CN111434216A

CN111434216A - 一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统

Info

Publication number: CN111434216A
Application number: CN201910035508.8A
Authority: CN
Inventors: 张展羽; 郑成鑫; 盛丽婷; 夏继红; 陈晓安; 梁紫薇
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-21

Abstract

本发明公开一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，包括依次设置的河湖最高水位线到岸顶之间的区域构成的植草区、河湖最低水位线到最高水位线之间的岸坡构成的挺水植物区、若干个生态浮床；通过固定在所述挺水植物区上的连杆系统对所述生态浮床的移动方向和移动范围进行限定。本发明中生态浮床、挺水植物区、植草区三级净水系统，能够高效削减滨岸带径流泥沙及水体污染物，还能够改变滨岸带的水体流向和流速，适应河湖水位变化，增加滨岸带水体的溶解氧。本发明结构简单，不改变滨岸带形状，易进行装配式施工，具有良好的景观效果，同时还具有建设成本低，便于推广的优点。

Description

一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统

技术领域

本发明属于水体生态修复和河湖水质净化技术领域，具体涉及一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统。

背景技术

河湖水体的污染治理一直是水生态文明建设的重点和难点，降雨径流、农田耕地的退水以及其他一些污水的排放，极易导致污染物质在水环境中累积，不断加重水体的污染，引起水富营养化、水生物多样性退化等水环境恶化问题。生物性措施因其环境友好、易于维护等优点而被广泛应用于水体污染治理，它是一种利用水生生物吸收利用氮、磷等元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷等物质的方法，这些水生生物包括水生植物、水生动物和以生物膜为主的微生物。

生态浮床是目前河湖富营养化等污染整治中常用的修复水体的生物性措施，利用浮床承托水生植物，水生植物通过根系吸收水中的营养物质，能够有效的削减水体中的污染物质。但是现有的生态浮床存在结构复杂、安装过程繁琐、不便于维修保养的问题，且河湖水位变化或水流动后浮床往往容易变得杂乱无章。单单依靠生态浮床净水能力是有限的。

中国专利申请号CN200710130721.4，公开了一种库滨带生态防护系统，由岸顶林草防护带、岸坡生态防护带和滩地防护带三部分构成。岸顶林草防护带包括前端库滨生态防护林带和截流沟，前端库滨生态防护林带建设在岸顶带状区域，截流沟沿岸肩延伸，沟槽铺碎石防冲。岸坡防护由多层复合土工织物加强结构与层间灌木构成，岸坡基础采用掺土砂砾料夯实，坡脚为块石护脚，护脚侧面植苗防护。滩地防护带由高到低包括滩地防护林带、植被防冲石笼和浅水区湿生植被带，所述植被防冲石笼由内装卵石的长笼状土工格栅和活体柳木桩构成。该发明适用于生态防护和生态恢复，虽可以起到水体净化效果，但在水位变动区其净化能力仍有提升空间。

中国专利申请号CN201720337332.8，公开了一种库滨带生态防护系统，包括：在水库的消落带上由外向内依次建造的一级库滨生态隔离缓冲平台、一级缓冲带护坡、二级库滨生态隔离缓冲平台和二级缓冲带护坡；一级库滨生态隔离缓冲平台的高程高于二级库滨生态隔离缓冲平台的高程；一级缓冲带护坡和二级缓冲带护坡均为向下倾斜设置；一级库滨生态隔离缓冲平台上种植既耐水又耐旱的植物，二级库滨生态隔离缓冲平台上种植挺水植物。该实用新型主要是为了削弱库边面源污染入库，净化库周水质，减少消落带岸坡崩塌造成的水土流失和泥沙淤积，对于水体净化的实现仍不够深入。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，在现有生态浮床技术的基础上能够更好的适应河湖水位变化，净水能力更强、管理和维修更加方便，更便于施工和推广；除此之外，本发明提供的种植系统更加美观、更具有观赏性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，与岸垂直的方向上，依次设置植草区、挺水植物区、若干个生态浮床，所述挺水植物区的分布范围为河湖最低水位线到最高水位线之间的岸坡，所述植草区的分布范围为河湖最高水位线到岸顶之间的区域；通过固定在所述挺水植物区上的连杆系统对所述生态浮床的移动方向和移动范围进行限定。

其中，所述生态浮床中的植物为挺水植物或浮游植物，包括梭鱼草、泽泻、美人蕉、红菱、眼子菜中的一种或多种；所述挺水植物区内的植物为湿生挺水植物，包括菖蒲、水葱、再力花、花叶芦竹、香蒲、芦苇中的一种或多种；所述植草区中的植物为耐湿草本地被植物，包括三叶草、麦冬、马蹄金、狗牙根、沿阶草、马尼拉中的一种或多种。

在与岸垂直方向设置所述植草区、挺水植物区和生态浮床，实现三重净水效果，能够高效削减滨岸带水体污染物，并能够改变滨岸带的水体流向，增加河湖水流速度，增加水体的溶解氧，以净化水质。

优选地，所述连杆系统由混凝土桩、基座、连杆、浮床连接支架组成，所述连杆包括主杆、垂直所述主杆的基座连接端、垂直所述主杆的浮床连接端，所述主杆的长度L、河湖最大洪水位Hmax、河湖最低水位Hmin、河岸坡比i之间满足如下关系：

其中河岸坡比i为所述挺水植物区坡面的垂直高度h与水平宽度l之间的比，即坡角的正切值；所述混凝土桩为固定在所述挺水植物区上的下端带锥尖的圆柱体，所述混凝土桩埋设在距最低水位Hmin的距离H＝L*sinθ，其中θ为坡角且θ＝arctani；所述基座底部浇筑在所述混凝土桩上，所述基座上设有第一连杆固定轴和限位片；所述浮床连接支架包括条形板和第二连杆固定轴，所述条形板中间打孔、两端向同一方向垂直弯折呈槽形，所述条形板两端弯折的部分上设有用于固定所述第二连杆固定轴的通孔。

主杆长度L与河岸坡比i之间满足

这样的关系式，即所述连杆系统设置在距离最高水位Hmax的距离为L处；所述混凝土桩埋设在距最低水位Hmin的距离H＝L*sinθ，假定最低水位线和所述挺水植物区的交叉点为A，那么所述混凝土桩与A点之间的沿岸坡的距离则为L；如此一来，所述生态浮床能在以L为半径、所述混凝土桩的顶点基座为圆心的扇形垂面内移动，河湖处于最低水位、最高水位时，所述生态浮床分别位于最低位置、最高位置且保持漂浮的平衡状态。

所述连杆系统限定了生态浮床在水面只能随水位的变化上下移动，位置相对固定，空间分布均匀，景观效果良好。进一步优选地，所述连杆为三段不锈钢空心圆管构成；所述基座连接端与第一连杆固定轴长度相适应，所述浮床连接端的长度为0.5～0.6m；所述条形板为不锈钢材质。

所述基座连接端通过所述第一连杆固定轴固定在所述基座上，所述限位片设置在所述第一连杆固定轴的表面；所述浮床连接端通过所述第二连杆固定轴与所述浮床连接支架相连。

优选地，相邻的两个所述生态浮床之间的间距为4～6m。

优选地，所述生态浮床包括无盖箱体框架，所述无盖箱体框架包括底板、远离岸的前面板、靠近岸的后面板，以及与岸垂直的两个侧板，所述前面板呈半圆形；所述无盖箱体框架上设有透水孔，所述无盖箱体框架内设置有泡沫浮箱。

所述无盖箱体框架的材质为薄壁塑料板。

更优选地，所述前面板的直径与后面板的长度相同，为2～3m；两个所述侧板的宽度为0.3～0.5m。

更优选地，所述泡沫浮箱为多孔泡沫箱，所述泡沫浮箱的上表面的两侧分别设有一条供绑扎的凹槽，利用软绳将所述泡沫浮箱绑扎在所述底板上。所述泡沫浮箱内盛放用于种植植物的基质。

优选地，所述植草区的下端沿岸方向设有宽度为0.5～0.8m的植草砖人行步道。

优选地，所述生态浮床与岸垂直的中心线方向上，从最低水位线起至岸顶设有检修砖步道。

优选地，所述植草区中植物的覆盖率＞60％。

优选地，所述生态浮床、挺水植物区、植草区可分别在沿岸方向交错种植不同植物，防止物种间需求不同造成存活率下降，提高植物的成活率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明所述的滨岸带植物组合种植系统，能够适应河湖水位变化，具有草地-挺水植物-生态浮床三重净水效果，能够高效削减滨岸带水体污染物，净水能力强；

2)本发明所述的滨岸带植物组合种植系统，结构简单且不改变滨岸带形状，易进行装配式施工，保养和维修方便，建设成本低，便于推广和维修保养，具有良好的景观效果。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中滨岸的平面结构示意图；

图2为本发明实施例1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中滨岸的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例2所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中无盖箱体框架的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例2所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中无盖箱体框架的结构示意图；

图5为本发明实施例2所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中泡沫浮箱的结构示意图；

图6为本发明实施例3所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中连杆系统的结构示意图；

图7为本发明实施例3所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中滨岸的剖面结构示意图；

图8为本发明实施例4所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统中滨岸的平面结构示意图；

图中：1、生态浮床；2、挺水植物区；3、植草区；4、无盖箱体框架；401、底板；402、前面板；403、后面板；404、侧板；405、透水孔；5、泡沫浮箱；6、连杆系统；7、混凝土桩；8、基座；9、连杆；10、浮床连接支架；11、第一连杆固定轴；12、限位片；13、主杆；14、基座连接端；15、浮床连接端；16、第二连杆固定轴；17、条形板；18、基质；19、植物；20、凹槽；21、植草砖人行步道；22、检修砖步道。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，结合图1～图2进行说明，与岸垂直的方向上，依次设置植草区3、挺水植物区2、若干个生态浮床1；生态浮床1中的植物为挺水植物，为梭鱼草、泽泻、美人蕉的组合，相邻的两个生态浮床1之间的间距为5m；挺水植物区2的分布范围为河湖最低水位线到最高水位线之间的岸坡，挺水植物区2内的植物为湿生挺水植物，为菖蒲、花叶芦竹、香蒲的组合；植草区3的分布范围为河湖最高水位线到岸顶之间的区域，植草区3中的植物为耐湿草本地被植物，为三叶草，植草区3中三叶草的覆盖率为75％；通过固定在挺水植物区2上的连杆系统6对生态浮床1的移动方向和移动范围进行限定。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，结合图3～图5进行说明，生态浮床1包括无盖箱体框架4，无盖箱体框架4包括底板401、远离岸的前面板402、靠近岸的后面板403，以及与岸垂直的两个侧板404，前面板402呈半圆形；无盖箱体框架4上设有透水孔405，无盖箱体框架4内设置有泡沫浮箱5；其中，前面板402的直径与后面板403的长度相同，均为2.5m；两个侧板404的宽度均为0.4m。

泡沫浮箱5为多孔泡沫箱，泡沫浮箱5的上表面的两侧分别设有一条供绑扎的凹槽20，利用软绳将泡沫浮箱5绑扎在底板401上；泡沫浮箱5内盛放用于种植植物19的基质18。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上进一步优化，结合图6～图7进行说明，连杆系统6由混凝土桩7、基座8、连杆9、浮床连接支架10组成，连杆9包括主杆13、垂直主杆13的基座连接端14、垂直主杆13的浮床连接端15，主杆13的长度L、河湖最大洪水位Hmax、河湖最低水位Hmin、河岸坡比i之间满足如下关系：

其中河岸坡比i为挺水植物区2坡面的垂直高度h与水平宽度l之间的比，即坡角的正切值；混凝土桩7为固定在挺水植物区2上的下端带锥尖的圆柱体，混凝土桩7埋设在距最低水位Hmin的距离H＝L*sinθ，其中θ为坡角，θ＝arctani；基座8底部浇筑在混凝土桩7上，基座8上设有第一连杆固定轴11和限位片12；浮床连接支架10包括条形板17和第二连杆固定轴16，条形板17中间打孔、两端向同一方向垂直弯折呈槽形，条形板17两端弯折的部分上设有用于固定第二连杆固定轴16的通孔。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，结合图8进行说明，植草区3的下端沿岸方向设有宽度为0.5～0.8m的植草砖人行步道21；生态浮床1与岸垂直的中心线方向上，从最低水位线起至岸顶设有检修砖步道22。

实施例5

本实施例是在实施例1～4中任一个的基础上进一步优化，生态浮床1、挺水植物区2、植草区3可分别在沿岸方向交错种植不同植物。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，与岸垂直的方向上，依次设置植草区、挺水植物区、若干个生态浮床，所述植草区的分布范围为河湖最高水位线到岸顶之间的区域，所述挺水植物区的分布范围为河湖最低水位线到最高水位线之间的岸坡，通过固定在所述挺水植物区上的连杆系统对所述生态浮床的移动方向和移动范围进行限定。

2.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述连杆系统由混凝土桩、基座、连杆、浮床连接支架组成，所述连杆包括主杆、垂直所述主杆的基座连接端、垂直所述主杆的浮床连接端，所述主杆的长度L、河湖最大洪水位Hmax、河湖最低水位Hmin、河岸坡比i之间满足如下关系：

其中河岸坡比i为所述挺水植物区坡面的垂直高度h与水平宽度l之间的比，即坡角的正切值；所述混凝土桩为固定在所述挺水植物区上的下端带锥尖的圆柱体，所述混凝土桩埋设在距最低水位Hmin的距离H＝L*sinθ，其中θ为坡角，θ＝arctani；所述基座底部浇筑在所述混凝土桩上，所述基座上设有第一连杆固定轴和限位片；所述浮床连接支架包括条形板和第二连杆固定轴，所述条形板中间打孔、两端向同一方向垂直弯折呈槽形，所述条形板两端弯折的部分上设有用于固定所述第二连杆固定轴的通孔。

3.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，相邻的两个所述生态浮床之间的间距为4～6m。

4.根据权利要求1或3所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述生态浮床包括无盖箱体框架，所述无盖箱体框架包括底板、远离岸的前面板、靠近岸的后面板，以及与岸垂直的两个侧板，所述前面板呈半圆形；所述无盖箱体框架上设有透水孔，所述无盖箱体框架内设置有泡沫浮箱。

5.根据权利要求4所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述前面板的直径与后面板的长度相同，为2～3m；两个所述侧板的宽度为0.3～0.5m。

6.根据权利要求4所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述泡沫浮箱为多孔泡沫箱，所述泡沫浮箱的上表面的两侧分别设有一条供绑扎的凹槽，利用软绳将所述泡沫浮箱绑扎在所述底板上。

7.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述植草区的下端沿岸方向设有宽度为0.5～0.8m的植草砖人行步道。

8.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述生态浮床与岸垂直的中心线方向上，从最低水位线起至岸顶设有检修砖步道。

9.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述植草区中植物的覆盖率＞60％。

10.根据权利要求1所述的一种适应水位变化的滨岸带植物组合种植系统，其特征在于，所述生态浮床、挺水植物区、植草区可分别在沿岸方向交错种植不同植物。