CN104956935A

CN104956935A - 一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法

Info

Publication number: CN104956935A
Application number: CN201510341290.0A
Authority: CN
Inventors: 王栋宇; 李曦亭; 甘美娜; 吴新旺
Original assignee: PALM LANDSCAPE ARCHITECTURE CO Ltd
Current assignee: PALM LANDSCAPE ARCHITECTURE CO Ltd
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明公开了一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法,其技术方案的要点该装置包括由多个互相连通的单体水池组成的水池组，所述单体水池内设有至少一个用于放置盆栽植物且调节水淹高度的支承台，所述单体水池的外侧分别设有进水口和出水口，在所述水池组的外部设有防雨透光棚。利用该装置进行耐淹实验，需按时观测植物生长势并测定相关生理指标，评估植物在水淹条件下的生长状况；利用该装置进行净水能力试验时，一次性进水，实验开始时测定进水水质常规参数，实验全程关闭进出水口，根据时间段内的水池蒸发量定量向水池补充纯水，实验结束时开启出水口测定出水水质常规参数。比较进出水质参数，评估植物对水质的影响。

Description

一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法

【技术领域】

本发明属于滨水缓冲带构建技术领域。更具体地，涉及一种在户外评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及运用该装置评估中小型植物耐淹性能和净水性能的方法。

【背景技术】

滨水缓冲带从广义上来讲是在靠近水体，受其直接或间接影响的由植被、土壤、小气候不同于周边的群落生态系统。狭义上是陆地生态系统与水域生态系统的相邻的过渡区域。该区域同时受到水生态系统和陆地生态系统的双重影响，边缘效应十分明显，具有拦截径流，提高水分入渗能力，截留地表径流及地下水中的污染物，固结土壤减少水流对堤岸的冲刷等生态效应。一直以来，滨水缓冲带的构建被认为是保护水资源最有效的方法之一。

植物是滨水缓冲带最重要的组成部分，选择合适的植物品种是能否成功构建滨水缓冲带的关键步骤。植物的耐淹及耐污性在一定程度上决定了滨水缓冲带的景观效果及缓冲功能。然而由于水污染加剧、水土流失严重等问题造成滨水缓冲带生态系统严重退化。另外，瞬时暴雨也已成为影响城市建设和景观营造的大问题。以上诸多问题影响滨水植物的正常生长，逐渐使滨水缓冲带成为困扰世界的“城市荒漠区”。因此，如何合理构建滨水缓冲带就显得尤为重要。

传统滨水缓冲带构建技术的研究多以景观营造为目标，主要集中于根据植物生长特性(如常绿/落叶、生长率、根系生长状况、乔灌草种类等)进行选择及搭配，而对于缓冲带生态效应的研究多半以经验为主，认为乔木和灌木截留分解污染物质的效果更佳，可提高水质并为动物提供栖息地等。目前水污染及瞬时暴雨导致水位涨落等问题频发，一些原本种植于离堤岸边缘较远位置的陆生植物也可能受到污水或较长时间水涝的影响，这对其耐污及耐淹性能极具挑战，如果种植品种无法抵抗此逆境，缓冲带的作用势必大打折扣。因此，传统滨水缓冲带植物选择及搭配已无法实现景观效果及水资源保护兼顾的要求。

本发明就是基于这种情况作出的。

【发明内容】

本发明目的是克服了现有滨水缓冲带构建技术的缺陷和不足，提供一种户外评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法，以达到筛选出兼具耐淹及净水能力的中小型陆生植物品种的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：包括由多个互相连通的单体水池1组成的水池组，所述单体水池1内设有至少一个用于放置盆栽植物2且调节水淹高度的支承台3，所述单体水池1的外侧分别设有进水口4和出水口5，在所述水池组的外部设有防雨透光棚6。

如上所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法，其特征在于：相邻的两个所述单体水池1之间设有用于连通的U型连通管8。

如上所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述的进水口4设在所述单体水池1外侧上方，所述出水口5设在所述单体水池1相对的另一外侧下方。

如上所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述单体水池1内设有至少两个高度不同以调节植物水淹高度的支承台3。

如上所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述支承台3由多块相同的混泥土砖叠加而成。

如上所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述进水口4和出水口5处还分别设有控制进水流速和出水流速以进一步控制水位的流速仪7。

一种利用如上所述装置评估中小型植物耐淹的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、打开所述进水口4，关闭所述出水口5，往所述单体水池1注入水体并控制水位，然后关闭所述进水口4；

B、往所述单体水池1底部和/或支承台3上放置盆栽植物2并根据植物品种特性设置淹水高度；

C、定期打开所述进水口4和出水口5置换水体，观测盆栽植物2生长势并测定其生理指标；

D、评估盆栽植物2在水淹条件下的生长状况及耐淹性能。

如上所述的方法，其特征在于：所述需测定的植物生理指标包括叶绿素和脯氨酸。

一种利用如上所述装置评估中小型植物净水性能的方法，其特征在于包括以下步骤：

B、测定进水水质参数，往所述单体水池1底部和/或支承台3上放置盆栽植物2并根据植物品种特性设置淹水高度；

C、根据所述单体水池1中水的蒸发量向所述单体水池1补充纯水；

D、实验结束时开启所述出水口5测定出水水质参数，比较进出水质参数，评估植物对水质的影响。

如上所述的方法，其特征在于：所述需测定的进出水质参数包括总氮、总磷、化学需氧量、总悬浮颗粒物。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1、本发明提供的户外评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法，由于设置防雨透光棚，既保证了植物生长所需的自然光照及通风条件又避免了雨季雨水对水质及水位的影响。由于相邻水池之间设置U型连通管，因此水池的实际大小可根据需求调节。用于调节水淹高度的混凝土砖廉价易得且可移除，水池可简单方便的改成其他实验装置。进出水口同时设置流速仪，需要时同时开启调节，可保证池中水体为活水，最大程度上模拟自然水体状况。本发明具有操作简单、占地小、多功能、装置内水流通畅等特点。可以很大程度上模拟自然条件下植物水淹条件下的生长环境，同时又可通过测定植物淹水条件下生理指标变化情况及水质变化情况，所得评估数据科学性及指导性强，便于推广应用。

【附图说明】

图1是本发明户外评估中小型植物耐淹及净水性能的装置结构示意图；

图2是本发明单体水池的结构示意图。

图中：1为单体水池；2为盆栽植物；3为支承台；4为进水口；5为出水口；6为防雨透光棚；7为流速仪；8为U型连通管。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的材料、试剂、方法和设备为本技术领域常规材料、试剂、方法和设备。

一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，包括由多个互相连通的单体水池1组成的水池组，所述单体水池1内设有至少一个用于放置盆栽植物2且调节水淹高度的支承台3，所述单体水池1的外侧分别设有进水口4和出水口5，在所述水池组的外部设有用于遮挡所述水池组的防雨透光棚6。

实验水池组占地面积约48㎡，包含至少一个单体水池1，本实施例砌长宽高为8m*1m*1.4m的单体水池1有六个；所述防雨透光棚6呈拱形架设于水池上方，长宽高为10m*8m*2.5m。防雨透光棚6的设置既保证了植物生长所需的自然光照及通风条件又避免了雨季雨水对水质及水位的影响。

相邻的两个所述单体水池1之间设有用于连通的U型连通系统，具体为U型连通管8，如图1所示。U型连通管8的设置保证了水池的实际大小可根据需求调节。

具体地，每个单体水池1都设有进水口4和出水口5，所述的进水口4设在所述单体水池1外侧上方，所述出水口5设在所述单体水池1相对的另一外侧下方。所述进水口4和出水口5处还分别设有控制进水流速和出水流速以进一步控制水位的流速仪7。在评估中小型植物耐淹的方法，需要同时开启进出水调节，以保证水池内的水为活水。

所述单体水池1内设有至少两个高度不同的支承台3，每个支承台3用大小相同、数量不同的混凝土砖堆砌而成，廉价易得且可移除，水池可简单方便的改成其他实验装置。如图2所示，三株植物分别放在水池底部、两块混凝土砖堆成的支承台3上和三块混凝土砖堆成的支承台3。

本发明采用上述装置评估中小型植物耐淹的方法，包括以下步骤：

B、往所述单体水池1底部或/支承台3上放置盆栽植物2并根据植物品种特性设置淹水高度；

C、定期打开所述进水口4和出水口5置换水体，按时观测盆栽植物2生长势并测定其生理指标，通常定期打开所述进水口4和出水口5置换水体的时间为四天。

D、评估盆栽植物2在水淹条件下的生长状况及耐淹性能。

在上述耐淹实验中所采用的盆栽植物为红绒球、朱蕉、紫叶狼尾草和朱槿等。根据植物实际生长状况一般设定在实验进行到3天，7天，11天，14天，17天，20天，22天，24天，26天，28天时将进出水口同时打开，置换水体，避免水质下降而影响植物生长，按时观测植物生长势并测定相关生理指标，需测定的植物生理指标主要包括叶绿素和脯氨酸。以评估植物在水淹条件下的生长状况。

实验结果如下：

在试验周期28天，红绒球和朱蕉长势较好，叶绿素均呈现前期短暂波动上升、后逐渐下降的趋势，脯氨酸前半期下降或趋于平衡，后半期呈上升趋势；紫叶狼尾草和朱瑾的长势稍弱，耐淹条件下分别存活至7d和4d。因此红绒球和朱蕉可作为优选植物用于受水分影响较大的滨水缓冲带地区。

本发明采用上述装置评估中小型植物净水性能的方法，包括以下步骤：

B、测定进水水质参数，往所述单体水池1底部或/支承台3上放置盆栽植物2并根据植物品种特性设置淹水高度；

需测定的进出水质参数包括总氮、总磷、化学需氧量(COD)、总悬浮颗粒物(TSS)。

净水能力实验结果如下：

在为期15天的实验期内，美人蕉和菖蒲表现较好，成活率分别为91.3％和89.7％。整个实验过程中净增生物量分别为211、156g/m2。净水方面，两种植物种植下，实验前后进出水水质变化如下表所示：

指标	进水	出水美人蕉	出水菖蒲
				TN(mg/L)	0.87-1.03	0.63-0.78	0.70-0.83
TP(mg/L)	0.10-0.15	0.071-0.092	0.077-0.101
				COD(mg/L)	5.33-7.52	3.53-5.12	3.72-4.98
透明度(m)	0.3	0.4	0.4

指标	平均去除率美人蕉	平均去除率菖蒲
			TN(mg/L)	25.8％	19.5％
TP(mg/L)	34.8％	28.8％
			COD(mg/L)	32.7％	32.3％

由以上比较可以看出，美人蕉对水体各污染物净化效果比菖蒲表现好，这可能与美人蕉生长势良好、生物量大及对污染物耐受程度高有关。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：包括由多个互相连通的单体水池(1)组成的水池组，所述单体水池(1)内设有至少一个用于放置盆栽植物(2)且调节水淹高度的支承台(3)，所述单体水池(1)的外侧分别设有进水口(4)和出水口(5)，在所述水池组的外部设有防雨透光棚(6)。

2.根据权利要求1所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置及方法，其特征在于：相邻的两个所述单体水池(1)之间设有用于连通的U型连通管(8)。

3.根据权利要求1所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述的进水口(4)设在所述单体水池(1)外侧上方，所述出水口(5)设在所述单体水池(1)相对的另一外侧下方。

4.根据权利要求1所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述单体水池(1)内设有至少两个高度不同以调节植物水淹高度的支承台(3)。

5.根据权利要求4所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述支承台(3)由多块相同的混泥土砖叠加而成。

6.根据权利要求1或5所述评估中小型植物耐淹及净水性能的装置，其特征在于：所述进水口(4)和出水口(5)处还分别设有控制进水流速和出水流速以进一步控制水位的流速仪(7)。

7.一种利用权利要求1至6任一项所述装置评估中小型植物耐淹的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、打开所述进水口(4)，关闭所述出水口(5)，往所述单体水池(1)注入水体并控制水位，然后关闭所述进水口(4)；

B、往所述单体水池(1)底部和/或支承台(3)上放置盆栽植物(2)并根据植物品种特性设置淹水高度；

C、定期打开所述进水口(4)和出水口(5)置换水体，观测盆栽植物(2)生长势并测定其生理指标；

D、评估盆栽植物(2)在水淹条件下的生长状况及耐淹性能。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述需测定的植物生理指标包括叶绿素和脯氨酸。

9.一种利用权利要求1至6任一项所述装置评估中小型植物净水性能的方法，其特征在于包括以下步骤：

B、测定进水水质参数，往所述单体水池(1)底部和/或支承台(3)上放置盆栽植物(2)并根据植物品种特性设置淹水高度；

C、根据所述单体水池(1)中水的蒸发量向所述单体水池(1)补充纯水；

D、实验结束时开启所述出水口(5)测定出水水质参数，比较进出水质参数，评估植物对水质的影响。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述需测定的进出水质参数包括总氮、总磷、化学需氧量、总悬浮颗粒物。