CN110668577A - 一种模块式沉水植物定植毯及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态修复领域，具体涉及一种模块式沉水植物定植毯及其安装方法。模块式沉水植物定植毯包括：种植有若干沉水植物的种植垫；配重垫，其固定在种植垫上，用于使种植垫易于沉水，配重垫包括柔性包装袋以及填充在所述柔性包装袋内的填料；以及，柔性固定件，其用于将沉水植物以及配重垫固定在种植垫上。通过将沉水植物利用柔性固定件固定在种植垫上，并在种植垫上固定配重垫，使得沉水植物可以实现模块化种植，在种植垫的作用下，使得沉水植物的生长不必受河道或湖泊底泥硬度的影响，而配重垫的设置，可以防止种植垫随水流走影响沉水植物的扎根，提高了沉水植物存活率。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复领域，具体涉及一种模块式沉水植物定植毯及其安装方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，水环境质量不断下降，由于污染所导致的水体富营养化、缺水以及饮用水源地事故不断发生，不仅使工厂停产，农业减产，同时还造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展。
沉水植物是一种植物根茎生于泥中，整个植株沉入水中，具有发达的通气组织，在水下弱光的条件也能正常生长发育的植物，沉水植物在生长过程中会吸收水体中的营养物质，且可以增加水中的溶氧，净化水质，扩大水生动物的有效生存空间，从而可以改善提升整个水生生态系统。故沉水植物也逐渐作为主要技术手段被广泛应用于水环境治理及生态修复过程中，
传统的沉水植物种植方法通常包括人工栽植法、叉子种植法、传统抛栽法、直接抛栽法等，传统的沉水植物种植方法一般是通过人工将单株沉水植物直接抛入水中或者利用工具将沉水植物叉入水中从而实现对沉水植物的种植，这些方法受河道湖泊形态、水深、地质等自然条件限制，导致实施难度大，且在开敞的水域条件中，具有一定水流速度的影响下，沉水植物容易被水流带走，从而导致沉水植物成活率低，植被恢复困难，进而使得水环境治理和生态修复工作的整体效果较差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的传统的沉水植物种植方法使得沉水植物成活率较低，植被恢复困难，进而导致水环境治理和生态修复工作的整体效果较差的缺陷，从而提供一种模块式沉水植物定植毯及其安装方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种模块式沉水植物定植毯，包括：
种植垫，其上种植有沉水植物，所述种植垫为植物纤维种植垫；
配重垫，其固定在所述种植垫上，用于使种植垫易于沉水，所述配重垫包括柔性包装袋以及填充在所述柔性包装袋内的填料，所述填料呈颗粒或粉末状；
以及，柔性固定件，其用于将所述沉水植物以及所述配重垫固定在所述种植垫上。
进一步的，所述种植垫的面积为1-10m2，厚度为0.5-1cm。
进一步的，所述配重垫的配重质量为5-10kg/m2，所述填料的粒径为2-5mm。
进一步的，所述柔性包装袋为可降解无纺布配重袋，和/或，
所述种植垫为椰丝种植垫、棕榈种植垫或破碎秸秆种植垫。
进一步的，所述填料为沸石粉末、改性除磷材料或改性硅藻泥中的至少一种。
进一步的，所述填料为改性硅藻泥，所述改性硅藻泥由河湖底部沉积物内的硅藻泥经晾晒后，在温度450℃-900℃条件下高温煅烧2-4h制备得到。
进一步的，所述柔性固定件为可降解纤维绳、可降解柔性网线或生物降解尼龙扎带中的至少一种。
进一步的，所述沉水植物在种植垫的宽度方向上每米布设2-6列，在种植垫的长度方向上每米布设2-3排。
本发明还提供了一种如上述所有方案中任一项所述的模块式沉水植物定植毯的安装方法，包括将所述模块式沉水植物定植毯平铺于水面，使其自然下沉至河道或湖泊底部的步骤。
本发明还提供了一种如上述所有方案中任一项所述的模块式沉水植物定植毯的安装方法，包括将折叠成卷的模块式沉水植物定植毯的一端固定于河坡或湖坡上后，将其另一端沿河坡或湖坡放卷至水中的步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过将沉水植物利用柔性固定件固定在种植垫上，并在种植垫上固定配重垫，使得沉水植物可以实现模块化种植，在种植垫的作用下，使得沉水植物的生长不必受河道或湖泊底泥硬度的影响，而配重垫的设置，一方面可以防止种植垫随水流走影响沉水植物的扎根，另一方面使得在安装模块式沉水植物定植毯的过程中，可以利用配重垫的重力使种植垫自然下沉，提高了沉水植物存活率的同时避免了因水深过深而操作人员无法将种植垫固定在河道或湖泊底部的情况发生，另外，通过将配重垫设置为包括柔性包装袋以及填料，填料呈颗粒或粉末状，即在本发明中，种植垫、配重垫以及柔性固定件均为柔性的，从而使得指的得到的模块式沉水植物定植毯可以卷曲折叠成卷放置，从而可以减少模块式沉水植物定植毯存储时的占地面积，同时可以方便模块式沉水植物定植毯的运输，降低了对现场实施种植工作的占地需求和材料运输难度。
2.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过限定种植垫的规格以及配重垫的配重质量，从而使得制备得到的模块式沉水植物定植毯被安装在水底后，受水体流速影响小、不上浮、不易流失，从而可以进一步提高沉水植物的种植成活率。
3.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过选用可降解无纺布配重袋所作为柔性包装袋，一方面，可降解无纺布配重袋可以自然降解，可以防止对水体及环境产生二次污染的情况发生，另一方面，可降解无纺布配重袋自然降解后散落在水底还可以作为沉水植物的生长基质，从而有利于沉水植物的生长。而椰丝、棕榈或破碎秸秆都是常见的植物纤维，来源广泛，便宜易得。
4.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过选用改性硅藻泥、改性除磷材料以及沸石粉末作为填料，三种填料具有高效吸附性，从而使得配重基质除了具备配重作用外，还具备吸附能力，能够对河湖水体中的氮、磷等污染物起到强化净化的作用，从而达到进一步维护河湖水质的效果。
5.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过按照特定的方法制备得到改性硅藻泥，使得改性硅藻泥具有比表面大，吸附能力强的特点，使用该种改性硅藻泥作为填料，使得配重垫的吸附能力更强，从而可以更好地对河湖水体中的氮、磷等污染物起到强化净化的作用。
6.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过选用可降解纤维绳、可降解柔性网线或生物降解尼龙扎带中的至少一种作为柔性固定件，使得沉水植物定植毯所使用的材料均为可自然降解的，从而可以避免对水体环境造成二次污染。
7.本发明提供的模块式沉水植物定植毯，通过设定沉水植物的排列方式，即可以实现沉水植物的定植安装，保证沉水植物在种植后不脱落、不流失，同时还可以实现方便制作后的模块式沉水植物定植毯可折叠成卷，便于运输和现场实施种植工作。
8.本发明提供的模块式沉水植物定植毯的安装方法，在安装过程中，通过重力作用使得模块式沉水植物定植毯自然下沉即可，在安装过程中不需要工作人员下水，从而避免了人工下水搅动后对底泥的扰动产生的二次污染，同时还可以减除水深对安装的影响，降低了安装难度。
9.本发明提供的模块式沉水植物定植毯的安装方法，在种植过程中，只需将模块式沉水植物定植毯的一端固定，另一端自然放卷即可，操作简单方便，使得模块式沉水植物定植毯不仅可以将沉水植物种植在河道、湖泊底部，还可以实现将沉水植物种植在河坡、湖泊上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中的模块式沉水植物定植毯的结构示意图；
图2是本发明实施例2中模块式沉水植物定植毯的结构示意图；
图3是本发明实施例2中模块式沉水植物定植毯的部分结构示意图；
附图标记：
1、种植垫；2、沉水植物；3、配重垫；4、柔性固定件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
如图1所示，本实施例涉及一种模块式沉水植物定植毯，包括种植垫1、配重垫3以及柔性固定件4。
其中，种植垫1为植物纤维种植垫，种植垫由植物纤维编织而成，沉水植物2种植在种植垫1上，且由柔性固定件4进行固定，配重垫3也由柔性固定件4固定在种植垫1上，配重垫3用于配重，配重垫3包括柔性包装袋以及填充在柔性包装袋内的填料，在本实施例中，填料呈颗粒状，填料的粒径为2-5mm，在其他实施例中，填料也可以选用粉末状。
在本实施例中，种植垫1为由天然椰丝编织而成，且种植垫1的规格为4m×1m，种植垫1的厚度为0.5cm，种植垫1上布设有种植孔，沉水植物2种植在种植孔内，种植孔沿种植垫1的宽度方向布设3列，沿长度方向布设12排，每排间距为30cm，种植孔孔径为20mm。在其他实施例中，种植垫1也可以由棕榈或破碎秸秆编织而成，种植垫1的规格满足面积为1-10m2，厚度为0.5-1cm即可。沉水植物2的排布方式也可根据实际情况进行调整，一般，沉水植物2在种植垫1的宽度方向上每米布设2-6列，在种植垫1的长度方向上每米布设2-3排。
为降低水体流速对模块式沉水植物定植毯的影响，一般，配重垫3的配重质量设置为5-10kg/m2。为防止配重垫3对水体环境造成二次污染，柔性包装袋选用可降解无纺布包装袋，在本实施例中填料为以硅藻为主的河湖底部沉积物经晾晒、高温煅烧制备得到的改性硅藻泥，在其他实施例中，填料也可以选用沸石粉末或改性除磷材料等具有高吸附作用的材料，这样设置使得填料在配重的基础作用下还能起到吸附作用，从而加强对水体环境中氮、磷等污染物的吸附，增强水体修复效果。在本实施例中，配重垫3的质量为20kg，采用可降解无纺布包装袋片式装填，每个可降解无纺布包装袋的尺寸为1m×0.1m，每袋装填填料1.25kg，可降解无纺布包装袋完成装填封口之后通过生物降解尼龙扎带沿种植垫1的长度方向对称固定在种植垫1上。
在本实施例中，沉水植物2选用苦草，植株高度为60cm，沉水植物2的种植密度为60-70株/m2；按10-12株/丛，通过可降解纤维绳将植物根系定植于种植垫1的种植孔中，该定植方式可保证沉水植物2在种植不脱落、不流失。在其他实施例中，沉水植物2也可以选用金鱼藻、狐尾草、黑藻等，根据种植要求，沉水植物2植株高度一般设置为20-70cm。
本实施例中的模块式沉水植物定植毯按照以下步骤进行制备：
(1)、采用天然椰丝编织成椰丝毯以用作种植垫1，在种植垫1上分排分列布设种植孔；
(2)、将填料装填在可降解无纺包装布内并封口，然后将完成装填的可降解无纺包装不通过生物降解尼龙扎带固定在种植垫1上；
(3)、将沉水植物2的根系通过可降解纤维绳定植在种植垫1上的种植孔内，从而完成模块式沉水植物定植毯的制作。
本实施例中的模块式沉水植物定植毯可以安装在水深为1.2-1.8m的城市湖泊中，当模块式沉水植物定植毯安装在城市湖泊中时，模块式沉水植物定植毯按照以下步骤进行安装：
S1、将制作完成的模块式沉水植物定植毯折叠成卷后运输至安装地点；
S2、由工人利用船只将模块式沉水植物定植毯平铺在水面上，然后使其自然下沉至湖泊底部，完成沉水植物2种植工作。
本实施例的使用原理如下所述：
通过将沉水植物2利用柔性固定件4固定在种植垫1上，并在种植垫1上固定配重垫3，使得沉水植物2可以实现模块化种植，在种植垫1的作用下，使得沉水植物2的生长不必受河道或湖泊底泥硬度的影响，而配重垫3的设置，一方面可以防止种植垫1随水流走影响沉水植物2的扎根，另一方面使得在安装模块式沉水植物定植毯的过程中，可以利用配重垫3的重力使种植垫1自然下沉，避免了因水深过深而操作人员无法将种植垫1固定在河道或湖泊底部的情况发生，另外，通过将配重垫3设置为包括柔性包装袋以及填料，即在本发明中，种植垫1、配重垫3以及柔性固定件4均为柔性的，从而使得指的得到的模块式沉水植物定植毯可以卷曲折叠成卷放置，从而可以减少模块式沉水植物定植毯存储时的占地面积，同时可以方便模块式沉水植物定植毯的运输，降低了对现场实施种植工作的占地需求和材料运输难度。
实施例2
结合图2-3，本实施例涉及一种模块式沉水植物定植毯，本实施例与实施例1的区别之处在于，本实施例中，种植垫的规格为5m×1m，种植垫的厚度为0.5cm，种植孔沿种植垫的宽度方向布设2列，沿长度方向布设12排，每排间距为30cm，种植孔孔径为30mm。
在本实施中，种植垫的首端1m用于固定，故不进行配重，配重垫的配重质量设置为20kg，填料选用改性硅藻泥，改性硅藻泥按照以下步骤制备得到：采集以硅藻为主的河湖底部沉积物，经晾晒后在温度450℃下高温煅烧4h。配重垫采用袋式装填。
本实施例中的模块式沉水植物定植毯可以安装在水深为1.2-1.8m的城市河道中，模块式沉水植物定植毯安装在河岸上，河岸的边坡比为1:3，当模块式沉水植物定植毯安装在城市河道的河岸上时，模块式沉水植物定植毯按照以下步骤进行安装：
S1、将制作完成的模块式沉水植物定植毯折叠成卷后运输至安装地点；
S2、由工人将模块式沉水植物定植毯的首端1m以上的位置利用塑料顶固定在河岸上，然后将模块式沉水植物定植毯的另一端沿河岸平推放卷至水体中，完成沉水植物的种植工作。
实施例3
本实施例涉及一种模块式沉水植物定植毯，本实施例与实施例2的区别之处在于，改性硅藻泥按照以下步骤制备得到：采集以硅藻为主的河湖底部沉积物，经晾晒后在温度900℃下高温煅烧1h。
对比例1
本对比例涉及一种沉水植物的种植方法，沉水植物选用苦草，用软泥将苦草的根系包裹后抛入水中，使得沉水植物在软泥的重力作用下直立生长在水体中。
试验例
按照实施例1-3所述的方法制备模块式沉水植物定植毯并进行模拟安装试验，同时按照对比例1提供的方法对沉水植物进行模拟种植试验，试验周期为4个月，共4个处理组，每个处理组重复20次，模拟河道流速为1.8cm/s，模拟河道内污染物N的初始浓度为4.5mg/l，P的初始浓度为0.2mg/l，测定沉水植物的存活率以及污染物的最终浓度。
表1.各实施例及对比例的实验结果
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种模块式沉水植物定植毯，其特征在于，包括：
种植垫(1)，其上种植有若干沉水植物(2)，所述种植垫(1)为植物纤维种植垫；
配重垫(3)，其固定在所述种植垫(1)上，用于使种植垫(1)易于沉水，所述配重垫(3)包括柔性包装袋以及填充在所述柔性包装袋内的填料，所述填料呈颗粒或粉末状；
以及，柔性固定件(4)，其用于将所述沉水植物(2)以及所述配重垫(3)固定在所述种植垫(1)上。
2.根据权利要求1所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述种植垫(1)的面积为1-10m2，厚度为0.5-1cm。
3.根据权利要求2所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述配重垫(3)的配重质量为5-10kg/m2，所述填料的粒径为2-5mm。
4.根据权利要求1所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述柔性包装袋为可降解无纺布配重袋，和/或，
所述种植垫(1)为椰丝种植垫、棕榈种植垫或破碎秸秆种植垫。
5.根据权利要求1所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述填料为沸石粉末、改性除磷材料或改性硅藻泥中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述填料为改性硅藻泥，所述改性硅藻泥由河湖底部沉积物内的硅藻泥经晾晒后，在温度450℃-900℃条件下高温煅烧2-4h制备得到。
7.根据权利要求1所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述柔性固定件(4)为可降解纤维绳、可降解柔性网线或生物降解尼龙扎带中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的模块式沉水植物定植毯，其特征在于，所述沉水植物(2)在种植垫(1)的宽度方向上每米布设2-6列，在种植垫(1)的长度方向上每米布设2-3排。
9.一种模块式沉水植物定植毯的安装方法，其特征在于，包括将如权利1-8中任一项所述的所述模块式沉水植物定植毯平铺于水面，使其自然下沉至河道或湖泊底部的步骤。
10.一种模块式沉水植物定植毯的安装方法，其特征在于，包括将如权利要求1-8中任一项所述的折叠成卷的模块式沉水植物定植毯的一端固定于河坡或湖坡上后，将其另一端沿河坡或湖坡放卷至水中的步骤。
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