CN112537849B - 一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及河道水体生态净化修复技术领域，具体是一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，包括框架和种植框，框架的两侧均固定有与河道河床相固定的固定座，且框架的前后侧均卡合有拦网，所述框架的内部填充有火山石，种植框内种有沉水植物。本发明设计巧妙，汛期调节机构可以带动种植框上升，以便于沉水植物可以吸收微量的光源，促进光合作用，有效的解决了汛期来临后水面上升阻隔光源导致沉水植物无法生长以及死亡的问题，提高了河水治理的效果，降低了维护成本，实现枯水期和汛期的切换使用，换水补氧机构利用河道上面的横风带动提升绞龙的转动，将深水提取至水面上，实现换水补氧的作用，有益于水质修复，且无需能源消耗，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及河道水体生态净化修复技术领域，具体是一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统。
背景技术
随着社会的高速发展以及对水资源的过度开发利用，河道生态环境遭到严重破坏，河道水质日益恶化，生态河道治理是指在河道陆域控制线内，在满足防洪、排涝及引水等河道基本功能的基础上，通过人工修复措施促进河道水生态系统恢复，构建健康、完整、稳定的河道水生态系统的活动，生态河道治理从适宜生物栖息的角度出发，全面考虑工程对水文、水深、流速、底质、河道形态、断面形式及材料等多方面生境因子的影响，构建适宜生物栖息及繁殖的生境条件，生态河道治理宜尽量保留河道天然的形态及断面，控制截弯取直，河道断面宽度及形式避免均一化、单一化，生态河道的护岸宜根据河道功能需要刚柔结合，因地制宜，护岸材料在满足强度要求的情况下，选取具有较好透水性、有利于水体交换，适宜动植物生长的生态亲和性较佳材料，优先选取当地天然材料，河道生态绿化在满足河道生态功能要求的前提下，宜尽量保留、利用河道两侧现有植被，合理配置不同习性的植物，营造植物群落结构及生态景观多样的植物带;植物宜选择土著种。
但是沉水植物也需要少量的光合作用，因此在汛期来临后水面上升阻隔了光源容易导致沉水植物死亡，严重影响了治理效果，且增加了维护成本，因此，本领域技术人员提供了一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，包括框架，所述框架的两侧均固定有与河道河床相固定的固定座，且框架的前后侧均卡合有拦网，所述框架的内部填充有火山石，且框架的上方设置有种植框，所述框架与种植框之间通过汛期调节机构相连，且框架的上方位于种植框的两侧位置处固定有导向机构，所述种植框的前后侧均固定有换水补氧机构，且种植框的内部设置固定有石笼，所述石笼的内部填充有滤料，且石笼的上方种植有沉水植物，所述沉水植物的根系扎根于滤料中。
作为本发明更进一步的方案：所述汛期调节机构包括固定连接框架和种植框的气囊以及对称固定安装于种植框前侧的第一潜水泵和第二潜水泵，所述第一潜水泵的出水端连接有进水管，所述进水管的另一端延伸至气囊中，所述第二潜水泵的抽水端连接有抽水管，且第二潜水泵的出水端连接有排水管，所述抽水管的抽水端延伸至气囊中。
作为本发明更进一步的方案：所述气囊为一种天然橡胶材质的构件，且气囊的厚度为3mm，所述气囊的高度为3米。
作为本发明更进一步的方案：所述导向机构包括对称固定于框架上方两侧的侧板，两个所述侧板的内侧均与种植框的两侧壁相贴合，且两个侧板的内侧均对称开设有导向槽，两个所述侧板的上方固定有供电机构。
作为本发明更进一步的方案：所述种植框的外侧壁对应导向槽的位置处均固定有导向凸起，导向凸起与导向槽相适配。
作为本发明更进一步的方案：所述供电机构包括固定于两个所述侧板上方的安装板，所述安装板的上方固定有截面呈直角三角形结构的密封仓，所述密封仓的斜面上安装有光伏板，且密封仓的内部安装有蓄电池和远程控制器。
作为本发明更进一步的方案：所述换水补氧机构包括两根与种植框侧壁相固定的连接杆，所述连接杆的另一端固定连接有呈垂直设置的筒体，所述筒体的上方通过轴承转动安装有风叶，且筒体的内部垂直转动连接有提升绞龙，所述筒体的上端对称连通有呈向下微倾的换水出口，且筒体的底段均匀开设有换水入孔，所述提升绞龙的一端与风叶的旋转轴相连。
作为本发明更进一步的方案：所述风叶的受风端呈“碗”状结构，且风叶为一种不锈钢材质的构件。
作为本发明更进一步的方案：所述种植框的表面均匀开设有通孔，所述通孔的内径为4mm。
作为本发明更进一步的方案：所述滤料采用鹅卵石、麦饭石和沸石的组合，且三者的比例为5：3：1。
作为本发明更进一步的方案：所述沉水植物采用马来眼子菜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计巧妙，原理简单，汛期调节机构可以带动种植框上升，以便于沉水植物可以吸收微量的光源，促进光合作用，有效的解决了汛期来临后水面上升阻隔光源导致沉水植物无法生长以及死亡的问题，提高了河水治理的效果，降低了维护成本，实现枯水期和汛期的切换使用，增加了实用性，换水补氧机构利用河道上面的横风带动提升绞龙的转动，将深水提取至水面上，实现换水补氧的作用，有益于水质修复，且无需能源消耗，成本低廉。
附图说明
图1为一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统的结构示意图；
图2为一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统中种植框的局部剖视结构示意图；
图3为一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统中换水补氧机构的结构示意图；
图4为一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统图1中A处的放大结构示意图；
图5为一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统中框架的结构示意图。
图中：1、框架；2、种植框；3、筒体；4、风叶；5、密封仓；6、沉水植物；7、光伏板；8、导向槽；9、侧板；10、换水出口；11、气囊；12、拦网；13、固定座；14、通孔；15、石笼；16、滤料；17、提升绞龙；18、换水入孔；19、第一潜水泵；20、进水管；21、抽水管；22、第二潜水泵；23、排水管；24、火山石；25、连接杆。
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，包括框架1，框架1的两侧均固定有与河道河床相固定的固定座13，且框架1的前后侧均卡合有拦网12，框架1的内部填充有火山石24，火山石24具有活水和稳定水质的效果，且火山石24具有多孔，表面积大的特点，可以吸附水中的有害细菌和对生物体产生影响的重金属离子如铬、砷等，甚至包括一些水中残留的氯。
框架1的上方设置有种植框2，框架1与种植框2之间通过汛期调节机构相连，汛期调节机构包括固定连接框架1和种植框2的气囊11以及对称固定安装于种植框2前侧的第一潜水泵19和第二潜水泵22，第一潜水泵19的出水端连接有进水管20，进水管20的另一端延伸至气囊11中，第二潜水泵22的抽水端连接有抽水管21，且第二潜水泵22的出水端连接有排水管23，抽水管21的抽水端延伸至气囊11中，气囊11为一种天然橡胶材质的构件，且气囊11的厚度为3mm，气囊11的高度为3米，在使用时通过固定座13配合桩丁将框架1固定于河道的河床上，汛期来临时，第一潜水泵19将河道中的水源抽入，抽入的水源沿进水管20进入气囊11中，随着气囊11中的水源越来越多，使其膨胀带动种植框2上升，枯水期通过第二潜水泵22将气囊11中的水源抽出重新排至河道中，气囊11中的水源越来越少，进而使得种植框2持续下降直至贴合在框架1的上方。
框架1的上方位于种植框2的两侧位置处固定有导向机构，导向机构包括对称固定于框架1上方两侧的侧板9，两个侧板9的内侧均与种植框2的两侧壁相贴合，且两个侧板9的内侧均对称开设有导向槽8，两个侧板9的上方固定有供电机构，种植框2的外侧壁对应导向槽8的位置处均固定有导向凸起，导向凸起与导向槽8相适配，种植框2在升降时其两侧的导向凸起始终在导向槽8中移动，可以起到限位的效果，增加了稳定性。
供电机构包括固定于两个侧板9上方的安装板，安装板的上方固定有截面呈直角三角形结构的密封仓5，密封仓5的斜面上安装有光伏板7，且密封仓5的内部安装有蓄电池和远程控制器，光伏板7在日照环境下会将光能转换成可用能源存储至蓄电池中，为远程控制器提供能源共计，远程控制器与第一潜水泵19和第二潜水泵22电性相连，可以起到控制第一潜水泵19和第二潜水泵22运作。
种植框2的前后侧均固定有换水补氧机构，且种植框2的内部设置固定有石笼15，种植框2的表面均匀开设有通孔14，通孔14的内径为4mm，石笼15的内部填充有滤料16，滤料16采用鹅卵石、麦饭石和沸石的组合，且三者的比例为5：3：1，滤料16一方面可以为沉水植物6提供抓取，提高沉水植物6的稳定性，避免受水浪影响导致沉水植物6脱离的问题，另一方面鹅卵石在净水过滤中的作用就是过滤水，在水中起到承托层作用，麦饭石具有一定的吸附作用，对有些病毒和有害微生物及重金属元素，有机物质具有一定的净化能力，沸石可以将河道中废水脱除或回收金属离子，脱除废水中放射性污染物。
石笼15的上方种植有沉水植物6，沉水植物6的根系扎根于滤料16中，沉水植物6采用马来眼子菜，可以去除水质中的氨氮，去除滤高达73.33%-81.25%。
换水补氧机构包括两根与种植框2侧壁相固定的连接杆25，连接杆25的另一端固定连接有呈垂直设置的筒体3，筒体3的上方通过轴承转动安装有风叶4，且筒体3的内部垂直转动连接有提升绞龙17，筒体3的上端对称连通有呈向下微倾的换水出口10，且筒体3的底段均匀开设有换水入孔18，提升绞龙17的一端与风叶4的旋转轴相连，风叶4的受风端呈“碗”状结构，且风叶4为一种不锈钢材质的构件，受水面横风影响，横风会带动风叶4转动，风叶4转动后带动提升绞龙17转动，河道的水通过换水入孔18进入筒体3中，在提升绞龙17的作用下会带动水源上升，在上升至一定程度时，水源会沿换水出口10排出至水面上，进而实现换水补氧的效果，有益于水质修复，且无需能源消耗，成本低廉。
本发明的工作原理是：在使用时通过固定座13配合桩丁将框架1固定于河道的河床上，汛期来临时，通过向远程控制器发送信号控制第一潜水泵19运作将河道中的水源抽入，抽入的水源沿进水管20进入气囊11中，随着气囊11中的水源越来越多，使其膨胀带动种植框2上升，以便于沉水植物6可以吸收微量的光源，促进光合作用，有效的解决了汛期来临后水面上升阻隔光源导致沉水植物6无法生长以及死亡的问题，提高了河水治理的效果，降低了维护成本，枯水期通过第二潜水泵22将气囊11中的水源抽出重新排至河道中，气囊11中的水源越来越少，进而使得种植框2持续下降直至贴合在框架1的上方，实现枯水期和汛期的切换使用，增加了实用性；
其次，横风会带动风叶4转动，风叶4转动后带动提升绞龙17转动，河道的水通过换水入孔18进入筒体3中，在提升绞龙17的作用下会带动水源上升，在上升至一定程度时，水源会沿换水出口10排出至水面上，进而实现换水补氧的效果，有益于水质修复，且无需能源消耗，成本低廉；
另外，沉水植物6采用马来眼子菜，可以去除水质中的氨氮，去除滤高达73.33%-81.25%，鹅卵石在净水过滤中的作用就是过滤水，在水中起到承托层作用，麦饭石具有一定的吸附作用，对有些病毒和有害微生物及重金属元素，有机物质具有一定的净化能力，沸石可以将河道中废水脱除或回收金属离子，脱除废水中放射性污染物，火山石24具有活水和稳定水质的效果，且火山石24具有多孔，表面积大的特点，可以吸附水中的有害细菌和对生物体产生影响的重金属离子如铬、砷等，甚至包括一些水中残留的氯。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，包括框架（1），其特征在于，所述框架（1）的两侧均固定有与河道河床相固定的固定座（13），且框架（1）的前后侧均卡合有拦网（12），所述框架（1）的内部填充有火山石（24），且框架（1）的上方设置有种植框（2），所述框架（1）与种植框（2）之间通过汛期调节机构相连，且框架（1）的上方位于种植框（2）的两侧位置处固定有导向机构，所述种植框（2）的前后侧均固定有换水补氧机构，且种植框（2）的内部设置固定有石笼（15），所述石笼（15）的内部填充有滤料（16），且石笼（15）的上方种植有沉水植物（6），所述沉水植物（6）的根系扎根于滤料（16）中；
所述汛期调节机构包括固定连接框架（1）和种植框（2）的气囊（11）以及对称固定安装于种植框（2）前侧的第一潜水泵（19）和第二潜水泵（22），所述第一潜水泵（19）的出水端连接有进水管（20），所述进水管（20）的另一端延伸至气囊（11）中，所述第二潜水泵（22）的抽水端连接有抽水管（21），且第二潜水泵（22）的出水端连接有排水管（23），所述抽水管（21）的抽水端延伸至气囊（11）中；
所述导向机构包括对称固定于框架（1）上方两侧的侧板（9），两个所述侧板（9）的内侧均与种植框（2）的两侧壁相贴合，且两个侧板（9）的内侧均对称开设有导向槽（8），两个所述侧板（9）的上方固定有供电机构，所述沉水植物（6）采用马来眼子菜；
所述换水补氧机构包括两根与种植框（2）侧壁相固定的连接杆（25），所述连接杆（25）的另一端固定连接有呈垂直设置的筒体（3），所述筒体（3）的上方通过轴承转动安装有风叶（4），且筒体（3）的内部垂直转动连接有提升绞龙（17），所述筒体（3）的上端对称连通有呈向下微倾的换水出口（10），且筒体（3）的底段均匀开设有换水入孔（18），所述提升绞龙（17）的一端与风叶（4）的旋转轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述气囊（11）为一种天然橡胶材质的构件，且气囊（11）的厚度为3mm，所述气囊（11）的高度为3米。
3.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述种植框（2）的外侧壁对应导向槽（8）的位置处均固定有导向凸起，导向凸起与导向槽（8）相适配。
4.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述供电机构包括固定于两个所述侧板（9）上方的安装板，所述安装板的上方固定有截面呈直角三角形结构的密封仓（5），所述密封仓（5）的斜面上安装有光伏板（7），且密封仓（5）的内部安装有蓄电池和远程控制器。
5.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述风叶（4）的受风端呈“碗”状结构，且风叶（4）为一种不锈钢材质的构件。
6.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述种植框（2）的表面均匀开设有通孔（14），所述通孔（14）的内径为4mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于河道生态修复的复式河道湿地系统，其特征在于，所述滤料（16）采用鹅卵石、麦饭石和沸石的组合，且三者的比例为5：3：1。
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