CN208561852U - 沉水型水生态修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沉水型水生态修复系统，包括设置在水下的至少一个种植单元，所述种植单元包括固定桩、滑轮组及种植床，所述固定桩固定设置在河道某处，种植床通过滑轮组固定在固定桩上，在种植床的底部四边设置配重钢管，在配重钢管上竖直向下布置微生物膜，在所述种植床的四周及顶部均设置防止食草型鱼类进入的网墙。该系统在种植床底部设置配重钢管，增加了垂体配重，有效解决水流对培养床的冲击，并在配重钢管上悬挂微生物膜，有助于微生物群落培养；另外，网墙的设置可以有效的防止食草性鱼类对沉水植物的摄食。

Description

沉水型水生态修复系统

技术领域

本实用新型涉及湖泊、河道及水库的水环境治理技术领域，具体涉及一种沉水型水生态修复系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市污水的排放总量在不断地增加，而污水的处理率未能同步增长，大量废水未经处理直接进入到各式水体中，超出了水体自身能够净化的限度，导致水生态系统破坏越来越严重，水质性缺水已成为一个比较普遍的水生态灾害。由于河流、湖泊与人类的生活密切相关，因此当前严峻的河湖水体污染、水质恶化等问题已严重影响我国社会的发展、人民的生产生活。

目前，在水生态修复的各种手段中，水生植物生态修复技术由于能耗低、效果好、运行成本低的优势被广泛研究和应用。而沉水植物生态修复又是水生植物生态修复中的主要手段，占到80％左右。沉水植物在生长过程中会大量吸收水体中的污染物质，并通过收割沉水植物的方式转移水体中过量的营养物质，还能够通过自身的光合作用为净化过程提供载体，调节水生态系统的位置循环速速，增加水体生物的多样性，控制藻类的生长，可以说沉水植物的生长是一个水生态修复工程项目能否成功的关键。因此，恢复和重建沉水植物群落是预防与治理水体富营养化等水环境污染的重要环节，然而传统的沉水型水修复装置中沉水植物种植受到外界的影响比较大，效果不理想，并且由于沉水植物的根系欠发达，河道流体会对刚种植下去的沉水植物产生伸拉、损动、拖曳作用，尤其是在流速相对较快的河道，沉水植物的存在变得很困难，此外，在收割沉水植物或者是沉水植物自然死亡时所带来的二次水体污染都严重制约着这种水生植物生态修复技术的应用和发展。

为解决上述技术问题，我们提出了发明专利申请“立体式水生态修复系统”(公开号CN 107746112A)，但是这种修复系统在实际应用中发现一些不足：

1、露出水面部分的固定桩使得水面看起来不美观；

2、河道流体对沉水植物的冲击作用明显，系统结构稳定性不够；

3、由于水深限制，微生物膜净化水体的效果不明显。

实用新型内容

针对上述“立体式水生态修复系统”存在的不足，本实用新型设计一种沉水型水生态修复系统，利用沉水植物对净化水体的效果，只保留沉水植物部分，将固定桩设置在水面以下，达到美化水面的效果，并有效地克服了河道流速对植物的不利影响。

为此，本实用新型所采用的技术方案是：

一种沉水型水生态修复系统，包括设置在水下的至少一个种植单元，所述种植单元包括固定桩、滑轮组及种植床，所述固定桩固定设置在河道某处，所述滑轮组设置在固定桩上部的空心结构中，所述滑轮组上缠绕有第一钢丝绳，所述第一钢丝绳的一端与种植床连接，所述第一钢丝绳的另一端通过滑轮组与固定桩连接，所述种植床的底部四边通过第二钢丝绳连接有配重钢管，所述配重钢管上竖直向下布置有微生物膜，在所述种植床的四周及顶部均设置有防止食草型鱼类进入的网墙。

进一步地，所述固定桩的数量为四个，每相邻两个固定桩通过嵌套在固定桩上部空心结构中的连接钢管连接，所述网墙布设在连接钢管与种植床之间。

进一步地，所述第一钢丝绳固定在所述固定桩上的一端连接有牵引绳，所述牵引绳的末端连接有警示浮球。

进一步地，所述种植床呈水平布置，所述种植床的上表面呈矩阵状分布有若干个正八边形用于种植沉水植物的种植槽，沉水植物可选育金鱼藻、矮生苦草、狐尾藻、轮叶黑藻等，具体选育品种视水域情况而定，并在沉水植物种植间隙投入适量的水生贝壳。

进一步地，所述种植床的任一边长都小于任一连接钢管的长度，增加了结构的稳定性。

进一步地，所述连接钢管的直径为25mm，所述配重钢管的直径为120mm，以增加垂体配重，有效解决水流对种植床的冲击，避免种植床在水体下的过于晃动。

进一步地，所述网墙为柔性材料的聚乙烯渔网，所述网墙的孔径小于作用水域的食草性鱼类的外径，防止鱼进入到种植床中。

进一地，所述微生物膜为条状，具体布置的条数视实际情况而定。

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种沉水型水生态修复系统，充分利用了沉水植物对水体的修复作用，对现有沉水型水生态修复系统进行了优化，其具体有益效果表现在：

1、本实用新型的沉水型水生态修复系统，其将整个系统固定在水中的四根固定桩的长度视治理对象的水深和底泥厚度情况而定，一般情况下，固定桩水中可见长度等于河道常年低水位的水深，这样在绝大多数时间里固定桩是在水面以下的，从水面上看不到固定桩，从而美化了水面景观；

2、本实用新型的沉水型水生态修复系统，在种植床底部设置配重钢管，增加了垂体配重，避免了整个系统晃动，提高了整个系统的稳定性，有效解决了水流对种植床的冲击；

3、本实用新型的沉水型水生态修复系统，将微生物膜竖直向下设置在配重钢管上，符合了水体中微生物群一般都在下沉水中的特点，这样设置，可以有更多的微生物群附着在微生物膜上并生存，使得对水体修复效果更佳充分；

4、本实用新型的沉水型水生态修复系统，在种植床的四周及顶部设置网墙，该网墙的孔径小于作用水域的食草性鱼类的外径，可以防止鱼类进入种植床，对种植床中的沉水植物进行破坏；

5、本实用新型的沉水型水生态修复系统，通过沉水植物和微生物共同作用对水体进行修复，通过滑轮组可调节沉水植物在水体中的高度，具有灵活性强的特点；同时，在沉水植物需要收割时，可将种植床通过滑轮组上下移动，这样就方便了收割和清理，能够防止沉水植物对水体产生二次污染。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型去掉网墙后的结构示意图。

图4为本实用新型去掉网墙后的俯视图。

图5为本实用新型的滑轮组在固定桩上的位置结构示意图。

图中所示：

10-种植单元，11-固定桩，11.1-牵引绳，11.2-警示浮球，12-滑轮组，13-种植床，13.1-种植槽，14-第一钢丝绳，15-第二钢丝绳，16-配重钢管，17-微生物膜，18-网墙，19-连接钢管，20-沉水植物，21-水生贝壳，30-水面。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本实用新型进一步详细说明。

如图1-3所示，为本实用新型优选的实施例提供一种沉水型水生态修复系统，该系统设置在水下，至少包括一个种植单元10，所述种植单元10包括固定桩11、滑轮组12、种植床13、第一钢丝绳14、第二钢丝绳15、配重钢管16、微生物膜17、网墙18及连接钢管19，整个系统通过固定桩11固定在河道某处，固定桩11水中可见长度等于河道常年低水位水深，所述固定桩11的上部为空心结构，滑轮组12设置在该空心结构中，所述所述滑轮组12上缠绕第一钢丝绳14，所述第一钢丝绳14的一端与种植床13连接，所述第一钢丝绳14的另一端通过滑轮组12连接在固定桩11上，所述种植床13的底部四边通过第二钢丝绳15连接配重钢管16，所述配重钢管16上竖直向下布置有微生物膜17，在所述种植床13的四周及顶部均设置防止食草型鱼类进入的网墙18。

具体的，所述固定桩11的长度视治理对象(如河道、湖泊等)的水深和底泥厚度情况而定，本实施例中，固定桩11水中可见长度等于河道常年低水位水深，这样绝大部分时间固定桩11于水体中不可见；所述固定桩11的数量为四个，四根固定桩11拼成矩形，便于其他部件的安装和增强其稳定性，拼成矩形状，进一步加强装置结构的稳定性；每相邻两个固定桩11通过嵌套在固定桩11上部空心结构中的连接钢管19连接，所述连接钢管19的数量也为四根，连接钢管19的直径为25mm，四根连接钢管19分别固定在四根固定桩11的卡扣上，拼成矩形状，进一步加强装置结构的稳定性。

具体的，如图5所示，所述第一钢丝绳14固定在所述固定桩11上的一端连接有牵引绳11.1，所述牵引绳11.1的末端连接有警示浮球11.2，第一钢丝绳14由于重力的原因自动下沉到固定桩11上部的空心部分，警示浮球11.2由于浮力的原因漂浮于水面，既可以对河道通行的船只起到安全提醒的作用，又可以起到通过警示浮球11.2和牵引绳11.1找到滑轮组12和第一钢丝绳14，进而实现对种植床13进行水位调节。

具体的，如图4所示，所述种植床13呈水平布置，所述种植床13的上表面呈矩阵状分布有若干个正八边形的种植槽13.1，沉水植物20种植在种植槽13.1内，沉水植物20可选育金鱼藻、矮生苦草、狐尾藻、轮叶黑藻等，具体选育品种视水域情况而定，并在沉水植物20种植间隙投入适量的水生贝壳21；沉水植物20的初始固定密度：菹草20-200/平方米，轮叶黑藻10-15芽/丛、5-60丛/平方米，金鱼藻20-25芽/丛、10-75丛/平方米，水生贝壳5个/平方米，这些沉水植物20生成到一定数量后，可进行收割处理，用于制造饲料，除以上沉水植物20外，本领域技术人员还可以根据实际季节气候情况，栽培其他沉水植物20。

具体的，所述种植床13的任一边长都小于任一连接钢管19的长度，以增加结构的稳定性，在种植床13底部的四角连接第二钢丝绳15，第二钢丝绳15的末端连接四根配重钢管16，所述配重钢管16的直径为120mm，如此可以增加垂体的配重，有效解决水流对种植床13的冲击，避免种植床13在水体下的过于晃动。

具体的，所述种植床13四周的网墙18设置在连接钢管19和种植床13之间，种植床13顶部的网墙18设置在四根连接钢管19上，网墙18为柔性材料的聚乙烯渔网，其孔径小于作用水域的食草性鱼类的外径。

具体的，所述微生物膜17竖直向下布置在配重钢管16上，所述微生物膜为条状，其有助于生物菌群的附着和培养，布置的条数视情况而定。

具体的，所述第一钢丝绳14和第二钢丝绳15均为不锈钢钢丝绳，所述连接钢管19及配重钢管16均为不锈钢钢管。

本实施例提供的一种沉水型水生态修复系统的组装过程和使用方法如下：

首先，根据系统作用的水域具体情况，如水深、底泥厚度，确定固定桩11的长度；再使用特制打桩器进行固定桩11打桩的作业，固定桩11为直径160mm的不锈钢钢管，根据水底情况，一般固定桩打入水底入泥0.8米至1.5米，除去打入水底入泥部分，固定桩11裸露在水体中的长度为作用水域的常年最低水位，一般为低于作用水域常年正常水位0.5米左右。本实施例中，固定桩11个数为4根，围成一个矩形，并在固定桩11上部的空心结构中安装滑轮组12，其滑轮组12为不锈钢滑轮组，再以固定桩11间距离为边长，组装连接钢管19，拼接成矩形状，至此，固定桩11和连接钢管19结构拼接组装完成。

接下来进行种植床13的安装，种植床13呈水平布置，其表面呈矩阵状分布有若干正八边形的种植槽13.1，沉水植物20种植在种植槽13.1内，并在沉水植物20种植间隙投入适量的水生贝壳21，种种植床13的任一边长都小于任一连接钢管19的长度，这是为了种植床13在水下的稳定性，在种植床13底部通过第二钢丝绳15安装直径为120mm的配重钢管16，以增加垂体配重，有效解决水流对培养床的冲击，避免种植床13在水体下的晃动。为生物多样性提供条件，将微生物膜17布置在配重钢管16的下面，为条状，其有助于生物菌群的培养；接着，进行网墙18的拼接作业，将种植床13四周的网墙18一端固定在种植床13的四边，另一端固定在连接钢管19上，将种植床13顶部的网墙18四边设置在四根连接钢管19上。

最后，进行拼接沉水作业，将第一钢丝绳14一端连接在种植床13的四角上，沉入水中，再将第一钢丝绳14的另一端经过滑轮组12连接牵引绳牵引绳11.1，进而实现对警示浮球11.2的串联，以实现对种植床13进行水位调节。

需要说明的是，本实施例描述的是一个种植单元10的结构和使用方法，在实际的水生态修复系统中，可以根据具体水域的具体情况来设定种植单元10的数量。将本实施例提供的沉水型水生态修复系统投入某湖泊使用1个月后，根据沉水植物的成活率进行适当补种、调整，使用3个月后，水体水质透明达到1.8m或以上的景观效果，随机抽取十个样点的水质进行检测，各指标的平均值为BOD54.5mg/L，氨氮0.85mg/L，总氮0.76mg/L，总磷0.13mg/L，均达到了地表水环境质量标准Ⅳ类标准。

说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对于本实用新型所做的等价置换等修改均认为是落入该实用新型权利要求书所保护范围内。

Claims (7)

1.一种沉水型水生态修复系统，包括设置在水下的至少一个种植单元(10)，所述种植单元(10)包括固定桩(11)、滑轮组(12)及种植床(13)，其特征在于：所述固定桩(11)固定设置在河道某处，所述滑轮组(12)设置在固定桩(11)上部的空心结构中，所述滑轮组(12)上缠绕有第一钢丝绳(14)，所述第一钢丝绳(14)的一端与种植床(13)连接，所述第一钢丝绳(14)的另一端通过滑轮组(12)与固定桩(11)连接，所述种植床(13)的底部四边通过第二钢丝绳(15)连接有配重钢管(16)，所述配重钢管(16)上竖直向下布置有微生物膜(17)，在所述种植床(13)的四周及顶部均设置有防止食草型鱼类进入的网墙(18)。

2.根据权利要求1所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述固定桩(11)的数量为四个，每相邻两个固定桩(11)通过嵌套在固定桩(11)上部空心结构中的连接钢管(19)连接，所述网墙(18)布设在连接钢管(19)与种植床(13)之间。

3.根据权利要求2所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述第一钢丝绳(14)固定在所述固定桩(11)上的一端连接有牵引绳(11.1)，所述牵引绳(11.1)的末端连接有警示浮球(11.2)。

4.根据权利要求3所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述种植床(13)呈水平布置，所述种植床(13)的上表面呈矩阵状分布有若干个正八边形用于种植沉水植物的种植槽(13.1)。

5.根据权利要求4所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述种植床(13)的任一边长都小于任一连接钢管(19)的长度。

6.根据权利要求5所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述连接钢管(19)的直径为25mm，所述配重钢管(16)的直径为120mm。

7.根据权利要求6所述的一种沉水型水生态修复系统，其特征在于：所述网墙(18)为柔性材料的聚乙烯渔网。