CN111620443A - 一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，包括浮床主体、浮床边坡固定牵引装置和水生植物，浮床主体包括柔性边框、流线型端框、一体式浮块和组装元件，柔性边框和组装元件均采用尼龙材质，稳定性好、经济实用、操作便捷；流线型端框可减小水流阻力，降低水流粘性阻力能耗，从而增强抗水流冲击能力。一体式浮块由浮板和种植盆组成，整体性和稳定性佳、安装更换便捷，种植盆采用注塑镂空式，可有效减少水流对浮床产生的阻力。浮床边坡固定牵引装置由牵引元件和固定桩组成，可根据河道水体水位、水流量情况自动调节位置，具有较强的抗冲刷、倾覆能力。本发明具有稳定性佳、净污效果好、抗风浪能力强、使用寿命长等特点。

Description

一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床

技术领域

本发明属于水生态修复技术领域，尤其涉及一种组装式生态浮床。

背景技术

河道是集土地、植物、动物、水体为一体的复杂生态系统，具有调节径流、调蓄水量、运输泥沙、提供水生陆生动物栖息地等功能，在与周围自然、社会环境的相互影响下达到自身可以调整的动态平衡状态。河道为城市提供饮用水源、排洪、景观、纳污等功能，在城市的发展中起着重要作用。随着城市化发展，人们对河道生态系统的需求日益增大，导致河道水量不足、水体流动性差，水体水质恶化、自净能力降低，生态环境遭到了严重破坏，河道生态修复工作刻不容缓。雨源型河道因流域面积小、汇流时间短、河道比降大，汛期洪水陡涨陡落，旱季水量极少，甚至河床干涸，导致生态脆弱、调蓄能力差、环境容量小、自净能力低，使其修复过程相较于普通河道难度更大。生态浮床是河道生态修复的重要措施之一，效果显著、应用广泛。生态浮床以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等作为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，以净化河道水体。目前，大多数生态浮床以螺丝钉作为组装元件，以PVC管、PPR管或者竹子等硬度大的材料作为组装框架，能较好的飘于水面，但其抗冲刷能力较差，易损坏、形变。这类生态浮床应用于常年水位变化不大、缓流水体的河道或者湖泊，具有较好的应用效果；但应用于受降雨影响水位变化较大的雨源型河道，不仅会严重缩短其使用寿命，而且大大增加了运营维护的工作量，经济性和实用性较差。此外，生态浮床多采用固定式水下桩的方式固定，不仅施工难度大，而且在水流湍急的情况下容易导致生态浮床被冲刷、倾覆。因此，在雨源型河道的生态修复中如何增强生态浮床的组装稳定性和抗冲击能力，延长使用寿命，高效稳定地发挥雨源型河道水体净化功能，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，克服原组装式生态浮床稳定性差、抗冲击能力弱、使用寿命短的缺点。

一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，包括浮床主体、浮床边坡固定牵引装置和水生植物，其特征在于：所述的浮床主体包括柔性边框、流线型端框、一体式浮块和组装元件，浮床主体中部是由一体式浮块组装成的规则矩形，各个一体式浮块之间通过组装元件衔接，组装元件为尼龙扎带，矩形边缘采用柔性边框固定，柔性边框为直径30mm的尼龙绳，并用尼龙扎带将柔性边框与一体式浮块组装，尼龙绳和尼龙扎带均属于柔性材料，热稳定性好、耐腐蚀、抗磨损、经济实用、操作便捷；浮床主体端部由一体式浮块以逐层减少一块的方式组装成等腰三角形，并嵌接流线型端框，内侧中部设计一条凹槽，将一体式浮块嵌入固定，端框两侧设有圆孔一，采用组装元件连接浮床主体中部，流线型端框为轻质高密度HDPE材质，流线型端框不仅可使水流快速从其表面流过，减小水流阻力，降低水流粘性阻力的能耗，从而增强生态浮床的抗水流冲击能力，且能有效减少河道中生态浮床的垃圾汇集；所述的一体式浮块由浮板和种植盆组成，采用轻质高密度HDPE材质，浮板为中空正方体，浮板中部连接种植盆，种植盆采用镂空设计，四周设计四块挡板，底部为“米”字镂空板，一体式浮块四边设有圆孔二，边角处设有圆孔三，一体式浮块具有整体性和稳定性佳、安装更换便捷等显著优势。

一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，其特征在于：所述的浮床边坡固定牵引装置包括牵引元件和固定桩，每个生态浮床采用两组边坡固定牵引装置，固定桩采用304不锈钢管，植入河岸土层1～2m深；固定桩上端焊接304不锈钢卡子，通过牵引元件与靠河岸边的生态浮床主体的柔性边框连接，牵引元件采用直径30mm的尼龙绳。浮床边坡固定牵引装置可根据河道水体水位、水流量情况自动调节位置，在特殊时期增强生态浮床的抗冲击能力，防止倾覆、损坏。

一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，其特征在于：所述的水生植物采用根系发达、叶片较为窄细、株高不高于1.5m、耐寒性能好，且兼顾景观性的水生植物；水生植物根部包裹一层吸水棉布后种植于一体式浮块内，可在水生植物生长初期起到保护作用。耐寒性好的水生植物可改善生态浮床在冬季对水体的净化效果，植株矮小的水生植物可减缓河道风浪冲击，提高存活率，降低生态浮床损坏率。

本发明的优点是：本发明生态浮床体主体端部由一体式浮块以逐层减少一块的方式组装成等腰三角形，并嵌接流线型端框，中部是由一体式浮块组装成的规则矩形，各个一体式浮块之间通过组装元件衔接，流线型端框不仅可使水流快速从其表面流过，减小水流阻力，降低水流粘性阻力的能耗，从而增强生态浮床的抗水流冲击能力，且能有效减少河道中生态浮床的垃圾汇集。采用尼龙绳和尼龙扎带固定一体式浮块与边框，不仅可增强生态浮床的整体柔韧性和稳固性，还可以提升其防撞与抗风浪能力。一体式浮块和流线型端框均为高密度HDPE材质，具有良好的稳定性与抗老化性。一体式一体式浮块相较于常规分体式浮板和种植盆，具有整体性和稳定性佳、安装更换便捷等显著优势，种植盆采用注塑镂空式，可有效减少水流对浮床产生的阻力，尤其是在丰水期，表现更为突出。本发明的组装式生态浮床应用于雨源型河道，可根据根据水体水位、水流量情况自动调节位置，具有较强的抗冲刷、倾覆能力，在汛期和旱季均能很好的发挥其河道水体净化功能，具有稳定性佳、净污效果好、抗冲击能力强、使用寿命长等特点。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；图2为本发明的视结构示意图；

图3为本发明的一体式浮块拼装示意图；图4为本发明的流线型端框结构示意图；

图5为本发明的一体式浮块俯视结构示意图；图6为本发明的一体式浮块立体透视结构示意图；图中：1浮床主体，2浮床主体端部，3柔性边框，4流线型端框，4-1凹槽，4-2圆孔一，5一体式浮块，5-1浮板，5-2种植盆，5-3圆孔二，5-4圆孔三，5-5挡板，5-6镂空板，6组装元件，7牵引元件，8固定桩，9水生植物。

具体实施方式

现结合附图详细说明本发明结构的实施方式：

本实施例中，组装式生态浮床构建于江西省南昌市郊区某雨源型河道。该河道长5km、宽15m，汛期量大流急，非汛期水浅量小易劣化，周边城镇的农业面源污染、生活污水和工业废水直排河流，河道内源污染严重，导致河道生态系统严重退化。采用生态修复方法对该河道进行综合治理，生态浮床是重要生态措施之一。该河道部分区域底部和两岸硬质化，不宜构建河滩湿地直接种植植物，故采用组装式生态浮床进行修复，共建设约26000m²。

一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，包括浮床主体1、浮床边坡固定牵引装置和 水生植物9，如图1～6所示，所述的浮床主体1包括柔性边框3、流线型端框4、一体式浮块5和组装元件6，浮床主体1中部是由一体式浮块5组装成的规则矩形，各个一体式浮块5之间通过组装元件6衔接，组装元件6为尼龙扎带，矩形边缘采用柔性边框3固定，柔性边 框3为直径30mm的尼龙绳，并用尼龙扎带将柔性边框3与一体式浮块5组装，尼龙绳和尼 龙扎带均属于柔性材料，热稳定性好、耐腐蚀、抗磨损、经济实用、操作便捷。采用尼龙绳 和尼龙扎带固定一体式浮块5与柔性边框3，不仅可增强生态浮床的整体柔韧性和稳固性， 还可以提升其防撞与抗风浪能力。浮床主体端部2由一体式浮块5以逐层减少一块的方式组 装成等腰三角形，并嵌接流线型端框4，高度为12cm，内侧中部设计一条宽35mm的凹槽 4-1，可将一体式浮块5嵌入固定，端框两侧设有直径15mm的圆孔一4-2，采用组装元件6 连接浮床主体中部1。一体式浮块5和流线型端框4均为高密度HDPE材质，具有良好的稳 定性与抗老化性。流线型端框4可使水流快速从其表面流过，减小水流阻力，降低水流粘性 阻力的能耗，从而增强生态浮床的抗水流冲击能力。此外，流线型端框4可有效减少河道中 生态浮床的垃圾汇集。

所述的一体式浮块5由浮板5-1和种植盆5-2组成，采用轻质高密度HDPE材质。相较于常规分体式浮板和种植盆，具有整体性和稳定性佳、安装更换便捷等显著优势。浮板5-1为中空正方体，边长333mm、高度50mm；浮板中部连接种植盆5-2，种植盆5-2采用镂空设计，四周设计四块挡板5-5，底部为“米”字镂空板5-6，种植盆5-2上直径16cm，下直径10cm；一体式浮块四边设有直径25mm的圆孔二5-3，边角处设有直径15mm的圆孔三5-4，可有效减少水流对浮床产生的阻力，尤其是在丰水期，表现更为突出。

所述的浮床边坡固定牵引装置由牵引元件7和固定桩8组成，每个生态浮床采用两组边坡固定牵引装置；固定桩8采用304不锈钢管，植入河岸土层1.5m深；固定桩8上端焊接304不锈钢卡子，通过牵引元件7与靠河岸边的生态浮床主体的柔性边框3连接；牵引元件7采用直径30mm的尼龙绳。浮床边坡固定牵引装置可根据河道水体水位、水流量情况自动调节位置，在特殊时期增强生态浮床的抗冲击能力，降低其倾覆、损坏。

所述的水生植物9选用黄菖蒲、鸢尾、千屈菜、花叶芦竹等根系发达、叶片较为窄细、株高不高于1.5m、耐寒性能好，且兼顾景观性的水生植物9，植株偏矮小、根系发达，可减缓河道风浪冲击，提高水生植物存活率，降低生态浮床损坏。水生植物9种植前在一体式浮块5的种植盆5-2内铺设一层吸水棉布，可在植物生长初期起到保护作用。

工程实施后，该雨源型河道水体实现清水稳态转换，水质由劣Ⅴ类提升至Ⅳ类，COD、NH₃-N和TP分别削减了50%、86%和60%，透明度提高了120%，水环境质量和生态功能持续改善，生物多样性显著提高。该雨源型河道应用的组装式生态浮床连续运行三年内，水体净化贡献率达35%，期间共经历三次汛期、发生两次洪水，该生态浮床均稳定运行，未出现严重损坏、倾覆现象，相较于常规生态浮床，受损率降低了60%。可见，该生态浮床用于雨源型河道的治理可行性较高，具有一定的推广和应用前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于雨源型河道的组装式生态浮床，包括浮床主体（1）、浮床边坡固定牵引装置和水生植物（9），其特征在于：所述的浮床主体（1）包括柔性边框（3）、流线型端框（4）、一体式浮块（5）和组装元件（6），浮床主体（1）中部是由一体式浮块（5）组装成的规则矩形，各个一体式浮块（5）之间通过组装元件（6）衔接，组装元件（6）为尼龙扎带，矩形边缘采用柔性边框（3）固定，柔性边框（3）为直径30mm的尼龙绳，并用尼龙扎带将柔性边框（3）与一体式浮块（5）组装，浮床主体端部（2）由一体式浮块（5）以逐层减少一块的方式组装成等腰三角形，并嵌接流线型端框（4），内侧中部设计一条的凹槽（4-1），将一体式浮块（5）嵌入固定，流线型端框（4）两侧设有圆孔一（4-2），采用组装元件（6）连接浮床主体中部，流线型端框（4）为轻质高密度HDPE材质，所述的一体式浮块（5）由浮板（5-1）和种植盆（5-2）组成，采用轻质高密度HDPE材质；浮板（5-1）为中空正方体，浮板中部连接种植盆（5-2），种植盆（5-2）采用镂空设计，四周设计四块挡板（5-5），底部为“米”字镂空板（5-6），一体式浮块四边设有圆孔二（5-3），边角处设有圆孔三（5-4）。

2.根据权利要求1所述的适用于雨源型河道的组装式生态浮床，其特征在于：所述的浮床边坡固定牵引装置包括牵引元件（7）和固定桩（8），每个生态浮床采用两组边坡固定牵引装置，固定桩（8）采用304不锈钢管，植入河岸土层1~2m深；固定桩（8）上端焊接304不锈钢卡子，通过牵引元件（7）与靠河岸边的生态浮床主体的柔性边框（3）连接；牵引元件（7）采用直径30mm的尼龙绳。

3.根据权利要求1或2所述的适用于雨源型河道的组装式生态浮床，其特征在于：所述的水生植物（9）采用根系发达、叶片较为窄细、株高不高于1.5m、耐寒性能好，且兼顾景观性的水生植物（9），水生植物（9）根部包裹一层吸水棉布后种植于一体式浮块（5）内。

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