），其特征在于，还包括浮力层（1）、升降调节系统（2）和透明度测量装置，所述浮力层（1）为可拆卸的组合式框架结构，并在所述框架结构上设有多个浮球（12），所述升降调节系统（2）包括定滑轮（21）和设在定滑轮上的标绳（22），所述定滑轮（21）固定在所述浮力层（1）上，所述浮力层（1）通过标绳（22）与所述载体层（4）相连，具体地，所述浮力层（1）置于载体层（4）上方且两者分离，所述标绳（22）一端穿过所述载体层（4）后固定在所述浮力层（1）上。

2.根据权利要求1所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述浮力层（1）为木质材料的外围边框（11），边框四周通过榫头相连。

3.根据权利要求2所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述外围边框（11）的长度为2m-3m，宽度为1-2m。

4.根据权利要求2所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述外围边框（11）上每隔20cm-30cm固定一个所述浮球（12）。

5.根据权利要求1或4所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述浮球（12）为塑料质空心浮球，浮球的直径不小于20cm，壁厚不小于0.2cm。

6.根据权利要求1所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述透明度测量装置由测量圆盘（32）、铅垂体（33）和测量绳（31）构成，测量圆盘（32）、铅垂体（33）、测量绳（31）三个部分依次螺纹连接，所述测量绳与所述浮力层（1）固定相连。

7.根据权利要求6所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述测量圆盘（32）为黑白相间的圆形盘，材质为塑料、铁皮中的一种。

8.根据权利要求6所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述铅垂体（33）圆锥体，材质为铅质、铜质或不锈钢材质中的一种。

9.根据权利要求1所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述浮力层（1）的四角处各固定一个所述定滑轮（21），并每个定滑轮上固定一根所述标绳，标绳（22）穿过所述载体层顶角处的穿绳孔（42）后固定在所述浮力层上。

10.根据权利要求9所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述标绳（22）为一根具有标示刻度节点的细绳，细绳上每10cm作一个标示点。

11.根据权利要求1所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述载体层（4）由载体支架（41）、固定在载体支架（41）上的土工格栅（43）构成，并在所述载体层的四角处各设有供所述标绳穿过的穿绳孔（42）。

12.根据权利要求11所述的沉水植物渐沉式种植装置，其特征在于，所述载体支架（41）、土工格栅（43）均为可降解材质。