CN117088523A - 一种用于河道治理的生态沉床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态沉床技术领域，尤其涉及一种用于河道治理的生态沉床，包括种植组件、浮沉组件及电控系统，所述种植组件用于种植进行生态治理的水生植物，所述浮沉组件用于控制种植组件移动，所述电控系统用于采集环境信号，控制浮沉组件工作；所述种植组件包括栅格板及生态种植毯；所述浮沉组件包括浮箱及水泵组件，所述水泵组件包括安装座、喷嘴及微型水泵；所述电控系统包括光照传感器、水压传感器、流向检测器、流速仪及控制器；本发明浮箱底部设有多组喷嘴，配合微型水泵喷水，借助反向作用力可控制种植组件在一定范围内移动，阳光被遮挡后，可控制种植组件移动，确保沉水植物稳定进行光合作用。

Description

一种用于河道治理的生态沉床

技术领域

本发明涉及生态沉床技术领域，尤其涉及一种用于河道治理的生态沉床。

背景技术

雨污分流不明确、配套的污水管网搭建不完善、相应的污水处理设施建设滞后等会导致大量污水排入河中，造成水体生态环境失衡，从而引发环境问题。

传统的河道治理方法主要包括：修筑橡胶坝、闸坝等拦河建筑物，修建生态边坡，清理淤泥，调水换水，在河边建设水处理系统等。这些方法使用单一，未形成相互关联的系统，而且会破坏水体的自然生态环境，影响生物多样性，导致生态修复时间长，工程量大，建设成本高，处理效果不明显等一系列问题。

中国专利CN211712744U公开了《一种硬质河道生态治理用生物沉床》。包括沉床、种植篮、基质、沉水植物、可调节固定桩，所述沉床底部两侧均连接有可调节固定桩，可调节固定桩安装有缓冲弹簧，整个桩体用塑料螺旋管套包裹，整个沉床由固定桩基台定在硬质河底，在三面光的硬质河底构建生物沉床，种植沉水植物，建造水下森林，还原水体本身的生态自净能力。

但是这种方案，需要在河道上安装可调节固定桩，操作繁琐，且安装成本较高，安装受环境影响较大，只能进行升降沉浮，功能性单一，且不便于移动，如果河道上的阳光被遮挡，会影响沉水植物光合作用，使用受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于河道治理的生态沉床。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于河道治理的生态沉床，包括种植组件、浮沉组件及电控系统，所述种植组件用于种植进行生态治理的水生植物，所述浮沉组件用于控制种植组件移动，所述电控系统用于采集环境信号，控制浮沉组件工作；所述种植组件包括栅格板及生态种植毯，所述栅格板上设有拼接卡扣；所述浮沉组件包括浮箱及水泵组件，所述水泵组件包括安装座、喷嘴及微型水泵；所述电控系统包括光照传感器、水压传感器、流向检测器、流速仪及控制器；所述浮箱设有多组，且阵列设置于栅格板下侧，所述安装座与浮箱固定连接，所述安装座内侧设有空腔，所述喷嘴及微型水泵均与空腔相通，所述喷嘴一侧设有电磁阀，所述喷嘴设有多组，且对称设置于安装座上；所述栅格板上侧设有固定柱，所述光照传感器设置于固定柱顶端，所述水压传感器设有多组，多组所述水压传感器分别设置于浮箱内侧及外侧。

优选的，所述栅格板设有多组，且之间通过拼接卡扣可拆卸连接，所述栅格板材质采用聚乙烯塑料。

优选的，所述固定柱贯穿生态种植毯，所述生态种植毯材质采用聚酯纤维，所述生态种植毯与栅格板之间可拆卸连接。

优选的，所述微型水泵设置于浮箱内侧，所述微型水泵采用双向蠕动泵，所述喷嘴通过电磁阀与空腔相通，所述喷嘴倾斜设置。

优选的，所述光照传感器、水压传感器、流向检测器、流速仪、微型水泵及电磁阀均与控制器电性连接。

优选的，所述控制器一侧连接有线缆，所述线缆一端连接有总控台。

优选的，所述安装座下侧连接有管道，所述管道一端连接有蓄水箱。

优选的，工作步骤包括：

S1、总控台通过螺栓安装在岸边，操作人员根据河道宽度和治理需求选择栅格板及生态种植毯的规格，栅格板通过拼接卡扣连接，沉水植物固定在生态种植毯上，并将生态种植毯铺在栅格板上；

S2、将种植组件放入河道，浮箱中空，浮在水面，控制器控制电磁阀打开，微型水泵开始工作，抽送水送入浮箱中，浮箱重量增加，带动种植组件下沉；

S3、电磁阀关闭，种植组件沉底或悬浮在河道之中，沉水植物生长，进行生态治理；

S4、光照传感器检测光照程度，当沉水植物需要充足的光照时，微型水泵反向工作，电磁阀打开，浮箱中的水排出，浮沉组件带动种植组件上浮，提高沉水植物光照效率；

S5、沉水植物接受充足光照后，微型水泵向浮箱充入水，浮箱重力增加，种植组件下沉。

优选的，所述步骤S4中，上浮过程中，如果河道阳光被遮挡，单独打开一侧电磁阀，微型水泵向外泵送水，借助反向作用力，推动种植组件移动，确保沉水植物接受充足光照。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明设置种植组件，用于种植沉水植物，减少土壤环境因素对沉水植物种植的影响，同时采用浮沉组件控制种植组件在水中沉浮，沉水植物可以上浮接受足够的光照，确保河道生态治理可靠性，此外种植组件可下沉，避免影响河道船只通行；

2、本发明浮箱底部设有多组喷嘴，配合微型水泵喷水，借助反向作用力可控制种植组件在一定范围内移动，阳光被遮挡后，可控制种植组件移动，确保沉水植物稳定进行光合作用。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于河道治理的生态沉床的实施例一三维结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于河道治理的生态沉床的实施例二三维结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于河道治理的生态沉床的浮沉组件三维结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于河道治理的生态沉床的浮沉组件主视半剖结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大示意图；

图6为本发明提出的一种用于河道治理的生态沉床的工作流程示意图。

图中：1、生态种植毯；2、栅格板；21、拼接卡扣；3、浮箱；31、连接线；4、水泵组件；41、安装座；42、喷嘴；43、螺塞；44、空腔；45、电磁阀；46、微型水泵；5、固定柱；6、线缆；7、总控台；8、蓄水箱；9、管道；10、流向检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-6，一种用于河道治理的生态沉床，包括种植组件、浮沉组件及电控系统，种植组件用于种植进行生态治理的水生植物，浮沉组件用于控制种植组件移动，电控系统用于采集环境信号，控制浮沉组件工作；

种植组件包括栅格板2及生态种植毯1，栅格板2上设有拼接卡扣21，栅格板2设有多组，且之间通过拼接卡扣21可拆卸连接，栅格板2材质采用聚乙烯塑料，栅格板2上侧固定设有固定柱5，固定柱5贯穿生态种植毯1，对生态种植毯1进行定位和固定，生态种植毯1材质采用聚酯纤维，生态种植毯1与栅格板2之间可拆卸连接，沉水植物种植在生态种植毯1上，减少对河道土壤的需求，沉水植物生长过程中，消耗水体营养，完成水体生态治理，沉水植物植于生态种植毯1中，结合生态种植毯1的物理吸附和微生物降解作用，以及水生植物的净化功能，净化水体，提高河道生态系统稳定性，同时可以应用于硬质河道，安装受环境影响小；

浮沉组件包括浮箱3及水泵组件4，浮箱3设有多组，且阵列设置于栅格板2下侧，当需要栅格板2倾斜，便于沉水植物接受光照时，可以控制一侧浮箱3水排出一部分，另一侧浮箱3充入一部分水，轻的一侧上翘，重的一侧下沉，完成栅格板2倾斜，水泵组件4包括安装座41、喷嘴42及微型水泵46，安装座41与浮箱3固定连接，微型水泵46设置于浮箱3内侧，喷嘴42一侧设有电磁阀45，微型水泵46采用双向蠕动泵，喷嘴42通过电磁阀45与空腔44相通，喷嘴42设有多组，且对称设置于安装座41上，喷嘴42倾斜设置，安装座41内侧设有空腔44，喷嘴42及微型水泵46均与空腔44相通，微型水泵46控制浮箱3内水量，喷嘴42及电磁阀45控制喷水方向，通过反向作用力，推动栅格板2移动；

电控系统包括光照传感器、水压传感器、流向检测器10、流速仪及控制器，光照传感器、水压传感器、流向检测器10、流速仪、微型水泵46及电磁阀45均与控制器电性连接，浮箱3内贯穿有连接线31，控制器与连接线31电性连接；

光照传感器设置于固定柱5顶端，用于检测沉水植物接受的光照强度，判断沉水植物是否处于阳光下，水压传感器设有多组，多组水压传感器分别设置于浮箱3内侧及外侧，在水体中，越深，水压越大，通过水压传感器用于间接检测浮箱3在水体中的深度，浮箱3内侧水压传感器用于检测浮箱3内部水压，浮箱3注满水后，再注水，水压传感器检测的水压会发生变化；

流向检测器10及流速仪用于检测水体的流向及流动速度，当出现恶劣天气时，风浪较大，流向检测器10及流速仪可以检测水流稳定性，如果出现较大的风浪，则判定设备需要沉底，此外，当在宽阔河道内，采用游动式治理方案时，需要自动调整位置时，以水体流动为动力，通过喷嘴42喷出水流进行方向调整，进行移动，提高设备调整便捷性；

根据需要，电控系统还可增设声呐探测仪，用于检测船只距离，当有船只经过时，提前沉入水底，避免发生碰撞，造成损失。

实施例一，控制器一侧连接有线缆6，线缆6一端连接有总控台7，线缆6另一端与连接线31电性连接；

具体工作步骤包括：

总控台7通过螺栓安装在岸边，操作人员根据河道宽度和治理需求选择栅格板2及生态种植毯1的规格，栅格板2通过拼接卡扣21连接，沉水植物固定在生态种植毯1上，并将生态种植毯1铺在栅格板2上；

将种植组件放入河道，浮箱3中空，浮在水面，控制器控制电磁阀45打开，微型水泵46开始工作，抽送水送入浮箱3中，浮箱3重量增加，带动种植组件下沉；

电磁阀45关闭，种植组件沉底或悬浮在河道之中，沉水植物生长，进行生态治理；

光照传感器检测光照程度，当沉水植物需要充足的光照时，微型水泵46反向工作，电磁阀45打开，浮箱3中的水排出，浮沉组件带动种植组件上浮，提高沉水植物光照效率；

上浮过程中，如果河道阳光被遮挡，单独打开一侧电磁阀45，微型水泵46向外泵送水，借助反向作用力，推动种植组件移动，确保沉水植物接受充足光照；

沉水植物接受充足光照后或阴雨天河面风浪较大，造成浮沉组件剧烈摆动时，微型水泵46向浮箱3充入水，浮箱3重力增加，种植组件下沉。

实施例二，当需要对较大的水域进行治理时，可采用游动式治理方案，取消线缆6及总控台7，安装座41下侧连接有管道9，管道9一端连接有蓄水箱8；

安装座41底部设有螺塞43，将螺塞43拆卸，连接管道9，蓄水箱8内设有蓄电池、辅助水泵及微型水力发电机；

使用时，辅助水泵向蓄水箱8内充水，蓄水箱8下沉到河底，充当固定装置，避免种植组件乱飘；

河道水体流动，微型水力发电机借助水流发电，给蓄电池充电，由蓄电池提供微型水泵46及电磁阀45的工作电源；

微型水泵46控制水流进入或排出浮箱3，实现种植组件下沉或上浮，确保沉水植物光照强度。

当需要定期移动时，辅助水泵工作，将蓄水箱8内水抽出，蓄水箱8中空，上浮，借助水体的自然流动，开启单侧电磁阀45，单侧喷嘴42排水，调整设备方向，带动设备移动，设备可实现定期自动调整位置。

以上所述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

Claims (9)

1.一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，包括种植组件、浮沉组件及电控系统，所述种植组件用于种植进行生态治理的水生植物，所述浮沉组件用于控制种植组件移动，所述电控系统用于采集环境信号，控制浮沉组件工作；

所述种植组件包括栅格板（2）及生态种植毯（1），所述栅格板（2）上设有拼接卡扣（21）；

所述浮沉组件包括浮箱（3）及水泵组件（4），所述水泵组件（4）包括安装座（41）、喷嘴（42）及微型水泵（46）；

所述电控系统包括光照传感器、水压传感器、流向检测器（10）、流速仪及控制器；

所述浮箱（3）设有多组，且阵列设置于栅格板（2）下侧，所述安装座（41）与浮箱（3）固定连接，所述安装座（41）内侧设有空腔（44），所述喷嘴（42）及微型水泵（46）均与空腔（44）相通，所述喷嘴（42）一侧设有电磁阀（45），所述喷嘴（42）设有多组，且对称设置于安装座（41）上；

所述栅格板（2）上侧设有固定柱（5），所述光照传感器设置于固定柱（5）顶端，所述水压传感器设有多组，多组所述水压传感器分别设置于浮箱（3）内侧及外侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述栅格板（2）设有多组，且之间通过拼接卡扣（21）可拆卸连接，所述栅格板（2）材质采用聚乙烯塑料。

3.根据权利要求2所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述固定柱（5）贯穿生态种植毯（1），所述生态种植毯（1）材质采用聚酯纤维，所述生态种植毯（1）与栅格板（2）之间可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述微型水泵（46）设置于浮箱（3）内侧，所述微型水泵（46）采用双向蠕动泵，所述喷嘴（42）通过电磁阀（45）与空腔（44）相通，所述喷嘴（42）倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述光照传感器、水压传感器、流向检测器（10）、流速仪、微型水泵（46）及电磁阀（45）均与控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述控制器一侧连接有线缆（6），所述线缆（6）一端连接有总控台（7）。

7.根据权利要求5所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述安装座（41）下侧连接有管道（9），所述管道（9）一端连接有蓄水箱（8）。

8.根据权利要求6所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，工作步骤包括：

S1、总控台（7）通过螺栓安装在岸边，操作人员根据河道宽度和治理需求选择栅格板（2）及生态种植毯（1）的规格，栅格板（2）通过拼接卡扣（21）连接，沉水植物固定在生态种植毯（1）上，并将生态种植毯（1）铺在栅格板（2）上；

S2、将种植组件放入河道，浮箱（3）中空，浮在水面，控制器控制电磁阀（45）打开，微型水泵（46）开始工作，抽送水送入浮箱（3）中，浮箱（3）重量增加，带动种植组件下沉；

S3、电磁阀（45）关闭，种植组件沉底或悬浮在河道之中，沉水植物生长，进行生态治理；

S4、光照传感器检测光照程度，当沉水植物需要充足的光照时，微型水泵（46）反向工作，电磁阀（45）打开，浮箱（3）中的水排出，浮沉组件带动种植组件上浮，提高沉水植物光照效率；

S5、沉水植物接受充足光照后，微型水泵（46）向浮箱（3）充入水，浮箱（3）重力增加，种植组件下沉。

9.根据权利要求8所述的一种用于河道治理的生态沉床，其特征在于，所述步骤S4中，上浮过程中，如果河道阳光被遮挡，单独打开一侧电磁阀（45），微型水泵（46）向外泵送水，借助反向作用力，推动种植组件移动，确保沉水植物接受充足光照。