CN203820546U - 一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床。目的是提供的浮床应可提高浮床上挺水植物的存活率，还具有资源利用率高、施工维护方便以及美观的特点。技术方案是：一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，包括一用若干根密封的硬质管材围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板，所述泡沫板上均匀制有若干个用于培育挺水植物的栽培穴，所述栽培穴中置有包括挺水植物生长基质。

Description

一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床

技术领域

本实用新型涉及一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，属于环保生态修复技术领域，尤其适用于城镇中小型污染河流等地表水体的生态修复。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，城镇用地及人口数量激增，城镇规模及扩张速度加快；此过程必然伴随着各类突出的环境问题，其中城镇中小河道严重污染问题是政府及当地居民面临的重大环境问题。河水浑浊不堪，水质指标严重超标，疾病传播风险增大，沉水植物及鱼类等水生生物大量消亡等问题，均严重影响着附近人民群众的生产、生活安全。各地人民群众对此反映强烈，其对昔日清水绕城的环境向往诉求常见诸于各大主流媒体报道。因此城镇中小河道的治理已成为多数城镇改善市容，建设和谐社会的头等大事之一。

在传统河道综合治理工作中，物理法和化学法常占据着主要地位（例如使用常规化学试剂进行底泥杀菌以及控制蓝藻爆发等），该类治理模式固然工期短、收效快，但其对食物链各环节的生物包括人类，鱼类等的潜在生态安全风险急剧增大。由于欠缺对治理效果的持续性思考，也未充分协调物化治理方法与生态系统健康问题，该类方法对中小型河道污染的治理效果往往不可持续，易反复并陷入恶性循环，因此已逐步被市场淘汰。而生态修复方法充分尊重河流的自然生态规律，尽管见效慢，近年来已受到业界的普遍认可和支持。

在众多生态修复方法体系中，水生植物生态浮床以其可吸收去除养分，高效降解有机质等多项生态作用，被大量用于地表水及污废水等水体生态处理工程中；相对于大型植物床人工湿地，生态浮床具有不占用土地、造价低廉等特点，特别是在高浊度，底质条件差，有波浪存在的情况下，植物浮床相对于沉水植物的恢复实践而言更具可行性和竞争力，而且兼具水生生物栖息地及景观效果营造功能，因此被认为是一项高效水体生态修复技术；该技术对改善当地河道水质，实现水域生态环境良性循环，提升当地居民生态环境水平起着重要的作用。

此外，在河道生态修复工作中，尽管外源污染物的输入控制至关重要，但待修复河道淤积底泥造成的二次污染源（内源污染物）如氮磷、重金属及有机污染物质的二次释放问题亦不容忽视；然而目前大部分生态修复技术和工艺均仅关注于底泥的清理等，对底泥的合理处置等出路问题考虑甚少，目前通常仅将底泥资源化应用于制造轻质砖、陶粒、水泥及有机肥料等方面。由于底泥含水量较高，富含有机质、氮磷营养物质及矿物成分等，同时重金属及有机污染物含量亦常超出国家标准，其随意堆置极易诱发严重污染事故，同时各地垃圾填埋场由于场地容量限制多不愿接纳河湖清淤底泥。因此，国内较低的底泥处理消纳能力与逐渐增多的底泥清淤量矛盾日益尖锐；而待修复河道清淤底泥的二次生态利用受到了人民的极大支持。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，该浮床应可提高浮床上挺水植物的存活率，还具有资源利用率高、施工维护方便以及美观的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，包括一用若干根密封的硬质管材围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板，所述泡沫板上均匀制有若干个用于培育挺水植物的栽培穴，所述栽培穴中置有包括挺水植物生长基质。

所述泡沫板底部配置有一与浮床本体相连接并用于支撑泡沫板的泡沫板支撑网。

所述栽培穴底部制有通水孔。

所述挺水植物为芦苇、美人蕉、黄菖蒲、水芹菜、再力花、香蒲、水稻或酸模中的一种或两种以上。

所述挺水植物生长基质为用棕榈皮包裹在内的干化河道底泥或/和水稻秸秆或/和轻质珍珠岩。

所述挺水植物生长基质还加入挺水植物种子，包括黑麦草或/香蒲。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型重点针对挺水植物幼苗成活率较低，清淤底泥较难处置等问题，结合城镇地表水体修复这一实践需求，从而实现底泥的生态化资源再利用及修复水体环境的双重目的。

本实用新型通过将改良后的河道底泥作为挺水植物栽培基质应用在目前较成熟的生态浮床工艺上，替代传统的植物幼苗生长基质或土壤等，从而节省投资，节约土地资源，减少外源肥料输入，起到就地消纳部分污染河道底泥有机质及营养盐的作用，此举不失为城镇污染河道内源负荷削减的有效途径之一，达到“以废治废”的目的，从而促进生态浮床植物幼苗快速适应水体环境，降低移栽死苗率从而强化浮床植物对水体环境的净化效果，同时为清淤底泥提供新的消纳方法与出路。

改良后的河道底泥作为基质可维持较好的蓄肥、保肥和供肥能力，其次通过添加固态碳源秸秆及挺水植物种子，以此强化浮床的反硝化脱氮性能，同时保证挺水植被存活率及覆盖度，所设计的人工浮床主体框架、助浮材料及植物栽培穴具有较好的机械与结构稳定性，组装和拆卸简单易行，施工方便，运维简便，经济可行，从而极大提升应用生态浮床时的城镇污染水体修复效率；生态浮床上部挺水植物及漂浮植物（聚草）搭配使用，层次合理结构清晰，具有较强的景观观赏性。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

据多年工程实践表明，在实际生态浮床应用工程中，浮床上部挺水植物幼苗在移植初期较易死亡，需要一定的土壤基质及养分供给，同时基质亦对幼苗起到扶正、保温和防扰动等保护功效；待幼苗根系适应河道水体环境后便可正常生长并脱离土壤环境。通常的做法是利用当地土壤作为栽培基质并辅以蛭石、无机肥料如尿素或有机肥料等；考虑到土壤较重，有的浮床设计利用海绵、椰子纤维等轻质材料作为植物生长基质，该类基质吸湿性较好，有弹性且不易腐烂，但由于其成本相对较高，来源受限，浮床损坏后造成的二次污染等共同限制着其推广与应用。此外还有直接将陶粒、蛭石和珍珠岩等无机材料制作为具有多孔结构的浮床床体，促进微生物对河道水体的修复，但由于制作工艺及成本问题难以实现产业化应用，因此实际使用很少。

由于城镇河道污泥具有和粘性土类似的物理性质及材料性质，且具有含水量高、强度低、腐殖质含量高等系列特点，经过一定的改良可维持较好的蓄肥、保肥和供肥能力；除严重污染河道底泥外，通常多数底泥的有害成分如重金属及有机污染物等含量均较为适中；因此挺水植物如美人蕉、菖蒲等幼苗在底泥基质环境中可以正常生长，同时在植物生长前期亦可利用底泥中的养分资源并逐步过渡到对河道水体高浓度氮磷营养盐类物质的吸收。

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，包括一用若干根管端密封后的硬质管材8围成的矩形浮床本体，管材优选用PVC管材，PVC管材可连续稳定使用数年，无毒副作用，价格低廉且浮力较好。所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板3，泡沫板优选聚苯乙烯泡沫板，所述泡沫板底部配置有一与浮床本体相连接并用于支撑泡沫板的泡沫板支撑网9。硬质PVC管与泡沫板共同为人工生态浮床提供浮力。

所述泡沫板上均匀制有若干个用于放置挺水植物1的栽培穴4；所述栽培穴底部制有通水孔6，用于植物吸收水份。所述栽培穴中放置有挺水植物生长基质7，为降低基质重量，强化人工浮床吸附除污效果，本发明将闭孔膨胀珍珠岩作为轻质材料加入河道底泥中以降低浮床重力负荷；为了增强植物根系微区环境的反硝化作用，还添加秸秆作为反硝化固定碳源材料。

作为推荐：挺水植物生长基质中的干化河道底泥、水稻秸秆、轻质膨润土、棕榈皮四者的混合质量比例为65%∶15%∶10%∶10%；河道底泥干化至含水率为70-80%，水稻秸秆切碎到20-30mm，棕榈皮切碎至10-20mm；在底泥基质中额外加入挺水植物种子后进行充分混合，以丰富底泥植物种子库；常用的植物种子可选择黑麦草、香蒲等，其通常添加量为0.05-0.20kg种子/kg基质，添加完毕后将基质包裹在棕榈皮中再装填于水生植物栽培穴内。或者，挺水植物生长基质全部为干化河道底泥。

生态浮床上的挺水植物优先考虑根系发达，适于当地气候条件和耐污染底泥的本地种，如芦苇、美人蕉、黄菖蒲、水芹菜、再力花、香蒲、水稻和酸模等，具体使用前可提前进行品种的筛选工作，从而筛选出生长速度快、耐底泥污染物、生物量大且兼具一定观赏性的一种或两种以上水生植物品种。另可在浮床周围搭载部分聚草作为修饰植物，从而掩盖浮床主体结构材料，起到改善浮床景观美化效果和增强其立体层次感的作用，植物移栽后添加适当水分以促进植物种子的萌发与水生植物幼苗的生长。

本实用新型以模块化形式拼接组装，其中，单块泡沫板尺寸为200cm×100cm×15cm(长×宽×高)，浮床上共8×4(行×列)株植物栽种孔穴，孔径5-15cm，每个孔穴栽种长势一致的挺水植物幼苗，采用干化河道底泥固定以防滑落。

在河道生态修复工程中，可利用清淤底泥或者外源底泥作为植物幼苗移栽与保育基质，由于河道底泥含水量较高，可选择合适场地进行晾晒以降低含水量及杀灭有害病菌，待底泥不再呈流态后收集备用。

在生态浮床运行期间，由于降雨及其他扰动因素影响，植株根系周边底泥基质较易流失；此时可通过船运方式将改良后的干化河道底泥运至现场并进行补充，从而补充流失底泥基质，进一步消纳底泥数量。

Claims (4)

1.一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，包括一用若干根密封的硬质管材(8)围成的矩形浮床本体，其特征在于：所述浮床本体中间放置有一通过绳索与浮床本体相连接并提供浮力的泡沫板(3)，所述泡沫板上均匀制有若干个用于培育挺水植物(1)的栽培穴(4)，所述栽培穴中放置有挺水植物生长基质(7)。 

2.根据权利要求1所述的一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，其特征在于：所述泡沫板底部配置有一与浮床本体相连接并用于支撑泡沫板的泡沫板支撑网(9)。 

3.根据权利要求1或2所述的一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，其特征在于：所述栽培穴底部制有通水孔(6)。 

4.根据权利要求3所述的一种利用改良河道底泥作为幼苗生长基质的生态浮床，其特征在于：所述挺水植物生长基质为干化河道底泥或水稻秸秆或轻质珍珠岩。