CN105645594A - 一种基于生态浮床的水体生态修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于生态浮床的水体生态修复方法，包括：1)构建一种生态浮床，在每个种植篮内添加生物活性炭，浮床底部悬绳状碳素纤维生态草；2)第一水生植物种植区中种植挺水植物，挺水植物为水生美人蕉、再力花、黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜、芦竹、芦苇、风车草和梭鱼草中的两种以上；第二水生植物种植区中种植浮叶植物或沉水植物；浮叶植物为黄花水龙，沉水植物为狐尾藻；3)收割：根据水生植物生长情况进行周期性收割。本发明通过合理搭配种植多种观赏和协同除污能力较强的植物品种，构建稳定的浮床植物群落，强化生物间协同作用，提高生态浮床对水生态环境修复能力，有效提高了生态浮床的净化效果，同时净化效果更加稳定。

Description

一种基于生态浮床的水体生态修复方法

技术领域

本发明涉及一种水体修复方法，特别涉及一种基于生态浮床的水体生态修复方法。

背景技术

随着人口的急剧增加、工农业的快速发展和城市化进程的加快，水体污染物的增多及生产生活排污的影响，我国地表水环境受到严重污染，给水环境质量、水生态安全和饮用水安全等都带来了诸多危害，城市内河及相关河道的水资源保护、水污染治理和水生态修复迫在眉睫。

生态浮床技术是利用水生植物的修复作用而发展起来的一种新型水体原位修复技术，其特点是无需占地、成本低廉及修复效果好，且具有一定的区域环境改善作用。在河道沿岸设置生态浮床，有利于形成生态护岸带，保持护岸的稳定性。但是现有技术中采用生态浮床进行水体修复过程中，还存在如下问题：

1、现有浮床的水体修复功能主要依靠植物体现，而工程实际应用表明，单纯利用水生植物修复污染水体受环境地质条件、营养盐浓度限制以及污染物毒性胁迫等影响显著，不能有效净化污染水体水质，通过强化微生物富集、优化调控其代谢活性，促进水生植物修复性能提升和稳定运行。为了进一步强化生态浮床的净化效果，必须在浮床的构造上有所突破，根据底部填料挂膜期间的微生物和水质变化规律，研发出在底部加置人工填料构成的新型组合生态浮床。

2、生态浮床的植物配置上难于兼顾景观和生态这两大功能，一部分浮床注重观赏特性，水质净化等生态特性则缺乏考虑；另一部分浮床侧重生态修复功能，但浮床载体会暴露出来，跟周边环境很不协调，缺乏美学景观价值。浮床植物是生态浮床的主要组成部分，既是浮床生态功能的承担者，又是浮床景观效果的体现者。因此，如何选择浮床植物品种、如何种植浮床植物显得极其关键。

3、框架式植物浮床可以方便地配置组合多种观赏和协同除污能力较强的植物品种，通过模块化组合能产生较好的生态景观效果，既能发挥生态效应，又具有景观多样性，且维护管理方便。目前最常用的框架浮床的框架采用PVC管、三通、弯头连接而成，成本高，可调节性差，不能满足差异化工程要求，整体下水，施工难度大，人力物力消耗大。目前使用的浮床基垫材料大多为片状的泡沫板，使得浮床对水面的覆盖率往往要大于载体植物本身的覆盖率，虽然对遮光克藻有一定的效果，但不利于浮床水下沉水植物的生存，使生物多样性降低。同时，由于植物直接种在基垫上，不能按需更换植物，泡沫板材易破碎，容易造成二次污染。另外，传统的水面植物种植浮床大多体积庞大，一个构件包含众多小种植孔，连接方式复杂，需要借助工具连接各个构件；没有种植篮，使植物根系生长紊乱，易纠缠在一起，不便移动、修整或清理。目前市面上销售的普通植物种植篮一般是俯视图为圆形或方形、侧视图为梯形的常规篮，在种植水生植物时需要在篮子里填充海绵或陶粒等其它填充物固定植物，这给浮床施工增加了难度，这些填充物占用植物后期分蘖生长的空间，还容易散落水体，构成污染。

4、现阶段浮床技术的研发与运用主要集中在生态浮床的构建方面，而忽视了生态浮床工程实施后的运行维护。为了避免水生植物残体分解腐烂，消耗水中的溶解氧，引起水体的二次污染，需要及时对其进行收割，如何进行浮床维护和植物收割是浮床技术在实际工程运用中亟需解决的关键问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于生态浮床的水体生态修复方法，该方法通过合理搭配种植多种观赏和协同除污能力较强的植物品种，构建稳定的浮床植物群落，强化生物间协同作用，提高生态浮床对水生态环境修复能力，有效提高了生态浮床的净化效果，同时净化效果更加稳定。进一步地，本发明所采用的生态浮床可进行多种形式的模块化组合拼装，并通过加置人工填料和人工草，强化微生物富集，优化调控其代谢活性，有利于水生植物修复性能提升和稳定运行，大大提高和完善了浮床的性能及美观性，同时生态浮床的最终尺寸可根据水域面积、区位特点、水文特征以及种植方式进行调节，满足实际工程的需要。最后，本发明方法提供了水生态修复工程实施后生态浮床维护的植物收割方法，及时对水生植物进行收割，避免其残体分解腐烂，消耗水中的溶解氧，引起水体的二次污染，促进水生植物对水体氮磷的吸收，提高浮床的水体修复能力。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于，按以下步骤进行：

1)生态浮床的构建：

首先，在需要进行水体修复的水域中构建一种生态浮床，然后在每个种植篮内添加人工填料，浮床底部悬挂人工草，所述人工填料为粒径为5cm球形生物活性炭，所述人工草为绳状碳素纤维生态草；

在生物活性炭为表层设有固定有工程菌的活性炭，所述绳状碳素纤维生态草由悬挂钩、骨架绳和功能层组成；骨架绳为耐水防水的丙纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、聚乙烯纤维和丙烯酸长纤维等复合高分子材料织成的细绳，在所述骨架绳外层植入碳纤维丝或活性碳纤维丝形成功能层；

所述绳状碳素纤维生态草全长100cm,半径15cm，其中碳素纤维量为25g。碳素纤维生态草比表面积约为1100m²/g，能有效吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态的污染物，从而提高水体的透明度，并为各类微生物、藻类和水生动物的生长、繁殖提供良好的附着条件，最终在碳素纤维生态草表面形成具有很强净化功能的生物膜。

2)水生植物的种植：

将生态浮床划分为第一水生植物种植区和第二水生植物种植区；所述第一水生植物种植区位于生态浮床的中心位置，所述第二水生植物种植区位于第一水生植物种植区的外周围。

在第一水生植物种植区中种植挺水植物，所述挺水植物为水生美人蕉、再力花、黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜、芦竹、芦苇、风车草和梭鱼草中的两种以上；

在第二水生植物种植区中种植浮叶植物或沉水植物；所述浮叶植物为黄花水龙，所述沉水植物为狐尾藻。

3)水生植物的收割：

为了发挥生态浮床循环修复生态水体的效果，生态浮床构建完毕后根据水生植物生长情况进行周期性收割；所述周期性收割分挺水植物收割周期,浮叶植物或沉水植物收割周期；所述挺水植物收割周期为春夏秋45天、冬季90天，所述浮叶植物或沉水植物收割周期为春夏秋冬90天。同时，为了保障生态浮床水体修复功能的稳定，挺水植物收割和浮叶植物或沉水植物收割时间错开10-15天。

所述水生美人蕉和黄花鸢尾的种植苗均为经初次修剪后的植苗模块，每个育苗模块包含一个种植篮和一株植物苗。采用植苗模块种植，提高种植效率，同时浮床可以更好更快地呈现生态景观效果。所述水生美人蕉植株高大，高1-1.8m，适应性强，根系发达、去污能力强；

所述再力花植株高大挺拔，株高1.5-2.5m，生长迅速、分蘖快、丛生性强、植株高大，根系粗壮发达，具有很强的耐污性，抗杂草能力强；

所述黄花鸢尾叶片翠绿，剑形挺立，花色鲜艳，株高0.6-1.0m，是水生鸢尾类中最适宜水生、最高大、性能最稳定的品种；

所述菖蒲耐寒性强，株型挺拔，具有香气，株高0.6-0.8m，是常用的乡土型水体景观植物之一；

所述千屈菜耐寒性强，花色艳丽，花期长，株高1-1.5m，是优良的观花植物，具有强烈的色彩效果；

所述芦竹/芦苇株型高大，根系发达，生物量大，除污能力强，作为优选，所述芦竹/芦苇为花叶芦苇和花叶芦竹；

所述风车草株丛繁密，叶形奇特，株高1-1.5m，根系密集发达，吸附、耐污性强；

所述梭鱼草株高0.8-1.2m，长势良好，根须发达且入水较深，净化效果好，景观效果好；

所述黄花水龙为生长在浅水的多年生浮叶植物，浮水茎节上常生圆柱状海绵状贮气根状浮器，具多数须状根；浮水茎长达3米，直立茎高达60厘米。实验结果表明黄花水龙对受损水体中氮磷具有良好的净化效果；

所述狐尾藻为多年生粗壮沉水草本，根状茎发达，在水底泥中蔓延，节部生根，耐污性和对水质能见度的适应性较强；能适应流动性强的水域和深水(≤3m)；青绿生长期长，对环境的适应性和景观效果均有明显优势；

作为优选，所述第一水生植物种植区的种植密度设定为4-10株/m²。

作为优选，所述挺水植物种植区内合理搭配种植水生美人蕉和黄花鸢尾这两种挺水植物，水生美人蕉种植密度设定为5株/m²，黄花鸢尾的种植密度设定为10株/m²。

作为优选，所述第二水生植物种植区的种植密度设定为2-5株/m²。

作为优选，步骤2)浮床植物的种植步骤中，要求单位水域内水生植物的最佳植物覆盖度为20-30％。

作为优选，所述生态浮床位一种易装拆式生态浮床，包括至少两个浮床单体，相邻的两个浮床单体之间通过一个可上浮的浮力连接条固定连接；

所述浮床单体包括一个可上浮的网架和若干个种植篮；所述网架包括一个至少由两个平行布置的横管和两个平行布置的纵管固定连接而成的方形框体；所述方形框体的两个纵管之间设有N根平行设置的横连管，所述方形框体的两个横管之间设有M根平行设置的纵连管，使得在该方形框体内形成L个方形插接孔；其中，L＝(N+1)*(M+1)，N≥1，M≥1；每个方形插接孔设有一个安装架，每个安装架上以可拆卸的方式安装有一个所述的种植篮；

所述浮力连接条为长条形的中空结构，所述浮力连接条的左右两侧均设有一凹槽，所述凹槽的开口处的上下内壁设有两个对称的凸起；所述浮力连接条的两个凹槽分别与相邻的两个浮床单体的横管或纵管卡扣连接。

作为优选，所述安装架包括一个支撑环和四个固定杆，所述的支撑环通过四个固定杆分别与方形插接孔的四个侧壁固定连接。

作为优选，所述种植篮包括容器主体和固定组件；所述容器主体包括位于上部的第一收容部和位于下部的第二收容部，所述第一收容部与所述第二收容部相互连通，所述第一收容部的容积大于所述第二收容部的容积；所述第一收容部的顶部开口，所述第二收容部的底部封闭；所述第一收容部顶部开口处的外壁向外延伸出一圈翻边；所述翻边上设有若干个卡槽；所述固定组件包括一支撑架和与卡槽数量相同的连接杆；所述支撑架包括中心设有通孔的环状固定片和固定连接在所述环状固定片外周围的环状镂空网格；各连接杆的一端均与所述支撑架固定连接，各连接杆的另一端分别插接在与之对应的卡槽中；每个种植篮的容器主体均插接于一个支撑环中，每个种植篮的翻边均搭接在与其对应的支撑环的边沿上，所述翻边与固定杆卡扣连接。

作为优选，所述卡槽的数量为四个，它们均匀分布在所述翻边上；与之对应，所述连接杆的数量为四个，它们分布在支撑架上能够与卡槽相配合的位置。

作为优选，相邻的两个连接杆之间的夹角为90°。

作为优选，所述第一收容部的顶部开口的形状为圆形或方形，所述支撑架的形状与所述第一收容部的顶部开口的形状相同。

作为优选，所述翻边的外周缘先下延伸有连接卡位。这样设计能够方便将种植篮固定在浮床单体上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用的绳状碳素纤维生态草具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐老化的特点，因此使用寿命长。采用的绳状碳素纤维生态草来修复水体对环境没有二次污染，是经济(廉价)且有效的方法。碳素纤维具有高度对的生物亲和性而会产生活性生物膜，通过借助微生物的生长繁殖把水体的污染物质吸收、降解。另外，碳素纤维经太阳光照射后发出的声波能激发微生物的活性，吸收水生动物，并为其提供了产卵和生长、繁殖的藻场。碳素纤维可以在短时间内改善水体的透明度，显著降低化学需氧量、生化需氧量、总氮、总磷，实现污泥减量化、无害化，促进污染物的降解及转化，从而最终达到净化水体、改善环境的作用。

2、利用活性炭为载体，使炭在处理废水过程中炭表面上生成生物膜，产生活性炭吸附和微生物氧化分解有机物的协同作用的废水生物处理过程，提高了对废水中有机物的去除率，增加了对毒物和负荷变化的稳定性。

3、本发明方法根据植物与微生物协同除污规律，通过加载人工填料强化生态浮床水体生态修复功能。绳状碳素纤维生态草和生物活性炭表面形成的生物膜帘微生物活动的增加，促进了硝化细菌和反硝化细菌对氨氮的转化作用并最终还原成氮气的过程，同时在除磷菌对TP的吸收降解作用下，加大了对P的去除，在保证COD和氨氮有效去除的条件下，增大对氮、磷污染物的降解，提高了TN、TP的去除率。水生植物植物对氮、磷的吸收只是在较低负荷下有重要作用，在高负荷系统中，植物对氮、磷去除有限，微生物的作用和基质截留吸附作用才是主要的。在植物的吸收与微生物的共同作用下净化污染源水，以达到更高效的水质净化效果。

4、本发明将浮床植物种植区分为挺水植物种植区和沉水(或浮叶)植物种植圈，挺水植物的生物量大，是净化水体的重要承担者之一；沉水(或浮叶)植物可以起到挺水植物景观与水面景观过渡的效果，同时浮水植物隐蔽浮床的外边框，增强浮床的整体景观效果。该方法除了重点体现生态浮床的生态功能外，还应体现浮床运用的美观性、增加植物的色彩层次变化。合理的浮床植物配置可显著提高浮床水质净化效果，本发明专利通过两种或多种挺水植物的合理搭配种植，增强浮床植物去除有机污染物的能力。多种高等水生植物能够有效地吸收水中的氮磷等污染物质，抑制藻类的繁殖除污效果，比单一的浮床植物净化的效果更显著。同时，通过挺水植物、沉水(或浮叶)植物的搭配种植，将既有景观功能又有水质净化与水质保持功能的植物配置，既按照景观配置的原则进行，又考虑植物的生态效益与景观的连续性，构建出完整的景观生态系统。本浮床植物搭配种植方法所采用的植苗为驯化筛选培育后的植物新品种，有良好遗传性状，能适应不同浓度、不同季节和地域的条件，能同时修复多种污染。选择不同的浮床植物种类及其配置来适应和调控净化不同种类和不同季节污染水体能力的大小，构建周年高效的水生植物净化修复体系，使污染物的去除达到最大化，保障水体水质周年稳定性。本浮床植物搭配种植方法所采用植物品种均为无毒亦不会构成生物入侵危害的物种，有利于维护生态稳定和浮床植物后期的收割及其资源化利用；根据浮床植物在水中的生长状况进行搭配种植，注意植物的高低错落，疏密有致，体现节奏与韵律，使整个水面出现丰富的景观层次；充分利用其体形、色彩、线条、质地等特征与环境的关系,创作出具有诗情画意的生态图画。本浮床植物搭配种植方法所采用的种植密度是根据植物分蘖、分枝特性、水质状况，结合竣工验收时间等各方面因素结合确定的一个种植密度，该种植密度对满足最优植物覆盖度和节省施工成本起到非常大作用。

5、本发明的生态浮床包括至少两个浮床单体，相邻的两个浮床单体之间通过一个可上浮的浮力连接条固定连接，可进行多种形式的模块化组合拼装，大大提高和完善了传统浮床和基垫的性能及美观性，同时生态浮床的最终尺寸可根据水域面积、区位特点、水文特征以及种植方式进行调节，满足实际工程的需要。框架式植物浮床可以方便地配置组合多种观赏和协同除污能力较强的植物品种，通过模块化组合能产生较好的生态景观效果，既能发挥生态效应，又具有景观多样性，且维护管理方便。

6、本发明所述的种植篮分上下两层(即第一收容部和位于下部的第二收容部)，上层空间大，满足植物后期分支生长的要求；下层空间小，用于固定植物根部和头部，起到保护植物根部和抗倒伏的作用；另外，本发明所述的种植篮上面配有支撑架，支撑架由两个对称的半圆形结构组成，包括环状固定片和环状镂空网格，支撑架依靠连接杆和种植篮上的凹槽卡扣连接；在植物种植初期，支撑架和种植篮下层的第二收容部共同固定植物；种植篮的设置，在一定程度上限定了植物根系生长空间，便于管理；生长后期，镂空网格的设计有利于作物的分蘖生长，还能将整株植物连成一簇，增强抗倒伏能力；镂空设计，透气性强，有利于植物根系的生长，又可以增加植物根部与水体的接触面积，促进植物对污染物质的吸收，同时增强浮床水生植物除污净水效果。

7、本发明所述种植篮上沿翻边设有连接卡位，方便将种植篮固定在浮床单体上，该种植篮结构简单，连接、固定方式便捷，可以随意拆卸和组装，可直接置放在浮床单体的框架内，便于浮床植物品种的更换和维护。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是实施例1的易装拆式生态浮床的结构示意图；

图2是实施例1的浮床单体的结构示意图；

图3是实施例1的浮力连接条的结构示意图；

图4是实施例1的容器主体的侧视结构示意图；

图5是实施例1的容器主体的俯视视结构示意图；

图6是实施例1的支撑架的侧视结构示意图；

图7是实施例1的种植篮的装配结构示意图；

图8是实施例1的绳状碳素纤维生态草结构示意图；

其中，10、浮床单体；1、网架；11、横管；12、纵管；13、横连管；14、纵连管；15、方形插接孔；16、安装架；161、支撑环；162、固定杆；2、种植篮；21、容器主体；211、第一收容部；212、第二收容部；213、翻边；214、卡槽；215、连接卡位；22、固定组件；221、支撑架；2211、环状固定片；2212、环状镂空网格；222、连接杆；20、浮力连接条；201、凹槽；202、凸起；3、绳状碳素纤维生态草；31、悬挂钩；32、骨架绳；33、功能层。

具体实施方式

以下结合附图对比本发明的实施例进行说明，在实施例中，球形生物活性炭，固定有工程菌的活性炭，绳状碳素纤维生态草均可从市场购得。

所采用的水生植物的特点如下：

所述再力花植株高大挺拔，株高1.5-2.5m，生长迅速、分蘖快、丛生性强、植株高大，根系粗壮发达，具有很强的耐污性，抗杂草能力强；

所述黄花鸢尾叶片翠绿，剑形挺立，花色鲜艳，株高0.6-1.0m，是水生鸢尾类中最适宜水生、最高大、性能最稳定的品种；

所述菖蒲耐寒性强，株型挺拔，具有香气，株高0.6-0.8m，是常用的乡土型水体景观植物之一；

所述千屈菜耐寒性强，花色艳丽，花期长，株高1-1.5m，是优良的观花植物，具有强烈的色彩效果；

所述芦竹/芦苇株型高大，根系发达，生物量大，除污能力强，作为优选，所述芦竹/芦苇为花叶芦苇和花叶芦竹；

所述风车草株丛繁密，叶形奇特，株高1-1.5m，根系密集发达，吸附、耐污性强；

所述梭鱼草株高0.8-1.2m，长势良好，根须发达且入水较深，净化效果好，景观效果好；

所述黄花水龙为生长在浅水的多年生浮叶植物，浮水茎节上常生圆柱状海绵状贮气根状浮器，具多数须状根；浮水茎长达3米，直立茎高达60厘米。实验结果表明黄花水龙对受损水体中氮磷具有良好的净化效果；

所述狐尾藻为多年生粗壮沉水草本，根状茎发达，在水底泥中蔓延，节部生根，耐污性和对水质能见度的适应性较强；能适应流动性强的水域和深水(≤3m)；青绿生长期长，对环境的适应性和景观效果均有明显优势；

实施例1:

本实施例所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，按以下步骤进行：

1)生态浮床的构建：首先，在需要进行水体修复的水域中构建一种生态浮床，然后在每个种植篮内添加2-3块生物活性炭，并在浮床四个固定杆上悬挂绳状碳素纤维生态草；

所述在生物活性炭为表层固定有工程菌的粒径为5cm球形生物活性炭；所述绳状碳素纤维生态草由悬挂钩、骨架绳和功能层组成；骨架绳为耐水防水的丙纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、聚乙烯纤维和丙烯酸长纤维等复合高分子材料织成的细绳，在所述骨架绳外层植入碳纤维丝或活性碳纤维丝形成功能层；

所述绳状碳素纤维生态草全长100cm,半径15cm，其中碳素纤维量为25g。碳素纤维生态草比表面积约为1100m²/g，能有效吸收、吸附、截留水中溶解态和悬浮态的污染物，从而提高水体的透明度，并为各类微生物、藻类和水生动物的生长、繁殖提供良好的附着条件，最终在碳素纤维生态草表面形成具有很强净化功能。

2)水生植物的种植：

在第一水生植物种植区中种植挺水植物，所述挺水植物种植区内合理搭配种植水生美人蕉和黄花鸢尾这两种挺水植物，水生美人蕉种植密度设定为5株/m²，黄花鸢尾的种植密度设定为10株/m²；所述水生美人蕉和黄花鸢尾的种植苗均为经初次修剪后的植苗模块，每个育苗模块包含一个种植篮和一株植物苗。采用植苗模块种植，提高种植效率，同时浮床可以更好更快地呈现生态景观效果。所述水生美人蕉植株高大，高1-1.8m，适应性强，根系发达、去污能力强；

在第二水生植物种植区中种植浮叶植物或沉水植物；所述沉水植物为狐尾藻；所述第二水生植物种植区的种植密度设定为2-5株/m²。在操作时最好选择长度7-9cm的茎尖作为插穗，这样所获得的新株生长迅速，很快就能成形。

步骤2)浮床植物的种植步骤中，要求单位水域内水生植物的最佳植物覆盖度为20-30％。

当种植好水生植物5-10天后，所述水生美人蕉植株高0.5-1m，根系发达、除污能力基本成熟；所述黄花鸢尾叶片翠绿，剑形挺立，株高0.2-0.6m，根系较为发达；所述狐尾藻在水面蔓延0.3-1m，节部生根，表现出很强的耐污性和对水质能见度的适应性。在生态修复功能体现的同时，浮床植物完全覆盖浮床载体，浮床植物群落高低错落，疏密有致，体现节奏与韵律，使整个水面呈现丰富的景观层次，生态浮床便成了一个完整的景观生态系统。

3)水生植物的收割：为了发挥生态浮床循环修复生态水体的效果，生态浮床构建完毕后根据水生植物生长情况进行周期性收割；所述周期性收割分挺水植物收割周期,浮叶植物或沉水植物收割周期；所述挺水植物收割周期为春夏秋45天、冬季90天，所述浮叶植物或沉水植物收割周期为春夏秋冬90天。同时，为了保障生态浮床水体修复功能的稳定，挺水植物收割和浮叶植物或沉水植物收割时间错开10-15天。

参照图1-8，所述的一种易装拆式生态浮床，包括两个浮床单体10，两个浮床单体10之间通过一个可上浮的浮力连接条20固定连接；

所述浮床单体10包括一个可上浮的网架1和若干个种植篮2；所述网架1包括一个至少由两个平行布置的横管11和两个平行布置的纵管12固定连接而成的方形框体；所述方形框体的两个纵管12之间设有N根平行设置的横连管13，所述方形框体的两个横管11之间设有M根平行设置的纵连管14，使得在该方形框体内形成L个方形插接孔15；方形插接孔15的形状为正方形。其中，L＝(N+1)*(M+1)＝12，N＝1，M＝5。每个方形插接孔15设有一个安装架16，每个安装架16上以可拆卸的方式安装有一个所述的种植篮2；所述安装架16包括一个支撑环161和四个固定杆162，所述的支撑环161通过四个固定杆162分别与方形插接孔15的四个侧壁固定连接。

所述浮床单体10的网架1及浮力连接条20均采用塑料通过整体注塑成型的方法制作而成。塑料优选HDPE(高密度聚乙烯)；所述浮床单体10的网架1及浮力连接条20均均为中空结构，安装架16则为高强度实心塑料；所述浮床单体10为生态浮床提供主要浮力，浮力连接条20用于连接两个浮体单元并为其提供辅助浮力。

所述浮力连接条20为长条形的中空结构，所述浮力连接条20的左右两侧均设有一凹槽201，所述凹槽201的开口处的上下内壁设有两个对称的凸起202；所述浮力连接条20的两个凹槽201分别与相邻的两个浮床单体10的横管11卡扣连接。

所述种植篮2包括容器主体21和固定组件22；所述容器主体21包括位于上部的第一收容部211和位于下部的第二收容部212，所述第一收容部211与所述第二收容部212相互连通，所述第一收容部211的容积大于所述第二收容部212的容积；所述第一收容部211的顶部开口，所述第二收容部212的底部封闭；所述第一收容部211顶部开口处的外壁向外延伸出一圈翻边213；所述翻边213上设有若干个卡槽214；所述翻边213的外周缘先下延伸有连接卡位215。这样设计能够方便将种植篮2固定在浮床单体10上。

所述固定组件22包括一支撑架221和与卡槽214数量相同的连接杆222；所述支撑架221包括中心设有通孔的环状固定片2211和固定连接在所述环状固定片2211外周围的环状镂空网格2212；各连接杆222的一端均与所述支撑架221固定连接，各连接杆222的另一端分别插接在与之对应的卡槽214中。所述支撑架221由两个对称的半圆形结构组成。

所述卡槽214的数量为四个，它们均匀分布在所述翻边213上；与之对应，所述连接杆222的数量为四个，它们分布在支撑架221上能够与卡槽214相配合的位置。相邻的两个连接杆222之间的夹角为90°。

所述第一收容部211的顶部开口的形状为圆形，所述支撑架221的形状与所述第一收容部211的顶部开口的形状相同。所述第一收容部211的高为50mm，其顶部开口的直径为170mm；所述第二收容部212的高为40mm，其底部直径为30mm；所述翻边213的宽为15mm。

所述环状固定片2211的直径为170mm，所述环状固定片2211的通孔的直径为30mm。

每个种植篮2的容器主体21均插接于一个方形插接孔15中，每个种植篮2的翻边213均搭接在与其对应的方形插接孔15的边沿上。

所述绳状碳素纤维生态草3由悬挂钩31、骨架绳32和功能层33组成；骨架绳32为耐水防水的丙纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、聚乙烯纤维和丙烯酸长纤维等复合高分子材料织成的细绳，在所述骨架绳32外层植入碳纤维丝或活性碳纤维丝形成功能层33；

所述绳状碳素纤维生态草3全长100cm,半径15cm，其中碳素纤维量为25g。碳素纤维生态草3比表面积约为1100m²/g。

实施例2:

本实施例的特点是：所述挺水植物为再力花、菖蒲、千屈菜的组合；在第二水生植物种植区中种植浮叶植物；所述浮叶植物为黄花水龙；其他与实施例1相同。

实施例3:

本实施例的特点是：所述挺水植物为芦竹、芦苇、风车草和梭鱼草的组合；在第二水生植物种植区中种植浮叶植物；所述浮叶植物为黄花水龙；其他与实施例1相同。

实施例4:

本实施例的特点是：所述卡槽的数量为六个，它们均匀分布在所述翻边上；与之对应，所述连接杆的数量为留有六个，它们分布在支撑架上能够与卡槽相配合的位置。其他与实施例1相同。

实施例5:

本实施例的特点是：所述卡槽的数量为八个，它们均匀分布在所述翻边上；与之对应，所述连接杆的数量为留有八个，它们分布在支撑架上能够与卡槽14相配合的位置。其他与实施例1相同。

实施例6:

本实施例的特点是：所述第一收容部的顶部开口的形状为方形，所述支撑架的形状与所述第一收容部的顶部开口的形状相同。其他与实施例1相同。

实施例7:

本实施例的特点是：L＝(N+1)*(M+1)＝15，N＝2，M＝4；其他与实施例1相同。

其他实施例：

所述浮床单体的数量为三个、四个、五个、六个或更多，相邻的两个浮床单体之间通过一个可上浮的浮力连接条；其他与实施例1相同。

为了说明本发明所提供的基于生态浮床的水体生态修复方法的修复效果，以水库水为原水实施该生态修复一年后，对其处理前和处理后的相关指标进行测试，测试结果详见表1。

经实验数据分析可知，生态修复方案实施后，三个实施例的实验水体水质显著提升，其中溶解氧(DO)分别提高了149.79％、156.02％和143.15％；氨氮(NH₃-N)的削减率分别为66.67％、70.16％和64.73％；总磷(TP)的削减率高达91.76％、88.53％和86.47％。实验水体由修复前的地表劣V类提升到地表III类，部分指标达到地表II类标准。

表1水库水处理前/后相关指标的测试结果

备注：表1的标准限值来自《地表水环境质量标准GB3838-2002》。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于，按以下步骤进行：

1)生态浮床的构建：首先，在需要进行水体修复的水域中构建一种具有若干种植篮的生态浮床，然后在每个种植篮内添加人工填料，浮床底部悬挂人工草，所述人工填料为粒径为5cm的球形生物活性炭；所述人工草为绳状碳素纤维生态草；在所述生物活性炭为表层设有固定有工程菌的活性炭；

2)水生植物的种植：将生态浮床划分为第一水生植物种植区和第二水生植物种植区；所述第一水生植物种植区位于生态浮床的中心位置，所述第二水生植物种植区位于第一水生植物种植区的外周围；在第一水生植物种植区中种植挺水植物，所述挺水植物为水生美人蕉、再力花、黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜、芦竹、芦苇、风车草和梭鱼草中的两种以上；在第二水生植物种植区中种植浮叶植物或沉水植物；所述浮叶植物为黄花水龙，所述沉水植物为狐尾藻；

3)水生植物的收割：为了发挥生态浮床循环修复生态水体的效果，生态浮床构建完毕后根据水生植物生长情况进行周期性收割；所述周期性收割分挺水植物收割周期,浮叶植物或沉水植物收割周期。

2.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述绳状碳素纤维生态草由悬挂钩、骨架绳和功能层组成；所述骨架绳为耐水防水的丙纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、聚乙烯纤维和丙烯酸长纤维织成的细绳，在所述骨架绳外层植入碳纤维丝或活性碳纤维丝形成功能层。

3.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述第一水生植物种植区的种植密度设定为4-10株/m²。

4.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述挺水植物种植区内合理搭配种植水生美人蕉和黄花鸢尾这两种挺水植物，水生美人蕉种植密度设定为5株/m²，黄花鸢尾的种植密度设定为10株/m²。

5.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述第一水生植物种植区的种植密度设定为2-5株/m²。

6.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：步骤2)浮床植物的种植步骤中，要求单位水域内水生植物的最佳植物覆盖度为20-30％。

7.根据权利要求1所述的用生态浮床进行水体修复的方法，其特征在于：所述挺水植物收割周期为春夏秋45天、冬季90天；所述浮叶植物或沉水植物收割周期为春夏秋冬90天；同时，为了保障生态浮床水体修复功能的稳定，挺水植物收割和浮叶植物或沉水植物收割时间错开10-15天。

8.根据权利要求2所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述绳状碳素纤维生态草全长100cm,半径15cm，其中碳素纤维量为25g。碳素纤维生态草比表面积约为1100m²/g。

9.根据权利要求1所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述生态浮床为一种易装拆式生态浮床，包括至少两个浮床单体，相邻的两个浮床单体之间通过一个可上浮的浮力连接条固定连接；

所述浮床单体包括一个可上浮的网架和若干个种植篮；所述网架包括一个至少由两个平行布置的横管和两个平行布置的纵管固定连接而成的方形框体；所述方形框体的两个纵管之间设有N根平行设置的横连管，所述方形框体的两个横管之间设有M根平行设置的纵连管，使得在该方形框体内形成L个方形插接孔；其中，L＝(N+1)*(M+1)，N≥1，M≥1；每个方形插接孔设有一个安装架，每个安装架上以可拆卸的方式安装有一个所述的种植篮；

所述浮力连接条为长条形的中空结构，所述浮力连接条的左右两侧均设有一凹槽，所述凹槽的开口处的上下内壁设有两个对称的凸起；所述浮力连接条的两个凹槽分别与相邻的两个浮床单体的横管或纵管卡扣连接。

10.根据权利要求9所述的基于生态浮床的水体生态修复方法，其特征在于：所述安装架包括一个支撑环和四个固定杆，所述的支撑环通过四个固定杆分别与方形插接孔的四个侧壁固定连接；所述种植篮包括容器主体和固定组件；所述容器主体包括位于上部的第一收容部和位于下部的第二收容部，所述第一收容部与所述第二收容部相互连通，所述第一收容部的容积大于所述第二收容部的容积；所述第一收容部的顶部开口，所述第二收容部的底部封闭；所述第一收容部顶部开口处的外壁向外延伸出一圈翻边；所述翻边上设有若干个卡槽；所述固定组件包括一支撑架和与卡槽数量相同的连接杆；所述支撑架包括中心设有通孔的环状固定片和固定连接在所述环状固定片外周围的环状镂空网格；各连接杆的一端均与所述支撑架固定连接，各连接杆的另一端分别插接在与之对应的卡槽中；每个种植篮的容器主体均插接于一个支撑环中，每个种植篮的翻边均搭接在与其对应的支撑环的边沿上，所述翻边与固定杆卡扣连接；所述卡槽的数量为四个，它们均匀分布在所述翻边上；与之对应，所述连接杆的数量为四个，它们分布在支撑架上能够与卡槽相配合的位置；相邻的两个连接杆之间的夹角为90°。