CN107720965A - 一种用于水域生态治理的水下森林及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于水域生态治理的水下森林及其构建方法，所述水下森林的构建由沉水植物和碳纤维生态草组成，以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。构建水下森林包括以下步骤：(1)选定水域，(2)设定水下森林构建面积，(3)选择沉水植物，(4)构建碳纤维生态草构架，(5)种植沉水植物。本发明创造了良好的水下环境，为水域水生动物提供有利条件，特别是对于底栖动物的生存提供了良好的环境，可强化水体杂质沉淀，降低水体浊度，能够有效去除水体中的富营养化物质，降低浮游植物的生长，抑制藻类生长，通过光合作用为水体持续供氧，还能成为鱼类等水生动物的食物，对于改善水体生态，促进水体向健康化发展有着重要的作用。
Description
技术领域
本发明涉及水环境治理技术领域，具体涉及一种用于水域生态治理的水下森林及其构建方法。
背景技术
目前河道及水体的现状不容乐观，大部分的河道及水体的水质处于劣Ⅴ类水。主要的问题有以下几个方面：一方面是污水排放管理不善，很多的地方直排现象严重，大大加剧了对河道及水体的污染，但这方面已逐步被重视，各地都在修建截污工程。另一方面是河道及水体的生态系统缺失，很多河道及水体都被硬化，未被硬化的水体中缺少水生植物，这是水域生态系统的一个很重要环节，尤其是沉水植物的作用尤为重要。
碳纤维生态草是用于生态性水处理的高科技材料，是世界领先的水处理技术产品，采用碳纤维来净化水质不会产生二次污染。碳纤维具有高度的生物亲和性而会产生活性生物膜，借助微生物的生长繁殖把水体中的污染物质吸收、降解。另外碳纤维经太阳光照后会发出声波激发微生物的活性，吸引水生动物，形成产卵、生长和繁殖的藻场。通过碳纤维生态草的使用，能够创造良好的水下环境，为水域水生动物提供有利条件，特别是对于底栖动物的生存提供良好的环境。
沉水植物不仅是水生生态系统的重要初级生产者，还是水环境的重量调节者，占据了水体生态系统的关键性界面，对水体生态系统中的物质和能量循环起到重要的作用，沉水植物是维持水体生态系统稳定与生态多样性的基础，是水体生态修复的关键与核心。沉水植物可以强化水体杂质沉淀，降低水体浊度，可以有效去除对水体中的富营养化物质，降低浮游植物的生长，沉水植物进行光合作用，为河道及水体持续供氧，还能成为鱼类等水生动物的食物。
沉水植物与碳纤维生态草共同构成的“水下森林”，可以大幅度降低水体中的氨氮，吸收水中的营养盐，竞争养分和光照，抑制了藻类生长，同时为水生动物提供庇护所、食物和产卵环境，从而构建起一个生态链平衡系统。目前建立的水下森林基本就是通过种植沉水植物来实现，但是因为种植成活率低、效果不好等原因，都未能很好地建立起水下森林，不能很好的发挥水体的治理作用。因此，构建一种新型水域治理的水下森林的生态系统，建立水生植物及水生动物的多样性，对于提高水体的自净能力意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水域生态治理的水下森林及其构建方法，用以解决现有水下森林种植成活率低、发挥水体自净能力差等问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种用于水域生态治理的水下森林，所述水下森林由沉水植物和碳纤维生态草组成，以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成；
进一步地，所述沉水植物包括金鱼藻、菹草或苦草；
进一步地，所述碳纤维生态草为带状结构，具有很大的比表面积；
进一步地，所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得；
一种用于水域生态治理的水下森林的构建方法，包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深不超过1.5m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的15％～25％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：在氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L、溶解氧低于2mg/L的水域中选择金鱼藻或菹草种植，在氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L的水域中选择苦草种植；
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在PVC管架上形成碳纤维生态草构架；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植沉水植物；
进一步地，所述步骤(4)中，所述碳纤维生态草构架为碳纤维生态草立在PVC管架上的构造或碳纤维生态草从PVC管架上悬吊而下的构造，并浸渍在水体中；
进一步地，所述PVC管架为长方形PVC管架或圆形PVC管架；
进一步地，所述圆形PVC管架的结构为两个直径不同的同心圆管通过支撑条固定而成。
本发明方法具有如下优点：
1.本发明创造了良好的水下环境，为水域水生动物提供有利条件，特别是对于底栖动物的生存提供了良好的环境。
2.本发明可强化水体杂质沉淀，降低水体浊度，能够有效去除水体中的富营养化物质，降低浮游植物的生长，沉水植被恢复后，水体透明度提高，溶解氧增加，各主要形式的N、P及浮游植物叶绿素a的浓度明显降低，原生动物多样性明显增加。
3.本发明的沉水植物在水体生态修复中具有重要作用，可以抑制藻类生长，通过光合作用可以为水体持续供氧，还能成为鱼类等水生动物的食物，对于改善水体生态，促进水体向健康化发展有着重要的作用。
附图说明
图1一种用于水域生态治理的水下森林碳纤维生态草立起在PVC管架上构造示意图。
图2一种用于水域生态治理的水下森林碳纤维生态草从PVC管架上悬吊而下的构造示意图。
其中，1.水域、2.底泥、3.支撑杆、4.PVC管架、5.碳纤维生态草、6.沉水植物。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种用于富营养化严重的水域(氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L、溶解氧低于2mg/L)生态治理的水下森林，由沉水植物和碳纤维生态草组成，所述沉水植物为金鱼藻，所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得，外形呈带状结构，具有很大的比表面积，所述水下森林以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。
一种用于富营养化严重的水域生态治理的水下森林的构建方法：包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深为1.5m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的15％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：选择金鱼藻种植；
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将长方形PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在PVC管架上，形成碳纤维生态草立起在PVC管架上构造的碳纤维生态草构架，并浸渍在水体中，如图1所示；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植金鱼藻。
实施例2
一种用于氮磷含量高的水域(氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L)生态治理的水下森林，由沉水植物和碳纤维生态草组成，所述沉水植物为苦草，所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得，外形呈带状结构，具有很大的比表面积，所述水下森林以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。
一种用于氮磷含量高的水域生态治理的水下森林的构建方法：包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深为1m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的25％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：选择苦草种植；
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将两个直径不同的同心圆管通过支撑条固定而成的圆形PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在圆形PVC管架上，形成从圆形PVC管架上悬吊而下构造的碳纤维生态草构架，并浸渍在水体中，如图2所示；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植苦草。
实施例3
一种用于水质富营养化严重的水域(氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L、溶解氧低于2mg/L)生态治理的水下森林，由沉水植物和碳纤维生态草组成，所述沉水植物为菹草，所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得，外形呈带状结构，具有很大的比表面积，所述水下森林以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。
一种用于富营养化严重的水域生态治理的水下森林的构建方法：包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深为1.2m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的20％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：选择菹草种植；
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将两个直径不同的同心圆管通过支撑条固定而成的圆形PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在圆形PVC管架上，形成从圆形PVC管架上悬吊而下构造的碳纤维生态草构架，并浸渍在水体中，如图2所示；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植菹草。
实施例4
一种用于氮磷含量高的水域(氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L)生态治理的水下森林，由沉水植物和碳纤维生态草组成，所述沉水植物为苦草，所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得，外形呈带状结构，具有很大的比表面积，所述水下森林以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。
一种用于富营养化严重的水域生态治理的水下森林的构建方法：包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深为0.8m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的25％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：选择苦草种植；
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将长方形PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在PVC管架上，形成碳纤维生态草立起在PVC管架上构造的碳纤维生态草构架，并浸渍在水体中，如图1所示；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植苦草。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种用于水域生态治理的水下森林，其特征在于：所述水下森林由沉水植物和碳纤维生态草组成，以碳纤维生态草为构架，并配合种植沉水植物而成。
2.根据权利要求1所述的水下森林，其特征在于：所述沉水植物包括金鱼藻、菹草或苦草。
3.根据权利要求1所述的水下森林，其特征在于：所述碳纤维生态草为带状结构。
4.根据权利要求1所述的水下森林，其特征在于：所述碳纤维生态草为碳纤维经高温碳化、活化、表面改性所得。
5.根据权利要求1～4任一项所述的水下森林的构建方法：包括以下步骤：
(1)选定水域：选择水深不超过1.5m的水域；
(2)设定构建面积：选定总水域面积的15％～25％作为构建区域；
(3)选择沉水植物：在氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L、溶解氧低于2mg/L的水域中选择金鱼藻或菹草种植，在氨氮含量大于2mg/L、总磷含量大于0.4mg/L的水域中选择苦草种植。
(4)构建碳纤维生态草构架：首先将支撑杆固定在水底的底泥中，再将PVC管架布置在支撑杆上，最后将碳纤维生态草布设在PVC管架上形成碳纤维生态草构架；
(5)种植沉水植物：在PVC管架的间隙处的水域底泥中种植沉水植物。
6.根据权利要求5所述的水下森林的构建方法：其特征在于：所述步骤(4)中，所述碳纤维生态草构架为碳纤维生态草立起在PVC管架上的构造或碳纤维生态草从PVC管架上悬吊而下的构造，并浸渍在水体中。
7.根据权利要求5所述的水下森林的构建方法：其特征在于：所述步骤(4)中，所述PVC管架为长方形PVC管架或圆形PVC管架。
8.根据权利要求7所述的水下森林的构建方法：其特征在于：所述圆形PVC管架的结构为两个直径不同的同心圆管通过支撑条固定而成。
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