CN111762895A - 一种用于湖泊的生态净化岛 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于湖泊的生态净化岛，目的在于解决对深水区域进行水生态环境治理的问题。其包括浮动组件、循环组件；浮动组件包括水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块。本申请的生态净化岛能实现对深水湖泊的水质净化，具有较好的水质净化效果。同时，本申请有利于湖泊内生物链的重构，通过生物链实现对深水湖泊水生态环境的修复。进一步，本申请能实现景观造型多样化，具有美观的特点。

Description

一种用于湖泊的生态净化岛

技术领域

本申请涉及生态治理领域，尤其是湖泊水质修复领域，具体为一种用于湖泊的生态净化岛。本申请能够对湖泊进行修复尤其适用于深水湖泊的水质净化，具有较好的环境应用价值。

背景技术

在城市化进程快速发展的过程中，大量富含氮、磷等营养物质的工业废水和生活废水直接或者间接地排入湖泊中，引起水体中藻类以及其他浮游生物过度繁殖，水体中溶解氧含量降低，进而造成水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的问题。

目前，在进行水生态环境治理时，针对深水区水域（6米以上水深占总面积大于50%的区域），如大型湖泊、水库等，通常无法先将水抽干，然后进行基底改良；且由于水太深，光的补偿就成问题，植物无法进行光合作用，使得水生植物在深水区无法生长,因而也无法依靠植物来吸收水中的污染物。而此类水库或湖泊，利用微生物或者设备、化学药剂处理，成本巨大，且效果差。

为此，如何解决深水区域的水生态环境治理，成为迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的发明目的在于：针对现有的难以实现对深水区域的水生态环境治理的问题，提供一种用于湖泊的生态净化岛。与现有措施不同，本申请提供一种用于湖泊的生态净化岛，其能直接用于湖泊类深水区域的水生态环境治理。生态净化岛能实现对深水湖泊的水质净化，具有较好的水质净化效果。同时，本申请的生态净化岛为植物、动物、微生物提供了生境，有助于湖泊内生物链的重构，进而通过生物链实现对水生态环境的修复。另外，本申请的生态净化岛还具有超强抗风浪性，整体结构牢固、稳定，具有较好的实用性。进一步，本申请的净化岛由多种模块组成，通过切割、拼接，能够实现景观造型多样化，具有美观的特点。

为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种用于湖泊的生态净化岛，包括浮动组件、循环组件；

所述浮动组件包括：

水生植物种植模块，其以复合纤维为底，在复合纤维上设置种植孔，在种植孔内种植水生植物，并利用复合纤维和水生植物根系附着微生物，形成生物膜，通过生物膜、水生植物根系净化水质，通过水生植物为水生动物提供饵料和栖息生境；

乔灌木种植模块，其以复合纤维为底，在复合纤维上种植乔灌木，并利用乔灌木植物高大的特点，使得单位面积的净化岛具有更高的生物积累能力；将乔灌木种植模块与水生植物种植模块配合使用，利用水生植物种植模块中的草本植物发达的根系和通气组织为生态净化岛上的生物提供充足的氧气和理想的附着物，并通过乔灌木种植模块中的乔灌木实现更高的生物积累能力，达到改善水环境的效果；

花岛模块，其分为草花种植型和景观花卉摆放型；所述草花种植型花岛模块是以复合纤维为底，在复合纤维上种植花草；所述景观花卉摆放型花岛模块是以复合纤维为底，在复合纤维上设置花卉；通过草花种植型花岛模块和景观花卉摆放型花岛模块的配合，能提升水体的景观效果；

浮动平台模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置户外防水木栈道，在户外防水木栈道的侧面设置护栏，并在复合纤维上种植藤蔓植物，将藤蔓植物缠绕在护栏上；在浮动平台模块中，藤蔓植物的根系扎根于复合纤维上，藤蔓植物缠绕于护栏上，能更好地进行光合作用，并保护护栏不被风化，延缓老化；

鸟类栖息地构建模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置裸露的滩涂淤泥，并在复合纤维上设置供鸟类栖息的支撑物；将鸟类栖息地构建模块与水生植物种植模块、乔灌木种植模块配合，通过水生植物种植模块、乔灌木种植模块为鸟类提供食物，通过鸟类栖息地构建模块为鸟类提供栖息场所，从而为鸟类提供良好的生态环境提升所在水环境的生态效益；

滩涂模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置泥沙、碎石以模拟天然滩涂，且复合纤维的最高面略高于水面，并缓慢延伸至水面以下，从而为两栖动物、水禽营造栖息环境；

所述复合纤维为大比表面积多孔隙结构丝状纤维；

所述水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块相连并构成浮动组件；

所述循环组件包括：

太阳能曝气设备，其包括太阳能电池板、与太阳能电池板相连的水泵且太阳能电池板能为水泵提供动力，水泵设置于水面2m以下并将待净化水体中深层水体提升水面后抛出，扩大水处理的垂直面积；

人工生态水草基质，其以浮动组件为附着物，并能设置在待净化水体中，为微生物、藻类提供附着生长的环境，进而通过附着在人工生态水草基质上的微生物、藻类实现对待净化水体的净化作用；

导流设备，其包括与水泵相连的导管，导管的进水端与水泵相连，导管的出水端与浮动组件相连且待处理水体中的水依次经水泵、导管输送到浮动组件中并经浮动组件进行净化处理。

所述乔灌木种植模块中，所种植的乔灌木分为耐湿品种、不耐湿品种；

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内种植耐湿品种，并在种植槽内填充种植基质，即可；

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为不耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内设置种植容器，再在种植容器内种植不耐湿品种，并在种植容器内填充种植基质，即可；所述种植容器上设置有溢水孔。

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内种植耐湿品种，耐湿品种为带土球植株，种植基质为草炭土。

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为不耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内设置种植容器，再在种植容器内种植不耐湿品种，不耐湿品种为带土球植株，种植基质为草炭土。

所述种植容器为塑料种植盆，所述塑料种植盆的底部设置有溢水孔。

所述鸟类栖息地构建模块中，供鸟类栖息的支撑物为设置在复合纤维上的树木或木桩。

所述浮动组件采用重物法或打桩法进行固定。

所述水泵位于水面以下2m~6m之间。

所述人工生态水草基质为生态基人工水草、填料水草、碳纤维水草中的一种或多种。

还包括控制系统，所述控制系统分别与太阳能电池板、水泵相连。

所述导管上设置有电磁阀，所述电磁阀与控制系统相连且控制系统通过水泵与电磁阀能实现导管出水流量的控制。

进一步，本申请提供一种用于生态净化岛的陆湿两栖浮动模块，其包括沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、用于为陆生动植物提供生存环境的陆生泥土层、吸水件，所述沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、陆生泥土层从下至上依次相连为一体，所述吸水件设置在陆生泥土层内且吸水件的末端延伸至陆生泥土层外侧；

该陆湿两栖浮动模块以复合纤维为支撑体，所述沉水植物层设置在支撑体下方且沉水植物层内的沉水植物通过根系附着于复合纤维上；

所述泥土稳定层采用泥土与固体颗粒物混合而成且泥土稳定层通过沉水植物层内沉水植物的根系与支撑体连为一体；

所述沉水植物层、支撑体、泥土稳定层共同构成两栖浮动体；

所述陆生泥土层采用泥土制备而成，所述陆生泥土层设置在两栖浮动体上且两栖浮动体能为陆生泥土层提供支撑，所述陆生泥土层上设置有陆生植物且陆生泥土层通过其内陆生植物的根系与两栖浮动体相连。

所述陆生泥土层设置在泥土稳定层上且陆生泥土层能为陆生动植物提供生长环境，所述陆生泥土层通过其内陆生植物的根系与泥土稳定层相连。

所述沉水植物为菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻、伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻中的一种或多种。

所述吸水件为吸水棉线。所述吸水件的两个末端分别延伸至陆生泥土层外侧。

所述陆生泥土层上还设置有昆虫。

所述泥土稳定层为泥土与固体颗粒物的混合物，所述固体颗粒物为砾石、砖块或陶瓷瓦片中的一种或多种，所述泥土稳定层内固体颗粒物与泥土的重量比为1:0.5~5；

所述泥土稳定层的厚度为1~10cm，所述陆生泥土层的厚度为5~35cm。

所述两栖浮动体的密度为0.80~0.95g/cm³。

还包括垫层，所述垫层设置在泥土稳定层外且垫层位于陆生泥土层与泥土稳定层之间，所述垫层采用塑料网格制备而成。

所述陆生泥土层内还含有营养基质，所述陆生泥土层内设置有种植孔。

还包括防护框体，所述陆生泥土层设置在防护框体上且防护框体能减少陆生泥土层内的泥土向环境中的流失。

所述防护框体采用透明材料制备而成。

所述防护框体由若干个连接框可拆卸连接而成。

所述陆湿两栖浮动模块采用包括如下步骤的方法制备而成：

a、将泥土与固体颗粒物混合后，得到泥土稳定层，泥土稳定层置于最下方；

b、在泥土稳定层上放置支撑体，再在支撑体上种植沉水植物，得到第一中间体；

c、将第一中间体置于水环境下培育，使得沉水植物在支撑体上形成沉水植物层且沉水植物层内植物的根系将支撑体与泥土稳定层连接为一体，得到第二中间体；

d、将第二中间体上沉水植物层的一侧朝向地面，在泥土稳定层上设置陆生泥土层，并在陆生泥土层内设置吸水件，吸水件的末端延伸至陆生泥土层外侧，即得陆湿两栖浮动模块。

所述步骤c中，将第一中间体置于水环境下培育，沉水植物的根系依次穿过支撑体、泥土稳定层，通过沉水植物的根系将支撑体与泥土稳定层连接为一体。

所述步骤d中，在泥土稳定层上设置陆生泥土层，并在陆生泥土层内设置吸水件，再在陆生泥土层上种植陆生植物，并在陆生泥土层上放置昆虫，在陆湿两栖浮动模块上表面形成陆生生态系统，即可。

综上所述，本申请提供一种用于湖泊的生态净化岛，其包括浮动组件、循环组件两部分；其中的浮动组件包括水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块等部分，循环组件包括太阳能曝气设备、人工生态水草基质、导流设备等部分，通过浮动组件的配合，解决了人工浮岛造型简单、景观效果单一的问题；同时，通过对结构的改进，使得本申请的生态净化岛适于生物和微生物的生长，既改善了河道水质质量，又满足了人类对河道的感官要求，丰富了河道生物物种多样性，有效提升水质净化效率，有利于促进生态环境的快速修复，且具有超强抗风浪性，结构牢固、稳定，实用性好，有利于青山绿水的更快实现，具有较好的生态效益。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为乔灌木种植模块中耐湿品种种植示意图。

图2为乔灌木种植模块中防水淹型种植示意图。

图3为太阳能曝气设备的工作示意图。

图4为导流设备的安装结构示意图。

图中标记：1、复合纤维，2、种植基质，3、种植槽，4、南天竹植株，5、种植盆，6、溢水孔，7、黄杨毛球植株，8、水泵，9、浮动组件，10、导流设备。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

发明人在研究中发现，现有的人工浮床存在以下问题：a、现有的人工浮床通常采用泡沫或聚酯纤维作为浮床载体（载体即填料基质），载体材质脆弱，其上不能搭载其他净水设备；b、由于载体材质脆弱，限制了人工浮床的模块类型，使得景观效果单一；c、水质净化效果受限。

为此，本申请提供一种用于湖泊的生态净化岛，其浮动组件、循环组件两部分。其中，浮动组件包括水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块。

本实施例中，复合纤维是一种大比表面积多孔隙结构丝状纤维，是本申请所使用生态净化岛的载体材料，其具有以下几个特点：a.具有较大的比表面积（比表面积介于1∶2000-1∶10000之间）,可附着大量生物膜，大大提高净水效率；b.载体可提供的浮力大，平均承重为50kg/m²；c.载体孔隙率为80~99%，为净化岛上的水生植物的分根生长、周围植物的落子生长提供空间；d.此材料可切割成任意图形，景观造型高；e.载体材质抗冻，可运行多年。

其中，水生植物种植模块主要通过在复合纤维基质上制作水生植物种植孔，来实现水生植物的直接种植。在水生植物种植模块中，复合纤维与水生植物根系上附着大量微生物，形成生物膜，可以有效去除水中的污染物；同时，水生植物种植模块上所生长的水生植物的根系可以对水体营养物质进行吸收、转化和积累，从而降低水体富营养化程度；另外，水生植物种植模块上所生长的水生植物还能为水生动物提供饵料来源和栖息生境，促进整体生态的修复。

水生植物种植模块除了水质净化功能外，还具备景观扩展功能，可在其上铺设木栈道作为装饰，此模块可与乔灌木种植板块结合使用。

其次，基于复合纤维承重能力较大的特点，使得本申请的乔灌木种植模块成为可能。本实施例中，在复合纤维上种植乔灌木，形成乔灌木种植模块。本实施例中，与水生植物种植模块上的草本植物相比，乔灌木种植模块上的木本植物一般比较高大，单位面积的净化岛具有更高的生物量，对N,P等营养物质有更高的生物累积潜力。

本实施例中，根据乔灌木植物对水淹的耐受性，乔灌木种植模块的小型乔灌木种植槽的设计可分为两种类型：一种是湿生型小型乔灌木适用的普通种植槽，如图1所示；另一种是普通小型乔灌木使用的防水淹型种植槽，如图2所示。

如图1所示，耐湿品种以南天竹为例，乔灌木种植模块包括底部的复合纤维（复合纤维主要提供支撑作用），复合纤维上设置有种植槽，种植槽内种植有南天竹植株，南天竹植株的根部带有土球（带有土球有利于植株的成活，且种植槽内无需设置塑料种植盆），且种植槽内填充有草炭土（草炭土即种植基质）。

如图2所示，不耐湿品种以黄杨毛球为例（黄杨毛球为不耐湿、不耐积水品种），乔灌木种植模块包括底部的复合纤维（复合纤维主要提供支撑作用），复合纤维上设置有种植槽，种植槽内设置有塑料种植盆（塑料种植盆的底部设置有溢水孔），塑料种植盆内种植有黄杨毛球植株，黄杨毛球植株的根部带有土球（带有土球有利于植株的成活），并在塑料种植盆内填充草炭土（草炭土即种植基质）。

同时，本实施例中，将乔灌木种植模块与水生植物种植模块结合使用，可以构建乔、灌、草地系统，既可利用草本植物发达的根系和通气组织为净化岛中的各种生物提供充足的氧气和理想的附着物，又可以充分发挥木本植物所具备的更高的生物积累潜力，从而达到更好的改善水环境的效果。

花岛模块可分为草花种植型和景观花卉摆放型模块。草花种植型是在复合纤维基质上种植花草；而景观花卉摆放型是指在复合纤维基质上摆放花卉，可以根据季节的不同更换花卉的种类。花岛模块主要是使用色彩各异的景观花卉提升水体景观效果，其可与鸟类栖息地构建模块结合使用，营造出鸟语花香的环境。

在浮动平台模块中，以复合纤维为底，在复合纤维上铺设户外防水木栈道，栈道的侧面设置护栏，并在复合纤维上种植藤蔓植物，藤蔓植物缠绕于护栏上。藤蔓植物的根系扎根于复合纤维上，有利于更好地吸收水体中的水分和营养物质；藤蔓植物缠绕于护栏上，护栏能够起到支架的作用，避免藤蔓植物浸泡于水中，发生腐烂死亡的现象，并利于光合作用的进行，从而更好地生长；另外，藤蔓植物还是一种天然保护层，可以保护围护结构不被风化，延缓老化；将藤蔓植物用于浮动平台模块中，还能增加人工净化岛的美观性。本实施例中，浮动平台模块可以用作亲水平台，供游人进行亲水活动。在栈道两侧安装安全护栏，保护游人进行亲水活动的安全性。社会调查结果显示，约90%以上人对亲水活动感兴趣，这具有极大的社会效益。

通过对项目所在区域的鸟类区系特征进行调研，包括鸟类分布特点，影响鸟类栖息分布的因素。在鸟类栖息地构建模块中，以复合纤维为底，在复合纤维上设置裸露的滩涂淤泥，并在复合纤维上设置供鸟类栖息的支撑物。本实施例中，在复合纤维上构建鸟类栖息地，栖息地周边留有裸露的滩涂污泥，种植部分芦苇等水生植物以及种植适合鸟类栖息的树木，在水面上设置一定数量的木桩，通过树木和木桩供鸟类栖息。

鸟类栖息地构建模块可与水生植物种植模块和乔灌木种植模块结合使用，在水生植物种植模块和乔灌木种植模块上种植鸟类愿意栖息、能提供鸟类食物的种类，以吸引更多的鸟类到鸟类栖息地构建模块，从而提升湖泊的生态效益。

本实施例中，滩涂模块以复合纤维为底，在复合纤维上设置泥沙、碎石以模拟天然滩涂。在滩涂模块中，采用坡面型滩涂模块，其最高表面略高于水面，通过缓坡延伸至水面以下，在滩涂模块上覆盖泥沙模拟天然滩涂，为两栖动物及水禽营造多样栖息地类型。采用滩涂模块，能够为两栖动物和水禽提供生态环境，丰富生态的多样性。通过丰富物种的多样性，有利于食物链的完整和丰富，起到改善生态的目的。

本实施例中，水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块相连并构成浮动组件。在实际应用时，可采用重物法或打桩法将生态净化岛固定，使其具备抗风浪性。同时，对本申请的净化效果进行了测定。表1给出了单独使用水生植物种植模块的污染物去除率。在乔灌木种植模块中，以种植水瓮为例，此模块对污水中TN, TP, COD_cr和BOD₅的去除率分别为55.6%，44.2%，75.7%和73.2%。

表1 水生植物种植模块的污染物去除率

本实施例中，循环组件包括：太阳能曝气设备、人工生态水草基质、导流设备。其中，太阳能曝气设备包括太阳能电池板、与太阳能电池板相连的水泵。本实施例中，将太阳能曝气设备的水泵下沉2m，从而将深水区的湖水提升至水面后抛出，与空气接触，提高深水区水体中溶解氧的含量，大幅提高微生物净化效率，从而扩大水处理的垂直面积，如图3所示。

本实施例中，人工生态水草基质以浮动组件为附着物，设置于待净化水体中，为微生物、藻类提供附着生长的环境，进而通过附着在人工生态水草基质上的微生物、藻类实现对待净化水体的净化作用。本实施例中，采用的人工水草分三种：生态基、填料、碳纤维水草。本实施例中，在浮动组件的固定链条上搭配人工水草，基于人工水草的多孔结构和高比表面积特性，微生物和藻类会附着在人工水草基质上生长，从而利用微生物和藻类对富营养水体起到生物过滤和生物转换作用。

本实施例中，导流设备包括与水泵相连的导管，导管的进水端与水泵相连，导管的出水端与浮动组件相连。如图4所示，本实施例在浮动组件上安装导管，导管上开孔。太阳能设备将待处理的水体通过导管输送到复合纤维（即本申请的浮动组件）中，待处理的水体在通过复合纤维往下渗透的过程中得到净化处理，由于水体的输送，增大了生态净化岛单元的有效处理面积。

本申请中，循环组件与浮动组件具有协同配合作用。以浮动组件中的水生植物种植模块与循环组件的人工生态水草基质配合为例。其中，太阳能曝气设备以太阳能电池板作为动力源，系统运行过程中无需额外电力供给。太阳能曝气设备不仅能提高了水体中溶解氧的含量，加快微生物对污染物的降解过程；同时，太阳能曝气设备能增加污染物在浮动组件中基质和植物根际间的传质效率，促进植物根系对污染物的吸收和组织转运。在水生植物种植模块引入太阳能曝气设备后，水生植物种植模块对氨氮（NH4-N）、总氮（TN）、总磷（TP）的去除率分别可提高24.8%，9.4%，11.5%。同时，在浮动组件引入循环组件的人工水草后，该设备对污染物的去除率都有提高，具体数据参见表2。

表2 浮动组件引入循环组件的人工生态水草基质后对污染物去除的提升数据

综上，本实施例的生态净化岛，以复合纤维为基础，为植物种植提供载体。同时，其中的浮动组件分为六个部分，包括：水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块；在使用时，可根据目标水域的环境特点及水体治理需求，自由拼接，使设备整体能发挥最大净水和生态恢复能效。同时，本申请的生态净化岛集成了浮动组件、太阳能曝气设备、人工生态水草基质、导流设备；浮动组件、人工生态水草基质、太阳能曝气设备三者的共同作用，对污染物具有较高的去除率；太阳能曝气设备与导流设备则扩大了生态净化岛的有效处理面积。本申请中，通过各部件的相互配合，能实现对湖泊这类深水区域的水环境治理，有利于实现深水湖泊的生态恢复。同时，本申请的生态净化岛能构建微生物、植物、鸟类、鱼类等的生存、繁殖环境，有利于生态链的快速形成，通过生态链实现对湖泊水质的持续改善。另外，本申请的生态净化岛由多种模块组成，各模块之间相互配合，有利于形成美观的景观造型，实现生态净化与美观的统一。

前述生态净化岛中，水生植物种植模块、乔灌木种植模块等以培育水生植物为主，主要通过水生植物、微生物等的相互作用，实现对水环境的治理。然而，湖泊等水环境作为一个复杂的系统，其中所涉及的污染物远不止氮、磷等，还可能存在铅、铜、铬、隔等污染物。现有的生态净化岛主要以水生植物为主，其与自然条件下的水生植物系统类似，这在一定程度上限制了其对污染物的净化。与水生植物向对应，部分陆生植物对铅、铜、铬、隔等污染物则具有良好的吸附效果，而现有技术中尚缺乏用于水环境下的陆生植物净水系统。

为此，本实施例的生态净化岛还包括陆湿两栖浮动模块。该陆湿两栖浮动模块包括沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、陆生泥土层、吸水件。该陆湿两栖浮动模块的制作步骤如下。

a、将泥土与固体颗粒物混合后，得到泥土稳定层，泥土稳定层置于最下方。其中，固体颗粒物为砾石、砖块或陶瓷瓦片中的一种或多种，泥土稳定层内固体颗粒物与泥土的重量比为1:1.2~1.5。

本实施例中，还包括垫层，垫层设置在泥土稳定层外层，垫层采用塑料网格制备而成，通过塑料网格将泥土稳定层包裹在其内。同时，垫层将泥土稳定层与陆生泥土层分开，垫层位于泥土稳定层与陆生泥土层之间。

b、在泥土稳定层上放置支撑体，再在支撑体上种植沉水植物，得到第一中间体。

c、将第一中间体置于水环境下培育，使得沉水植物在支撑体上形成沉水植物层且沉水植物层内植物的根系将支撑体与泥土稳定层连接为一体，得到第二中间体。

本实施例中，支撑体采用复合纤维，其具有多孔、浮力大的优点。在水环境下，沉水植物以支撑体、泥土稳定层为基础，生长在支撑体上的沉水植物形成沉水植物层，而沉水植物的根系依次穿过支撑体、泥土稳定层，并使得沉水植物层与支撑体、泥土稳定层连接为一体。本实施例中，沉水植物可以为菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻、伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻等。

d、将第二中间体上沉水植物层的一侧朝向地面，在泥土稳定层上设置陆生泥土层，并在陆生泥土层内设置吸水件，即得陆湿两栖浮动模块。

本实施例中，在泥土稳定层上设置陆生泥土层，并在陆生泥土层内设置吸水件，再在陆生泥土层上种植陆生植物，并在陆生泥土层上放置昆虫，在陆湿两栖浮动模块上表面形成陆生生态系统，即可。本实施例中，吸水件为吸水棉线，吸水棉线的两端分别延伸至陆生泥土层外侧。本实施例中，泥土稳定层的厚度可以为5~8cm，陆生泥土层的厚度为10~20cm。

进一步，步骤d中，将第二中间体上沉水植物层的一侧朝向地面，沉水植物层、支撑体、泥土稳定层共同构成两栖浮动体；在两栖浮动体的上端设置透明材料制成的防护框体，在防护框体内填充泥土，从而构成陆生泥土层。采用该方式，有利于防止陆生泥土层内泥土的流失。同时，透明材料构成的防护框体能满足陆湿两栖浮动模块内陆生植物、沉水植物、底栖动物的生长代谢对光照的需求。另外，防护框体采用可拆卸设计，其由若干个连接框可拆卸连接而成。采用该结构，可以在陆生泥土层外缘保留防护框体，也可在陆生泥土层形成后进行拆除。

进一步，本实施例中，陆生泥土层内还含有营养基质，陆生泥土层内设置有种植孔。通过营养基质与泥土的复配，有利于陆生泥土层内陆生植物的生长。

基于现有模块的结构设计，由于模块整体处于水环境下，其内水分含量过高，使得陆生植物无法生长。若仅在水面单纯形成类似船舶的浮动结构，其能为陆生植物提供生长环境，但其也完全阻绝了陆生植物与水环境的接触，无法起到相应的水体净化效果。因此，现有技术难以满足陆生植物生长与水体净化的矛盾。

为此，本实施例的陆湿两栖浮动模块采用沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、陆生泥土层分段设计，沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、陆生泥土层从下至上依次相连为一体，陆生泥土层用于为陆生动植物提供生存环境。

本实施例中，选用砾石、砖块或陶瓷瓦片等有利于透水的材料作为固体颗粒物，通过固体颗粒物与泥土混合，形成泥土稳定层。本实施例中，砾石、砖块或陶瓷瓦片的采用，有利于透水，从而避免陆生泥土层内陆生植物烂根现象的发生；通过调整固体颗粒物与泥土的比例，能够改变泥土稳定层的密度，进而达到调整两栖浮动体密度的目的；同时，泥土稳定层的设置有利于保证陆湿两栖浮动模块整体的稳定性，并防止陆生泥土层内土壤的流失，从而保证模块整体的长期存在。

本实施例的陆湿两栖浮动模块中，以复合纤维为支撑体，沉水植物层设置在支撑体下方，泥土稳定层设置在支撑体上方。本实施例中，沉水植物层、支撑体用于提供浮力，而泥土稳定层则用于稳定陆湿两栖浮动模块，通过沉水植物层、支撑体、泥土稳定层构建出两栖浮动体。通过两栖浮动体与陆生泥土层的配合，使得陆生泥土层能平稳漂浮在水面上，且陆生泥土层基于两栖浮动体的配合，能避免陆生泥土层内陆生植物的根系处于湿水环境之下。同时，由于沉水植物层会逐渐生长，使得两栖浮动体整体能够保持较大的浮力，进而避免陆湿两栖浮动模块内陆生泥土层中种植的陆生植物根系与水的过分接触，实现陆生植物的持续生长。在陆生植物生长初期，吸水棉线能将水环境中的水分输送到陆生泥土层的土壤内，且能有效避免水分过量所导致的陆生植物烂根现象，也减少了后续人工的维护（该结构也无须采用太阳能曝气设备、导流设备，实现免人工维护）。同时，由于陆生泥土层、泥土稳定层之间存在虹吸作用，水环境中的水会依次通过泥土稳定层、陆生泥土层，并被陆生泥土层内陆生植物的根系所吸水，达到陆生植物有效净化水体的作用。

在陆湿两栖浮动模块中，污水中的污染物通过支撑体、泥土稳定层的强化吸附作用得到滞留，并被沉水植物利用、转化，进而得到降解。同时，在陆湿两栖浮动模块的上层，陆生植物的根系通过陆生泥土层、泥土稳定层之间的虹吸作用，实现对水环境内污染物的吸附和净化。

本实施例的陆湿两栖浮动模块中，下层的沉水植物层会自然进行生长，在提高生物量的同时，其自身也能提供更大的浮力，从而避免其上陆生植物生物量提高时，陆湿两栖浮动模块的承重问题。同时，该模块采用上、下两部分分别净化的方式，在污染物净化率、污染物净化种类方面，具有显著的进步意义。采用本申请的陆湿两栖浮动模块，缩短了制造时间、减少了占地，实现了长久耐用及高效去污，可广泛应用于河道、湖泊以及其它受污染景观水体的修复领域。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种用于湖泊的生态净化岛，其特征在于，包括浮动组件、循环组件；

所述浮动组件包括：

水生植物种植模块，其以复合纤维为底，在复合纤维上设置种植孔，在种植孔内种植水生植物，并利用复合纤维和水生植物根系附着微生物，形成生物膜，通过生物膜、水生植物根系净化水质，通过水生植物为水生动物提供饵料和栖息生境；

乔灌木种植模块，其以复合纤维为底，在复合纤维上种植乔灌木，并利用乔灌木植物高大的特点，使得单位面积的净化岛具有更高的生物积累能力；

花岛模块，其分为草花种植型和景观花卉摆放型；所述草花种植型花岛模块是以复合纤维为底，在复合纤维上种植花草；所述景观花卉摆放型花岛模块是以复合纤维为底，在复合纤维上设置花卉；通过草花种植型花岛模块和景观花卉摆放型花岛模块的配合，能提升水体的景观效果；

浮动平台模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置户外防水木栈道，在户外防水木栈道的侧面设置护栏，并在复合纤维上种植藤蔓植物，将藤蔓植物缠绕在护栏上；在浮动平台模块中，藤蔓植物的根系扎根于复合纤维上，藤蔓植物缠绕于护栏上，能更好地进行光合作用，并保护护栏不被风化，延缓老化；

鸟类栖息地构建模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置裸露的滩涂淤泥，并在复合纤维上设置供鸟类栖息的支撑物；将鸟类栖息地构建模块与水生植物种植模块、乔灌木种植模块配合，通过水生植物种植模块、乔灌木种植模块为鸟类提供食物，通过鸟类栖息地构建模块为鸟类提供栖息场所，从而为鸟类提供良好的生态环境提升所在水环境的生态效益；

滩涂模块，以复合纤维为底，在复合纤维上设置泥沙、碎石以模拟天然滩涂，且复合纤维的最高面略高于水面，并缓慢延伸至水面以下，从而为两栖动物、水禽营造栖息环境；

所述复合纤维为大比表面积多孔隙结构丝状纤维；

所述水生植物种植模块、乔灌木种植模块、花岛模块、浮动平台模块、鸟类栖息地构建模块、滩涂模块相连并构成浮动组件；

所述循环组件包括：

太阳能曝气设备，其包括太阳能电池板、与太阳能电池板相连的水泵且太阳能电池板能为水泵提供动力，水泵设置于水面2m以下并将待净化水体中深层水体提升水面后抛出，扩大水处理的垂直面积；

人工生态水草基质，其以浮动组件为附着物，并能设置在待净化水体中，为微生物、藻类提供附着生长的环境，进而通过附着在人工生态水草基质上的微生物、藻类实现对待净化水体的净化作用；

导流设备，其包括与水泵相连的导管，导管的进水端与水泵相连，导管的出水端与浮动组件相连且待处理水体中的水依次经水泵、导管输送到浮动组件中并经浮动组件进行净化处理。

2.根据权利要求1所述的生态净化岛，其特征在于，所述乔灌木种植模块中，所种植的乔灌木分为耐湿品种、不耐湿品种；

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内种植耐湿品种，并在种植槽内填充种植基质，即可；

所述乔灌木种植模块上的乔灌木为不耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内设置种植容器，再在种植容器内种植不耐湿品种，并在种植容器内填充种植基质，即可；所述种植容器上设置有溢水孔。

3.根据权利要求2所述的生态净化岛，其特征在于，所述乔灌木种植模块上的乔灌木为耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内种植耐湿品种，耐湿品种为带土球植株，种植基质为草炭土；

或所述乔灌木种植模块上的乔灌木为不耐湿品种时，在复合纤维上设置种植槽，在种植槽内设置种植容器，再在种植容器内种植不耐湿品种，不耐湿品种为带土球植株，种植基质为草炭土；

所述种植容器为塑料种植盆，所述塑料种植盆的底部设置有溢水孔。

4.根据权利要求1~3任一项所述的生态净化岛，其特征在于，所述水泵位于水面以下2m~6m之间；

所述人工生态水草基质为生态基人工水草、填料水草、碳纤维水草中的一种或多种。

5.根据权利要求1~4任一项所述的生态净化岛，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别与太阳能电池板、水泵相连。

6.根据权利要求1~5任一项所述的生态净化岛，其特征在于，还包括陆湿两栖浮动模块，其包括沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、用于为陆生动植物提供生存环境的陆生泥土层、吸水件，所述沉水植物层、支撑体、泥土稳定层、陆生泥土层从下至上依次相连为一体，所述吸水件设置在陆生泥土层内且吸水件的末端延伸至陆生泥土层外侧；

该陆湿两栖浮动模块以复合纤维为支撑体，所述沉水植物层设置在支撑体下方且沉水植物层内的沉水植物通过根系附着于复合纤维上；

所述泥土稳定层采用泥土与固体颗粒物混合而成且泥土稳定层通过沉水植物层内沉水植物的根系与支撑体连为一体；

所述沉水植物层、支撑体、泥土稳定层共同构成两栖浮动体；

所述陆生泥土层采用泥土制备而成，所述陆生泥土层设置在两栖浮动体上且两栖浮动体能为陆生泥土层提供支撑，所述陆生泥土层上设置有陆生植物且陆生泥土层通过其内陆生植物的根系与两栖浮动体相连。

7.根据权利要求6所述的生态净化岛，其特征在于，所述陆生泥土层设置在泥土稳定层上且陆生泥土层能为陆生动植物提供生长环境，所述陆生泥土层通过其内陆生植物的根系与泥土稳定层相连；

所述沉水植物为菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻、伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻中的一种或多种；

所述吸水件为吸水棉线。

8.根据权利要求6所述的生态净化岛，其特征在于，所述泥土稳定层为泥土与固体颗粒物的混合物，所述固体颗粒物为砾石、砖块或陶瓷瓦片中的一种或多种，所述泥土稳定层内固体颗粒物与泥土的重量比为1:0.5~5；

所述泥土稳定层的厚度为1~10cm，所述陆生泥土层的厚度为5~35cm。

9.根据权利要求6~8任一项所述的生态净化岛，其特征在于，所述陆湿两栖浮动模块采用包括如下步骤的方法制备而成：

a、将泥土与固体颗粒物混合后，得到泥土稳定层，泥土稳定层置于最下方；

b、在泥土稳定层上放置支撑体，再在支撑体上种植沉水植物，得到第一中间体；

c、将第一中间体置于水环境下培育，使得沉水植物在支撑体上形成沉水植物层且沉水植物层内植物的根系将支撑体与泥土稳定层连接为一体，得到第二中间体；

d、将第二中间体上沉水植物层的一侧朝向地面，在泥土稳定层上设置陆生泥土层，并在陆生泥土层内设置吸水件，吸水件的末端延伸至陆生泥土层外侧，即得陆湿两栖浮动模块。

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