CN110697902A - 一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，包括圆盘型的外壳体和固定在水底的集气罩，所述外壳体内填充有带有蚯蚓的土壤并种植有多种草本植物，所述集气罩为大口向下的喇叭状结构；所述外壳体底部设置有一个圆盘型的定位板，所述定位板的中心向上突起并与外壳体固定连接，所述定位板的下壁固定有和一个环形且硬质的气壳和一个密度远小于水的浮块，所述气壳的底部开设有多个与外界连通的回水孔。优点在于：本发明中的光伏板在白昼持续吸收光能并存储于蓄电池中，夜晚蓄电池对补光灯进行供电，使得青苔在补光灯的作用下会持续不断的进行光合作用并产生水溶氧，增大水中的含氧量，保证其稳定生长并持续向水体中供氧。

Description

一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛

技术领域

本发明涉及生态浮岛技术领域，尤其涉及一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛。

背景技术

地表水体污染是全球性的环境问题，随着城市化建设的持续进行，特别是城市河湖水污染问题愈发严重，因此急需高效的水环境治理技术的研究和应用。

由于生态浮岛的投资成本相对较低、能耗较低、运营管理方便，近些年来在城市河道中得到广泛应用，不仅成为城市河道景观，而且能够对城市河道水质起到一定净化作用。但是，现有的生态浮岛仍然具有明显的缺点：降低水中的溶氧量。

生态浮岛上的各种植物虽然能够进行光合作用，但其光合作用产生的氧气只会拍向大气中，对水的溶氧量没有明显的益处；且生态浮岛设置在水面上会降低水下植物的光照，从而导致水下植物的光合作用效率降低，导致水中的溶氧量降低；其次生态浮岛漂浮在水面上降低了水面与空气的接触面积，直接导致水面的总体溶氧速度明显降低，综上：自然环境中水体增加氧气量最多的两种方式均受到生态浮岛的一定破坏，为此，提出一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中生态浮岛明显导致水中溶氧量降低的问题，而提出的一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，包括圆盘型的外壳体和固定在水底的集气罩，所述外壳体内填充有带有蚯蚓的土壤并种植有多种草本植物，所述集气罩为大口向下的喇叭状结构且集气罩距水底10～20cm；

所述外壳体底部设置有一个圆盘型的定位板，所述定位板的中心向上突起并与外壳体固定连接，所述定位板的下壁固定有和一个环形且硬质的气壳和一个密度远小于水的浮块，所述气壳的底部开设有多个与外界连通的回水孔，所述气壳的侧壁与集气罩上端通过输气管连通，所述输气管的两端均密封固定有一层防水透气膜；

所述外壳体的外侧壁固定有一圈光伏板，所述外壳体的下壁固定有多个与光伏板电连接的补光灯；

所述气壳的外侧壁倾斜贯穿连接有多个硬管，所述外壳体内固定有多个水平设置的内水管，多个所述硬管的上端通过软管与内水管连通，所述内水管上开设有多个排水孔，每个所述硬管与气壳的连接处均设置有泵水组件，所述外壳体的侧壁下部开设有多个诱鱼孔。

在上述的可补充水中溶氧量的生态景观浮岛中，所述泵水组件包括位于气壳外的限位板，所述限位板与定位板固定连接，所述限位板上开设有供硬管贯穿的摆动孔，所述气壳上开设有一个圆孔，所述硬管贯穿圆孔并固定连接有一个圆板，所述圆板与圆孔内壁共同胶合有一个环形的密封膜，所述硬管的侧壁开设有多个补水孔，每个所述补水孔处均密封胶合有渗透膜；

所述硬管位于气壳内的端面密封，所述硬管的侧壁水平对称开设有两个侧孔，两个所述侧孔内均抵设有一个记忆绵，所述记忆绵的表面附有防水膜，每个所述记忆绵均与气壳的内壁固定。

在上述的可补充水中溶氧量的生态景观浮岛中，所述摆动孔的高度比硬管的直径大1mm，所述摆动孔的宽度为硬管直径的二倍，多个所述集气罩环形阵列排布在水底，每个所述输气管的长度相等且由软质材料制成。

在上述的可补充水中溶氧量的生态景观浮岛中，所述定位板的上壁种植有青苔。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中的多个集气罩环形阵列固定在水底，每个输气管的长度一致保证当外壳体部分随水流运动时，各个集气罩共同对外壳体部分产生限位效果，保证外壳体部分稳定地位于预设位置附近，保证浮岛本身不会因四处移动而影响其美观效果。

2、水底的淤泥中会存在大量的动植物残骸，这些动植物残骸在微生物的作用下会腐烂并产生空气并向上漂浮，被集气罩收集的空气最终进入气壳，记忆绵与侧孔紧密相抵使得硬管不与气壳连通，此时空气便会存储在气壳内部并持续增多，气压逐渐增大而将水向下经回水孔排出，直至气壳内存满气体，为浮岛提供更大的浮力，从而可减少浮块内的使用材料，降低生产成本；

3、当气壳内储满气体时，集气罩继续向气壳输送空气时，空气会经气壳下端的回水孔溢出，保证整个装置的浮力保持在一个稳定的范围内；

4、本发明中的光伏板在白昼持续吸收光能并存储于蓄电池中，夜晚蓄电池对补光灯进行供电，使得青苔在补光灯的作用下会持续不断的进行光合作用并产生水溶氧，增大水中的含氧量，将青苔设置在光伏板以及外壳体的下侧使得整个青苔在白天不会受到阳光直射，保证青苔有良好的生存环境，保证其稳定生长并持续向水体中供氧；

5、由于夜晚水中植物的呼吸效果大于其光合作用效果，故而水中缺氧主要发生在夜晚，而夜晚当水体中的水溶氧含量较少时，补光灯进行供电使其产生光亮，由于自然界中的鱼类均具有一定的趋光性，此时便会有部分鱼类聚集在定位板周围，并对硬管产生触碰使其偏转，硬管记忆绵产生挤压效果使其可与气壳连通，气壳内的空气进入硬管中并将硬管中的水泵至外壳体内部，泵入外壳体的水缓慢向下渗透驱使蚯蚓向下逃逸直至从诱鱼孔中爬出，鱼类争抢蚯蚓会激起水面明显拨动，从而加速水面的溶氧速度，实现对水体的增氧效果。

6、渗透膜渗入硬管的速度较慢，气壳内的气体将硬管内的水完全泵入外壳体之后，鱼类继续带动硬管摆动会使得气壳内的空气直接排入外壳体内部，即可以加速外壳体土壤内过多水分的排出，也可对外壳体内植物根部进行供气，避免植物根部应空气过少导致厌氧菌大量繁殖影响植物根部生长。

7、青苔在补光灯的作用下会使得定位板周围水体的含氧量大于其他区域，使得鱼类在水中缺氧情况下会更多的聚集在定位板周围，即会增大鱼类在定位板周围的密度，进一步保证鱼类在其周围活动时能够对硬管产生足够的扰动力，促使其产生摆动以实现将记忆绵造成挤压变形，从而保证气壳与硬管稳定连通；同时也实现了水中氧气含量较多与较少两种情况下浮岛周围鱼类数量进行区分：缺氧时，浮岛周围鱼量更多；反之更少。此时可通过增大摆动孔与硬管的摩擦力实现鱼类较少时，鱼类无法带动硬管摆动，避免硬管摆动过于频繁导致蚯蚓大量从诱鱼孔逃出导致外壳体内蚯蚓明显减少的问题。

8、水体缺氧主要发生在水下植物光合作用较差的夜晚环境，即硬管向外壳体送水的时间主要发生在夜晚，而硬管内的水泵入外壳体可向其中的植物产生浇灌的效果，同时夜晚浇灌也可避免其水温与植物本体温差过大导致植物死亡的现象。

附图说明

图1为本发明提出的一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛的结构示意图；

图2为图1中A部分结构的放大示意图；

图3为图1中B部分结构的放大示意图；

图4为本发明中硬管在气壳内部分的结构示意图。

图中：1外壳体、2定位板、3集气罩、4浮块、5输气管、6气壳、7光伏板、8补光灯、9硬管、10圆孔、11圆板、12密封膜、13侧孔、14记忆绵、15限位板、16摆动孔、17渗透膜、18软管、19内水管、20排水孔、21诱鱼孔。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-4，一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，包括圆盘型的外壳体1和固定在水底的集气罩3，外壳体1内填充有带有蚯蚓的土壤并种植有多种草本植物，蚯蚓生长在土壤中可对土壤产生较好的疏松效果，从而避免浮岛的土壤应长期不维护而出现的土壤板结现象，实现降低人工维护成本的效果，集气罩3为大口向下的喇叭状结构且集气罩3距水底10～20cm；

外壳体1底部设置有一个圆盘型的定位板2，定位板2的中心向上突起并与外壳体1固定连接，定位板2的下壁固定有和一个环形且硬质的气壳6和一个密度远小于水的浮块4，浮块4可选用泡沫板等密度较小的材料制成，保证浮岛漂浮在水面上，气壳6的底部开设有多个与外界连通的回水孔，当气壳6中的气体量增大时，其中的水可经回水孔向外排出，气壳6的侧壁与集气罩3上端通过输气管5连通，输气管5的两端均密封固定有一层防水透气膜，保证输气管5仅能向气壳6中鼓入空气；

外壳体1的外侧壁固定有一圈光伏板7，外壳体1的下壁固定有多个与光伏板7电连接的补光灯8，光伏板7可在白天吸收太阳能并转化为电以便在夜晚对补光灯8进行供电，避免外界对其功能，增大浮岛的独立工作能力；

气壳6的外侧壁倾斜贯穿连接有多个硬管9，外壳体1内固定有多个水平设置的内水管19，多个硬管9的上端通过软管18与内水管19连通，内水管19上开设有多个排水孔20，排水孔20设置在内水管19的下表面，每个硬管9与气壳6的连接处均设置有泵水组件，外壳体1的侧壁下部开设有多个诱鱼孔21；

泵水组件包括位于气壳6外的限位板15，限位板15与定位板2固定连接，限位板15上开设有供硬管9贯穿的摆动孔16，气壳6上开设有一个圆孔10，硬管9贯穿圆孔10并固定连接有一个圆板11，圆板11与圆孔10内壁共同胶合有一个环形的密封膜12，硬管9的侧壁开设有多个补水孔，每个补水孔处均密封胶合有渗透膜17，外界的水可缓慢的渗透至硬管9内，保证硬管9内可存在一定量的水，同时其渗透效果较慢，避免气壳6内的空气将较多的水一次性泵入外壳体1内而导致蚯蚓全部从诱鱼孔21从逃出，保证整个浮岛中的蚯蚓量不会迅速降低；

硬管9位于气壳6内的端面密封，硬管9的侧壁水平对称开设有两个侧孔13，两个侧孔13内均抵设有一个记忆绵14，记忆绵14为慢回弹海绵，挤压变形后缓慢恢复形变而保证气壳6与硬管9的连通保持一端时间，记忆绵14的表面附有防水膜，保证记忆绵14与侧孔13相抵时，能够将其稳定密封，每个记忆绵14均与气壳6的内壁固定；

摆动孔16的高度比硬管9的直径大1mm，摆动孔16的宽度为硬管9直径的二倍，使得硬管9收鱼类扰动时仅能出现在水平方向摆动的效果，多个集气罩3环形阵列排布在水底，每个输气管5的长度相等且由软质材料制成，保证外壳体1在竖直方向位于各个集气罩3中部时，各个输气管5对外壳体1以及浮块4部分的拉力相等，即能够保证浮岛上方的位置不会出现明显的改变，保证浮岛本身不会因四处移动而影响其美观效果。

定位板2的上壁种植有青苔，白天外界的光线经多次反射会照射在青苔处，使其产生光合作用而释放氧气，增大水中的溶氧量，夜晚补光灯8工作使其持续供氧，避免其呼吸作用大于光合作用而与水中的鱼类争夺氧气。

现实生活中，由于水底的淤泥中存在大量的动植物残骸，这些动植物残骸在微生物的作用下会腐烂并产生空气，空气向上漂浮至集气罩3内并穿过两层防水透气膜进入气壳6，初始状态下两个记忆绵14与硬管9上的侧孔13紧密相抵，使得硬管9不与气壳6连通，此时输气管5进入气壳6内的空气便会存储在气壳6内部，气壳6内的气压增大而将水向下经回水孔排出，直至气壳6内存满气体；

本装置中，定位板2始终处于淹没在水中的状态，而补光灯8应位于水面处，向上突起的定位板2与外壳体1连接使得气壳6中气体量发生变化导致整体重量变化时，定位板2仍然能够淹没在水中且外壳体1底部位于水面上方；由于硬管9上设置有渗透膜17，即外界的水可缓慢经过渗透膜17进入硬管9内部，从而硬管9进行补水；

本发明中的光伏板7在白昼可吸收光并转化为电能并储存于蓄电池(蓄电池密封防水设置在外壳体1内部，图中未示出)中，夜晚时，蓄电池对补光灯8进行供电使其产生光亮，由于自然界中的鱼类均具有一定的趋光性，此时便会有部分鱼类聚集在定位板2周围；

鱼类在定位板2周围活动时不可避免的会触碰到硬管9使其产生偏转，硬管9偏转时会绕限位板15上的摆动孔26产生摆动，从而使硬管9位于气壳6内的部分对某一侧或两侧的记忆绵14产生挤压效果，由于记忆绵14受挤压变形后会缓慢变形恢复至初始状态，而在其形变过程中记忆绵14不与侧孔13相抵，此状态下的硬管9与气壳6连通，由于气壳6内具有明显的气压，故而此时气壳6内的气体可推动硬管9中水向上运动并进入内水管19最终经排水孔20进入外壳体1的土壤中，内水管19向外壳体1中排水后，会迅速使其附近的土壤中水量明显增多，由于蚯蚓主要靠其皮肤进行呼吸，而土壤中水量增多时蚯蚓会向其远离内水管19的上下两侧进行逃逸；

向下逃逸的蚯蚓运动至诱鱼孔21附近时便会爬出而掉落在水中，水中的蚯蚓在其本能作用下挣扎引起鱼类注意最终被鱼类采食，而补光灯8工作使其周围具有较多的鱼类，鱼类争抢蚯蚓会激起水面明显波动，从而加速水面的溶氧速度，实现对水体的增氧效果。

值得说明的是：在定位板2上种植的青苔在补光灯8的作用下会持续不断的进行光合作用并产生水溶氧，进一步即会使得定位板2周围水体的含氧量大于其他区域，鱼类在光线以及含氧量的双重作用下更多的聚集在定位板2周围，即会增大鱼类在定位板2周围的密度，进一步保证鱼类在其周围活动时能够对硬管9产生足够的扰动力，促使其产生摆动以实现将记忆绵14造成挤压变形，从而保证气壳6与硬管9稳定连通。

尽管本文较多地使用了外壳体1、定位板2、集气罩3、浮块4、输气管5、气壳6、光伏板7、补光灯8、硬管9、圆孔10、圆板11、密封膜12、侧孔13、记忆绵14、限位板15、摆动孔16、渗透膜17、软管18、内水管19、排水孔20、诱鱼孔21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，包括圆盘型的外壳体(1)和固定在水底的集气罩(3)，其特征在于，所述外壳体(1)内填充有带有蚯蚓的土壤并种植有多种草本植物，所述集气罩(3)为大口向下的喇叭状结构且集气罩(3)距水底10～20cm；

所述外壳体(1)底部设置有一个圆盘型的定位板(2)，所述定位板(2)的中心向上突起并与外壳体(1)固定连接，所述定位板(2)的下壁固定有和一个环形且硬质的气壳(6)和一个密度远小于水的浮块(4)，所述气壳(6)的底部开设有多个与外界连通的回水孔，所述气壳(6)的侧壁与集气罩(3)上端通过输气管(5)连通，所述输气管(5)的两端均密封固定有一层防水透气膜；

所述外壳体(1)的外侧壁固定有一圈光伏板(7)，所述外壳体(1)的下壁固定有多个与光伏板(7)电连接的补光灯(8)；

所述气壳(6)的外侧壁倾斜贯穿连接有多个硬管(9)，所述外壳体(1)内固定有多个水平设置的内水管(19)，多个所述硬管(9)的上端通过软管(18)与内水管(19)连通，所述内水管(19)上开设有多个排水孔(20)，每个所述硬管(9)与气壳(6)的连接处均设置有泵水组件，所述外壳体(1)的侧壁下部开设有多个诱鱼孔(21)。

2.根据权利要求1所述的一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，其特征在于，所述泵水组件包括位于气壳(6)外的限位板(15)，所述限位板(15)与定位板(2)固定连接，所述限位板(15)上开设有供硬管(9)贯穿的摆动孔(16)，所述气壳(6)上开设有一个圆孔(10)，所述硬管(9)贯穿圆孔(10)并固定连接有一个圆板(11)，所述圆板(11)与圆孔(10)内壁共同胶合有一个环形的密封膜(12)，所述硬管(9)的侧壁开设有多个补水孔，每个所述补水孔处均密封胶合有渗透膜(17)；

所述硬管(9)位于气壳(6)内的端面密封，所述硬管(9)的侧壁水平对称开设有两个侧孔(13)，两个所述侧孔(13)内均抵设有一个记忆绵(14)，所述记忆绵(14)的表面附有防水膜，每个所述记忆绵(14)均与气壳(6)的内壁固定。

3.根据权利要求2所述的一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，其特征在于，所述摆动孔(16)的高度比硬管(9)的直径大(1)mm，所述摆动孔(16)的宽度为硬管(9)直径的二倍，多个所述集气罩(3)环形阵列排布在水底，每个所述输气管(5)的长度相等且由软质材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种可补充水中溶氧量的生态景观浮岛，其特征在于，所述定位板(2)的上壁种植有青苔。

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