CN113548732A - 一种可降解的潜水种植床及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降解的潜水种植床及其应用方法，该潜水种植床包括种植床，种植床包括至少一个培育模块，利用芦苇编制成型或者芦苇为原材料压制成型制得拼装成矩形方阵状的若干个种植格或具有凹陷的种植槽或种植杯为培育模块，种植床的四周连接有升降机构；该应用方法简单，根据湖泊的水体透明度和水体悬浮颗粒物含量情况，利用升降机构调节种植床在水体中的位置，最大深度的恢复沉水植物的水体生态环境，逐步提高水体透明度后、种植床最终降解后与湖床融为一体，无需将种植床提出水面后再进行沉水植物的种植，大大减少了湖泊治理的成本。本发明利用一年生植物的芦苇为原材料，实现芦苇的固废再利用，原材料来源广泛，降解所需时间短。

Description

一种可降解的潜水种植床及其应用方法

技术领域

本发明涉及湖泊治理的技术领域，更具体涉及一种可降解的潜水种植床及其应用方法。

背景技术

随着经济社会的发展，人口的增加、城市的扩大，在用水需求增加的同时对水体造成的污染也在增加，导致生态功能退化，水质下降严重，水体富营养化问题突出。近些年，随着环保治理的力度加大，湖泊从整体上而言基本消除了劣Ⅴ类水体，但富营养化的治理仍任重道远，非一时之功。

湖泊生态结构由“藻型”向“草型”的转变仍面临诸多问题，尤其是有“水下森林”之称的沉水植物的恢复一直是受损水体生态系统恢复的重要环节。沉水植物的存活一方面可以吸收水体以及底泥中的氮、磷，另一方面可以分泌生物絮凝剂提高水体透明度。另外，沉水植物的存活还能够为水体提供更高的氧含量，并由此提高其他水生植物的存活率，进一步的净化水体。但是，受污染的水体通常水体透明度较低，沉水植物在水底无法获得足够的阳光，造成沉水植物的恢复及生长受到抑制，成为水体生态系统修复的一大难题。

目前，有些水体污染治理中，也有使用种植床，但是其种植床采用塑料基材，无法自然降解，最终着床后造成“白色污染”。如果为了减少“白色污染”，将种植床上生长好的沉水植物连根拔起，再栽到湖泊底部的湖床上，成分非常大，且沉水植物的根系需要重新长出与湖床为一体，成活率也不高，所以，就任由塑料基材的种植床置于湖床。还有些理论提出用木材为基材，但是原材料资源有限且非常珍贵，如果采用该材料作为基材，十分浪费资源，且成本极大，木材的降解周期也长。

因此，急需研究出一种新型的沉水植物的潜水种植床及有效的使用方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可降解的潜水种植床及其应用方法，培育模块采用芦苇材质，节约资源且实现固废再利用，根据水体透明度调节潜水种植床在水体中的上下位置，逐步提高水体透明度后种植床最终降解后与湖床融为一体。

根据本发明的一个方面，提供了一种可降解的潜水种植床，其包括种植床，种植床包括至少一个培育模块，培育模块采用芦苇材质，种植床的四周连接有升降机构。

在一些实施方式中，升降机构包括第一固定柱和绳索，第一固定柱的上下两端均设有固定环，上端的固定环下方设有限位件，限位件固定于第一固定柱，绳索的两端分别穿过第一固定柱上下两端的固定环、并连接于种植床的上下部，种植床定位时、绳索卡持固定于限位件。

在一些实施方式中，升降机构包括第二固定柱和链条，第二固定柱的上下两端均设有可转动设置链轮，链条缠绕于第二固定柱上下两端的链轮、且链条的两端连接于种植床的上下部。

在一些实施方式中，培育模块包括拼装成矩形方阵状的若干个种植格，种植格为顶部开口、底部封闭的中空柱状体结构，种植格的外形呈圆柱状或矩形柱状，种植格为芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

在一些实施方式中，培育模块的四周呈矩形状，培育模块设有一个向下凹陷的种植槽，培育模块采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

在一些实施方式中，培育模块的四周呈矩形状，培育模块设有多个均匀分布且向下凹陷的种植杯，培育模块采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种使用上述可降解的潜水种植床的应用方法，包括如下步骤：

S1：将沉水植物种子或植株种植于种植格或种植槽或种植杯内，培育至沉水植物的根系在种植格内交错缠绕；

S2：根据湖泊的初始环境，检测出水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，计算出种植沉水植物的面积和种植床下潜的最佳深度；

S3：根据S2中计算得到的种植沉水植物的面积，设定升降机构的安装位置，并在湖泊内安装升降机构，根据种植沉水植物的面积、将培育模块拼装成种植床，将种植床的四周与升降机构连接；

S4：根据S2中计算得到的种植床下潜的最佳深度，通过升降机构将种植床下降至所需位置；

S5：定期观察种植床的沉水植物生长情况并监测水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，在水体透明度逐步提高后、再将种植床的位置下降，最终种植床下降至湖床上，当芦苇材质的培育模块降解后、种植床与湖床融为一体，最后拆除升降机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的一种可降解的潜水种植床具有芦苇编制成型或芦苇材质压制成型的培育模块并配置有升降机构，该潜水种植床的应用方法简单且成本低，根据湖泊的水体透明度和水体悬浮颗粒物含量情况，设定潜水种植床在水体中的初始高度，沉水植物接受阳光照射正常生长，当水体透明度和水体悬浮颗粒物含量情况改善后，利用升降机构进一步将潜水种植床的位置向下移动，最大深度的恢复沉水植物的水体生态环境，逐步提高水体透明度后、种植床最终降解后与湖床融为一体。

(2)由于芦苇为一年生植物，芦苇来源广泛，可以充分利用湖滨带枯萎芦苇，避免芦苇枯萎后成为固体废弃物，本发明中利用芦苇编制成型或者芦苇为原材料压制成型，制得拼装成矩形方阵状的若干个种植格或具有凹陷的种植槽或种植杯为培育模块，并通过多块培育模块拼装为种植床，实现芦苇的固废再利用。

(3)芦苇作为种植床的原材料，相较于一般塑料基材，可以实现自然降解，避免在种植床最终着床后造成的“白色污染”，且芦苇相对于一些可降解塑料和木质基材而言，成本低，来源更广泛，降解所需时间更短。

(4)芦苇作为种植床的原材料，在水体透明度改善至沉水植物可在湖底正常生长时，在湖床上可自行降解，无需进一步的种植床提出水面后再进行沉水植物的种植，大大减少了湖泊治理的成本。

附图说明

图1是本发明一种可降解的潜水种植床的一实施方式的结构示意图；

图2是采用种植格为培育模块的俯视结构示意图；

图3是图1中固定环与绳索的连接示意图；

图4是限位件与绳索的连接示意图，其中4-1是限位件与绳索的俯视示意图；

图5是采用链条和第二固定柱为升降机构的可降解的潜水种植床的结构示意图；

图6是采用具有种植槽的培育模块的结构示意图，其中6-1是该培育模块的俯视图，6-2是该培育模块沿着A-A的剖视图；

图7是具有种植槽的培育模块拼装成种植床的结构示意图；

图8是采用具有种植杯的培育模块的结构示意图，其中8-1是该培育模块的俯视图，8-2是该培育模块沿着B-B的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1和2所示，本发明所述一实施方式的一种可降解的潜水种植床，包括种植床100，种植床100包括至少一个培育模块1，种植床100的四周连接有升降机构2。在实际应用中，根据种植床100所需面积，可以采用多个培育模块1拼装而成。培育模块1采用芦苇为原材料，本实施例中，培育模块1采用的是种植格1A形式，种植格1A为芦苇编织成型，种植格1A为顶部开口、底部封闭的中空柱状体结构，种植格1A的外形呈圆柱状，种植格1A 的孔径为3～5cm，深度为10～20cm。将若干个种植格1A拼装连接在一起,构成矩形方阵状的培育模块1。在实际应用中，种植格1A也可以用芦苇编制成矩形柱状，各个种植格1A之间通过芦苇杆茎串连在一起，也可以通过芦苇叶制成绳将各个种植格1A串连在一起。或着，将芦苇为原材料，经过粉碎、造粒、压制成型制成种植格1A。

如图1所示，本实施例中，升降机构2具体包括第一固定柱21和绳索 22。第一固定柱21的上下两端均通过焊接安装有固定环23。上端的固定环 23下方安装有一个限位件24。如图4所示，限位件24为一侧铰接、一侧用锁具25关闭锁紧的结构，限位件24焊接固定于第一固定柱21。绳索22的两端分别穿过第一固定柱21上下两端的固定环23(如图3所示)，并连接于种植床100的上下部。种植床100定位时，绳索22需要通过穿在限位件 24内卡持固定住，然后再用锁具25关闭锁紧。为了防止种植床100受波浪、天气、水底鱼虾游动等影响而翻动，种植床100的四个角一定要通过绳索22 固定。

在实际应用中，升降机构2也可以采用其他机构，比如如图5所示，升降机构2包括第二固定柱26和链条27。第二固定柱26的上下两端均安装有可转动设置链轮28。链条27缠绕于第二固定柱26上下两端的链轮28，且链条27的两端连接于种植床100的上下部。通过驱动链轮28，实现链条27的转动，从而实现种植床100的位置升降,可以加设锁止件29锁定防止链条27 定位后移动。为了防止生锈，第一固定柱21、绳索22、第二固定柱26、链条27和链轮28都可以采用不锈钢材质。

该可降解的潜水种植床的应用方法，按照如下步骤：

第一步：将沉水植物种子或植株种植于种植格1A内，培育至沉水植物的根系在种植格1A内交错缠绕。

本实施例中，沉水植物选择菹草、苦草、黑藻。

第二步：根据湖泊的初始环境，检测出水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，计算出种植沉水植物的面积和种植床100下潜的最佳深度。

菹草、苦草、黑藻这三种沉水植物增长率与水体透明度的比值关系如下：

式中，h为深度(cm)、SD水体透明度(cm)。

沉水植物对水体悬浮物颗粒含量的影响参数如下：

R_{黑藻、苦草}＝12.903SS-0.098

R_菹草＝5.866SS-0.0876

式中，R为影响参数(g/kg·h)、SS为水体悬浮颗粒物含量(kg/m³)。

水体透明度与水体悬浮颗粒物含量的关系如下：

SD＝8.1532/SS+0.1126

式中，SD位水体透明度(m)、SS为水体悬浮颗粒物含量(g/m³)。

沉水植物单位时间单位重量降低悬浮物重量公式：

式中：R为沉水植物对水体悬浮颗粒物含量的影响参数(g/kg·h)，Sp为实验时间内经过沉水植物后降低的水体悬浮颗粒物总量(g)，Sc为试验时间内对照区降低的水体悬浮颗粒物总量(g)，A为沉水植物种植面积(m²)，M 位沉水植物种植密度(kg/m²)，t为沉水植物种植时间。

因此，水体可以测得水体透明度SD、以及水体悬浮颗粒物含量SS，可以根据上述模型及公式计算出不同水体透明度条件下，种植沉水植物的面积以及种植床100下潜最佳深度。

第三步：根据第二步中计算得到的种植沉水植物的面积，设定升降机构 2的安装位置，并在湖泊内安装升降机构2，根据种植沉水植物的面积、将培育模块1拼装成种植床100，将种植床100的四周与升降机构2连接。

第四步：根据第二步中计算得到的种植床100下潜的最佳深度，通过升降机构2将种植床100下降至所需位置。

第五步：定期观察种植床100的沉水植物生长情况并监测水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，在水体透明度逐步提高后、再将种植床100的位置下降，最终种植床100下降至湖床上，当芦苇材质的培育模块1降解后、种植床100与湖床融为一体，最后拆除升降机构2。

实施例2

本实施例2与实施例1的主要区别在于，培育模块1的结构不同。如图 6所示，本实施例中，培育模块1的四周呈矩形状，培育模块1具有一个向下凹陷的种植槽1B，种植槽1B的深度为10～20cm，培育模块1采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。如图7所示，将培育模块1进行拼装为种植床 100，各个培育模块1之间可以通过芦苇杆茎串连在一起，也可以通过芦苇叶制成绳将各个培育模块1串连在一起，各个培育模块1之间还可以采用燕尾拼接结构。本实施例2提供的潜水种植床的应用方法与实施例1的应用方法一样，只是将沉水植物种子或植株种植于向下凹陷的种植槽1B内。

实施例3

本实施例3与实施例1的主要区别在于，培育模块1的结构不同。如图 6所示，本实施例中，如图8所示，培育模块1的四周呈矩形状，培育模块1 设有多个均匀分布且向下凹陷的种植杯1C，种植杯1C的深度为10～20cm，培育模块1采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。各个培育模块1之间可以通过芦苇杆茎串连在一起，也可以通过芦苇叶制成绳将各个培育模块1串连在一起，各个培育模块1之间还可以采用燕尾拼接结构。本实施例3提供的潜水种植床的应用方法与实施例1的应用方法一样，只是将沉水植物种子或植株种植于向下凹陷的种植杯1C内。

本发明提供的一种可降解的潜水种植床具有芦苇编制成型或芦苇材质压制成型的培育模块1并配置有升降机构2，该潜水种植床的应用方法简单且成本低，根据湖泊的水体透明度和水体悬浮颗粒物含量情况，设定潜水种植床在水体中的初始高度，沉水植物接受阳光照射正常生长，当水体透明度和水体悬浮颗粒物含量情况改善后，利用升降机构2进一步将潜水种植床的位置向下移动，最大深度的恢复沉水植物的水体生态环境，逐步提高水体透明度后、种植床100最终降解后与湖床融为一体。

由于芦苇为一年生植物，芦苇来源广泛，可以充分利用湖滨带枯萎芦苇，避免芦苇枯萎后成为固体废弃物，本发明中利用芦苇编制成型或者芦苇为原材料压制成型，制得拼装成矩形方阵状的若干个种植格1A或具有凹陷的种植槽1B或种植杯1C为培育模块1，并通过多块培育模块1拼装为种植床100，实现芦苇的固废再利用。

芦苇作为种植床100的原材料，相较于一般塑料基材，可以实现自然降解，避免在种植床100最终着床后造成的“白色污染”，且芦苇相对于一些可降解塑料和木质基材而言，成本低，来源更广泛，降解所需时间更短。芦苇作为种植床100的原材料，在水体透明度改善至沉水植物可在湖底正常生长时，在湖床上可自行降解，无需进一步的种植床100提出水面后再进行沉水植物的种植，大大减少了湖泊治理的成本。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可降解的潜水种植床，其特征在于，包括种植床，所述种植床包括至少一个培育模块，所述培育模块采用芦苇材质，所述种植床的四周连接有升降机构。

2.根据权利要求1所述的可降解的潜水种植床，其特征在于，所述升降机构包括第一固定柱和绳索，所述第一固定柱的上下两端均设有固定环，上端的所述固定环下方设有限位件，所述限位件固定于第一固定柱，所述绳索的两端分别穿过第一固定柱上下两端的固定环、并连接于种植床的上下部，所述种植床定位时、所述绳索卡持固定于限位件。

3.根据权利要求1所述的可降解的潜水种植床，其特征在于，所述升降机构包括第二固定柱和链条，所述第二固定柱的上下两端均设有可转动设置链轮，所述链条缠绕于第二固定柱上下两端的链轮、且链条的两端连接于种植床的上下部。

4.根据权利要求2或3所述的可降解的潜水种植床，其特征在于，所述培育模块包括拼装成矩形方阵状的若干个种植格，所述种植格为顶部开口、底部封闭的中空柱状体结构，所述种植格的外形呈圆柱状或矩形柱状，所述种植格为芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

5.根据权利要求2或3所述的可降解的潜水种植床，其特征在于，所述培育模块的四周呈矩形状，所述培育模块设有一个向下凹陷的种植槽，所述培育模块采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

6.根据权利要求2或3所述的可降解的潜水种植床，其特征在于，所述培育模块的四周呈矩形状，所述培育模块设有多个均匀分布且向下凹陷的种植杯，所述培育模块采用芦苇编织成型或芦苇材质压制成型。

7.一种如权利要求4所述的可降解的潜水种植床的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将沉水植物种子或植株种植于种植格内，培育至沉水植物的根系在种植格内交错缠绕；

S2：根据湖泊的初始环境，检测出水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，计算出种植沉水植物的面积和种植床下潜的最佳深度；

S3：根据S2中计算得到的种植沉水植物的面积，设定升降机构的安装位置，并在湖泊内安装升降机构，根据种植沉水植物的面积、将培育模块拼装成种植床，将种植床的四周与升降机构连接；

S4：根据S2中计算得到的种植床下潜的最佳深度，通过升降机构将种植床下降至所需位置；

S5：定期观察种植床的沉水植物生长情况并监测水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，在水体透明度逐步提高后、再将种植床的位置下降，最终种植床下降至湖床上，当芦苇材质的培育模块降解后、种植床与湖床融为一体，最后拆除升降机构。

8.一种如权利要求5所述的可降解的潜水种植床的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将沉水植物种子或植株种植于种植槽内，培育至沉水植物的根系在种植槽内交错缠绕；

S2：根据湖泊的初始环境，检测出水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，计算出种植沉水植物的面积和种植床下潜的最佳深度；

S3：根据S2中计算得到的种植沉水植物的面积，设定升降机构的安装位置，并在湖泊内安装升降机构，根据种植沉水植物的面积、将培育模块拼装成种植床，将种植床的四周与升降机构连接；

S4：根据S2中计算得到的种植床下潜的最佳深度，通过升降机构将种植床下降至所需位置；

S5：定期观察种植床的沉水植物生长情况并监测水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，在水体透明度逐步提高后、再将种植床的位置下降，最终种植床下降至湖床上，当芦苇材质的培育模块降解后、种植床与湖床融为一体，最后拆除升降机构。

9.一种如权利要求6所述的可降解的潜水种植床的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将沉水植物种子或植株种植于种植杯内，培育至沉水植物的根系在种植杯内交错缠绕；

S2：根据湖泊的初始环境，检测出水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，计算出种植沉水植物的面积和种植床下潜的最佳深度；

S3：根据S2中计算得到的种植沉水植物的面积，设定升降机构的安装位置，并在湖泊内安装升降机构，根据种植沉水植物的面积、将培育模块拼装成种植床，将种植床的四周与升降机构连接；

S4：根据S2中计算得到的种植床下潜的最佳深度，通过升降机构将种植床下降至所需位置；

S5：定期观察种植床的沉水植物生长情况并监测水体透明度和水体悬浮颗粒物含量，在水体透明度逐步提高后、再将种植床的位置下降，最终种植床下降至湖床上，当芦苇材质的培育模块降解后、种植床与湖床融为一体，最后拆除升降机构。

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