CN109792947B - 一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法，所述定植装置包括沉水植物成苗，定植网毯，加重地笼，定型保湿棉和固定竹簖。所述安装方法：培育健壮的沉水植物成苗；使用可降解细绳编织定植网毯，在每个结处固定目标沉水植物成苗；在定植网毯的横向和纵向上，按间距固定加重地笼；根据定植网毯的大小，在网下铺设含有水分的定型保湿棉，并将保湿棉与定植网毯一起卷起运输；在目标水域，将保湿棉与定植网毯展开，两端均利用竹簖固定。本发明涵盖卷毯式沉水植物定植毯的制作、运输和安装定植过程，解决了风浪、水流扰动条件下带水作业时沉水植物难以定植的问题，能推动湖泊生态修复技术的进展。
Description
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法。
背景技术
富营养化水体的成功修复且能长效维持的措施，主要包括3个方面：外源污染截断、内源污染控制和水生生态系统构建。其中，沉水植物恢复是沉水生态系统构建的基础，是水质长效保持的关键措施。因此，在国内外成功修复且维持多年的水生态系统，均以自然恢复或人工种植等手段恢复沉水植物。
但目前沉水植物恢复的手段尚不太成熟。欧美国家通过截断外源污染和控制内源污染以及实施鱼类生物操纵等手段，使水体营养盐含量下降、透明度提升，从而导致沉水植物能够从种子库中萌发，达到自然恢复的目的。但如此恢复后的沉水植物，常常是发展到即将富营养化阶段的群落结构，对水质的维持效果并不理想。
我国目前的沉水植物成功恢复的案例仅限在小型浅水水体，由于种子库不存在(新开挖水体)或遭到破坏(小型自然水体)，目前主要采用的沉水植物恢复手段包括：种子(或越冬休眠芽)撒播法、插秧法、包根抛植法、插植法、半浮式载体移栽等手段。撒播法受水体透明度、风浪、水流等的影响非常大，萌发率、成活率和覆盖度都难以控制；插植法成活率高，覆盖度也可以人为控制，但需要将水体排干，像插秧一样种植，在不能降低水位的自然水体中无法开展；包根抛植法和半浮式载体移栽等手段，虽然可以带水作业，但成活率低，需要反复补种，操作成本很高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法，通过在沉水植物苗圃附近制作沉水植物定植网毯及其附件，在需要进行生态修复的水域实施安装，定植装置包括沉水植物成苗、定植网毯、加重地笼、定型保湿棉和固定竹簖，本发明为快速高效恢复富营养化水体中的沉水植被提供技术支撑。
本发明的具体技术方案为：
一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置，包括沉水植物成苗，定植网毯，加重地笼，定型保湿棉和固定竹簖。
所述沉水植物成苗，是从沉水植物苗圃中，选择高度为30-100cm的健壮成苗，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。
所述定植网毯，由直径1-3mm的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织而成的正方形、长方形或者菱形网，网孔直径10-20cm；定植网毯的面积为2-5m2。
所述加重地笼为直径5cm的管状地笼，由孔径1cm的尼龙网装满碎石组成；加重地笼附加在定植网毯上，在横向和纵向上每隔1m加一条地笼；地笼的长度根据定植网毯的长和宽而定；地笼的一端系一根直径2-3mm的尼龙绳，绳子长度超过作业水域水深，尼龙绳的另一端系一浮球。
设置加重地笼，其目的一方面为了在卷起和运输定植网毯时，有利于固定形态且留足空隙，方便定植网毯和沉水植物中间有足够空气流通；另一方面是在安装时，防止浮力过大导致定植网毯和沉水植物漂浮于水中，当定植网毯规格较小时或在浅水和静水中，定植网毯容易安装时，可减少或不使用加重地笼。
所述定型保湿棉为厚度0.5cm的棉花束保湿棉。定型保湿棉在水中浸湿之后，铺设在定植网毯下，并同定植网毯一起卷起，在保证植物湿度的同时，保持定植网毯和网上的沉水植物成苗不变形，并方便运输和现场安装；在运输和安装的过程中，要经常喷洒清水保持湿润。
所述固定竹簖为直径3-5cm的细毛竹。固定竹簖为安装定植网毯时才使用的配件，用于固定定植网毯，防止风浪和湖流将植物推翻，因此在小型、静水、浅水水体中，可减少或不使用固定竹簖。
一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置的安装方法，包括以下步骤：
(1)准备沉水植物成苗：在湿润、阴凉的环境中，选择高度为30-100cm的健壮沉水植物成苗，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。
(2)制作沉水植物定植网毯：
定植网毯是由麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织而成的正方形、长方形或者菱形网。根据水体恢复沉水植物需要的密度以及植物种类的区别，定植网毯的网孔直径限定在10-20cm，低于10cm时由于植物太过稠密，容易倒伏，超过20cm时，植物密度太低，不利于水质提升和沉水植物定植与生长；根据需恢复沉水植物水域是否有风浪和水流扰动的情况，在无扰动的情况下，选择1mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织2-3m2的定植网毯；在有扰动的情况下，选择2-3mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织4-5m2的定植网毯。
(3)添加加重地笼
根据需恢复沉水植物水域水深以及是否有风浪和水流扰动的情况，在水深不超过1m或(和)无扰动的情况下，不添加加重地笼；在水深超过1m或(和)扰动的情况下，在定植网毯的横向和纵向上，每隔1m加一条加重地笼，加重地笼为直径5cm的管状地笼，由孔径1cm的尼龙网装满碎石组成；地笼的长度根据定植网毯的长和宽而定；地笼的一端系一根直径2-3mm的尼龙绳，绳子长度超过作业水域水深，尼龙绳的另一端系一浮球，方便在定植网毯的绳子腐烂后，能够将地笼拉出，拖离水体，保证水体中无工程施工痕迹。
(4)铺设定型保湿棉
根据定植网毯的大小，裁取与之相同大小的定型保湿棉，铺设在定植网毯下面，所述的定型保湿棉为厚度0.5cm的棉花束保湿棉，保湿棉喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将保湿棉与定植网毯一同卷起备运。
(5)安装卷毯式沉水植物定植装置
将定植网毯运输到待修复水域，展开定植网毯，去掉保湿棉；根据待修复水域情况，决定是否使用固定竹簖。在面积不超过10000m2、深度不超过1m且无风浪的小型、静水、浅水水体中，可不使用固定竹簖；在面积超过10000m2、深度超过1m且有风浪的水体中，可在定植网毯的四个顶角分别插入一根固定竹簖，协助定植网毯沉入水底。
(6)清除配件和工程施工痕迹
工程施工后固定7-10天，待定植网毯上的植物已经牢固扎根后，将加重地笼和固定竹簖拆除，消除工程施工痕迹。
本发明的适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法，能够弥补现有技术中的种植手段的不足，并大大提高种植效率，降低成本。本发明既可以保证有最佳的种植密度、均匀度和期望的覆盖度，又可以根据当地沉水植物和水体条件搭配合适的多样性，在较深和浅水水体、有轻微风浪和水流扰动等水体中均可以实施，能够将沉水植物种植技术从小水体推广应用到大水体，且大大提高成活率、种植速度，并节约人力物力；其有益效果具体如下：
1、本发明的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法能够实现批量生产，快捷安装。
2、本发明的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法，能够保证沉水植物种植的均匀度，可以自由配置生物多样性且能保证90％以上的成活率。
3、本发明的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法，能够大大扩大沉水植物的人工种植范围。以前的技术仅在人工构建和小型的自然水体中种植沉水植物，本发明的卷毯式沉水植物定植装置及其安装方法能够在具有风浪扰动的大型湖泊中应用。
附图说明
图1是本发明卷毯式沉水植物定植装置示意图；
其中，1-沉水植物成苗，2-定植网毯，3-加重地笼，4-固定竹簖，5-定型保湿棉。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1卷毯式沉水植物定植装置在小型、静水、水深不超过1m水体中的安装方法
(1)准备沉水植物成苗1
根据当地土著物种情况，选择苦草属中的一种，眼子菜属中的2种和轮叶黑藻进行育苗。在湿润、阴凉的环境中，选择高度为30-50cm的健壮沉水植物成苗1，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。浅水水体中底层光照较足，且植物长出水面会影响景观，因此，选择不高于50cm的成苗。
(2)制作沉水植物定植网毯2
使用1mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织定植网毯2，网毯为面积2-3m2的正方形、长方形或者菱形网。小型、静水、浅水水体中植物容易扎根生长，后期的克隆繁殖也非常迅速，因此不需要很高的生物量密度，但覆盖度要比较高。因此，设置定植网毯2的网孔直径在10-15cm，网毯上一半的面积编入苦草属植物，其余一半面积平均分配，分别编织眼子菜属中的2种和轮叶黑藻。所有沉水植物的总鲜重不超过1kg/m2。
(3)铺设定型保湿棉5
根据定植网毯2的大小，裁取与之相同大小的定型保湿棉5，铺设在定植网毯2下面，喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将定型保湿棉5与定植网毯2一同卷起备运。
(4)安装卷毯式沉水植物定植装置
将定植网毯2运输到待修复水域，展开定植网毯2，去掉定型保湿棉5；将定植网毯2一块连接一块的平铺于水底。
实施例2卷毯式沉水植物定植装置在静水且水深超过2米水体中的安装方法
(1)准备沉水植物成苗1
根据当地土著物种情况，选择苦草属中的一种，眼子菜属中的2种和轮叶黑藻进行育苗。在湿润、阴凉的环境中，选择高度50-100cm左右的健壮沉水植物成苗1，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。较深水体底层光照不足，因此选择较高的沉水植物。
(2)制作沉水植物定植网毯2
使用1mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织定植网毯2，网毯为面积2-3m2的正方形、长方形或者菱形网。小型、静水、较深水体中植物生长相对浅水水体较慢，因此需要略高的生物量密度，而且覆盖度也要比较高。因此，设置定植网毯2的网孔直径在10-15cm，网毯上一半的面积编入苦草属植物，其余一半面积平均分配，分别编织眼子菜属中的2种和轮叶黑藻。所有沉水植物的总鲜重不超过介于1-1.5kg/m2之间。
(3)添加加重地笼3
较深水体中定植网毯2难以下沉到水底，因此需在定植网毯2的横向和纵向上，每隔1m加一条加重地笼3，加重地笼3为直径5cm的管状地笼，由孔径1cm的尼龙网装满碎石组成；地笼的长度根据定植网毯2的长和宽而定；地笼的一端系一根直径2-3mm的尼龙绳，绳子长度超过作业水域水深，尼龙绳的另一端系一浮球，方便在定植网毯2的绳子腐烂后，能够将地笼拉出，拖离水体，保证水体中无工程施工痕迹。
(4)铺设定型保湿棉5
根据定植网毯2的大小，裁取与之相同大小的定型保湿棉5，铺设在定植网毯2下面，喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将定型保湿棉5与定植网毯2一同卷起备运。
(5)安装卷毯式沉水植物定植装置
将定植网毯2运输到待修复水域，展开定植网毯2，去掉定型保湿棉5；由于较深水体浮力大，定植网毯2下沉较慢，因此在定植网毯2的四个顶角分别插入一根固定竹簖4，协助定植网毯2沉入水底并固定一段时间。
(6)清除配件和工程施工痕迹
工程施工后固定7-10天，待定植网毯2上的植物已经牢固扎根后，将固定竹簖4拆除，消除工程施工痕迹。
实施例3卷毯式沉水植物定植装置在大型、有扰动且水深2米左右水体中的安装方法
(1)准备沉水植物成苗1：在湿润、阴凉的环境中，选择高度为50-100cm的健壮沉水植物成苗1，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。
(2)制作沉水植物定植网毯2
使用2mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织定植网毯2，网毯为面积4-5m2的正方形、长方形或者菱形网。有扰动的较深水体中，植物定植和生长困难，因此需要很高的生物量密度而且覆盖度也要高。因此，设置定植网毯的网孔直径在15cm左右，网毯上一半的面积编入苦草属植物，其余一半面积平均分配，分别编织眼子菜属中的2种和轮叶黑藻。所有沉水植物的总鲜重约2kg/m2。
(3)添加加重地笼3
有扰动的较深水体中定植网毯2难以下沉到水底，因此需在定植网毯2的横向和纵向上，每隔1m加一条加重地笼3，加重地笼3为直径5cm的管状地笼，由孔径1cm的尼龙网装满碎石组成；地笼的长度根据定植网毯2的长和宽而定；地笼的一端系一根直径2-3mm的尼龙绳，绳子长度超过作业水域水深，尼龙绳的另一端系一浮球，方便在定植网毯2的绳子腐烂后，能够将地笼拉出，拖离水体，保证水体中无工程施工痕迹。
(4)铺设定型保湿棉5
根据定植网毯2的大小，裁取与之相同大小的定型保湿棉5，铺设在定植网毯2下面，定型保湿棉5为厚度0.5cm的棉花束保湿棉，定型保湿棉5喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将定型保湿棉5与定植网毯2一同卷起备运。
(5)安装卷毯式沉水植物定植装置
将定植网毯2运输到待修复水域，展开定植网毯2，去掉定型保湿棉5；在定植网毯2的四个顶角分别插入一根固定竹簖4，协助定植网毯2沉入水底并固定一段时间。
(6)清除配件和工程施工痕迹
工程施工后固定7-10天，待定植网毯2上的植物已经牢固扎根后，将加重地笼3和固定竹簖4拆除，消除工程施工痕迹。
实施例4卷毯式沉水植物定植装置在河流等扰动强烈的水体中的安装方法
(1)准备沉水植物成苗1
河流等扰动强烈的水体中植物扎根困难，无根或少根的沉水植物易被水流冲刷，但一般来讲，扰动强烈的河流水体较浅。因此，在湿润、阴凉的环境中，选择高度为30cm左右根部发达的健壮沉水植物成苗1，将其根部在生根剂中浸泡1-3秒之后，整齐放在储满清水的水池中备用。
(2)制作沉水植物定植网毯2
由于水流冲刷作用强烈，需使用较粗的绳子编织定植网毯2，且网毯不能太大。因此，选择3mm直径的麻绳、纸绳或棉绳等可降解材料编织定植网毯2，网毯为面积4-5m2的正方形、长方形或者菱形网。在强烈扰动的水体中，植物虽然定植和生长困难，但太高的密度容易遭受较大的冲击力，因此，不能设置太高的生物量密度和覆盖度。因此，设置定植网毯2的网孔直径在20cm左右，网毯上一半的面积编入苦草属植物，其余一半面积平均分配，分别编织眼子菜属中的2种植物。所有沉水植物的总鲜重约0.5kg/m2。
(3)添加加重地笼3
扰动强烈的水体中定植网毯2易被水流冲走，因此需在定植网毯2的横向和纵向上，每隔1m加一条加重地笼3，加重地笼3为直径5cm的管状地笼，由孔径1cm的尼龙网装满碎石组成；地笼的长度根据定植网毯2的长和宽而定；地笼的一端系一根直径2-3mm的尼龙绳，绳子长度超过作业水域水深，尼龙绳的另一端系一浮球，方便在定植网毯2的绳子腐烂后，能够将地笼拉出，拖离水体，保证水体中无工程施工痕迹。
(4)铺设定型保湿棉5
根据定植网毯2的大小，裁取与之相同大小的定型保湿棉5，铺设在定植网毯2下面，定型保湿棉5为厚度0.5cm的棉花束保湿棉，定型保湿棉5喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将定型保湿棉5与定植网毯2一同卷起备运。
(5)安装卷毯式沉水植物定植装置
将定植网毯2运输到待修复水域，展开定植网毯2，去掉定型保湿棉5；在定植网毯2的四个顶角分别插入一根固定竹簖4，固定网毯一段时间。
(6)清除配件和工程施工痕迹
工程施工后固定10天左右，待定植网毯2上的植物已经牢固扎根后，将加重地笼3和固定竹簖4拆除，消除工程施工痕迹。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案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 (5)
1.一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置，其特征在于，所述定植装置包括沉水植物成苗、定植网毯和保湿棉，定植网毯为可降解材料编织而成的多孔镂空网状结构，多孔镂空网状结构中的各交叉处固定有所述沉水植物成苗，定植网毯的一面覆盖有所述保湿棉，所述定植装置放入水中前去除所述保湿棉；
所述定植装置还包括加重地笼，加重地笼设置在所述定植网毯上，加重地笼的长度根据所述定植网毯的尺寸设置，且加重地笼的一端带有浮标；所述加重地笼设置在所述定植网毯的边缘；加重地笼设为管状，由尼龙网装满碎石构成；所述定植装置还包括固定竹簖，固定竹簖设置所述定植网毯的各端点处，固定竹簖插入水底帮助所述定植网毯沉入水底；
所述沉水植物成苗：选择高度为30-100cm的健壮成苗，将其根部在生根剂中浸泡后放在清水中备用。
2.如权利要求1所述的一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置，其特征在于，所述定植网毯：由直径1-3mm的麻绳、纸绳或棉绳编织而成的正方形、长方形或者菱形网，网孔直径10-20cm；定植网毯的面积为2-5m2。
3.一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置的安装方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）准备沉水植物成苗：选择高度为30-100cm的沉水植物成苗，将其根部在生根剂中浸泡后，放在清水中备用；
（2）制作定植网毯：根据需恢复沉水植物水域是否有风浪和水流扰动的情况，在无扰动的情况下，选择1mm直径的可降解材料编织2-3m2的定植网毯；在有扰动的情况下，选择2-3mm直径的可降解材料编织4-5m2的定植网毯；所述定植网毯的网孔直径为10-20cm，各网孔为菱形或正方形，相邻网孔的连接处固定有所述沉水植物成苗；
（3）铺设定型保湿棉：根据所述定植网毯的大小设置与之相同大小的定型保湿棉铺设在下面，保湿棉喷洒清水，保证其处于潮湿状态，将定型保湿棉与定植网毯一同卷起备运；
（4）将定植网毯运输到待修复水域，展开定植网毯，去掉保湿棉放入水底。
4.如权利要求3所述的一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置的安装方法，其特征在于，根据需恢复沉水植物水域水深以及是否有风浪和水流扰动的情况，在水深不超过1m或/和无扰动的情况下，不添加加重地笼；在水深超过1m或/和扰动的情况下，在所述定植网毯的边缘上设置加重地笼，加重地笼的一端带有浮标，方便后期将加重地笼拖离水体。
5.如权利要求3或4所述的一种适用于带水作业的卷毯式沉水植物定植装置的安装方法，其特征在于，所述步骤（4）中，根据待修复水域情况决定是否使用固定竹簖：在面积不超过10000m2、深度不超过1m且无风浪的小型、静水、浅水水体中，不使用固定竹簖；在面积超过10000m2、深度超过1m且有风浪的水体中，在定植网毯的四个顶角分别插入固定竹簖，协助定植网毯沉入水底；后期将固定竹簖拆除。
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