CN217868331U - 一种多效双模生态湿地沉床 - Google Patents

Abstract

一种多效双模生态湿地沉床，主体中部漂浮放置有浮筒，主体两侧嵌合设置有固定桩连接浮筒，浮筒之间嵌合设置有浮式湿地床，浮筒一侧顶端嵌合设置有太阳能电池板，浮筒一侧顶端嵌合设置有太阳能曝气机，太阳能电池板周围嵌合设置有沉床升降绞索，太阳能曝气机一侧嵌合设置有曝气管道，主体中部通过与沉床升降绞索连接活动设置有生态湿地沉床，生态湿地沉床底端嵌合设置有沉床配重块，浮式湿地床底端嵌合设置有仿生人工水草。通过该装置设置的浮式湿地床和生态湿地沉床被浮筒和沉床升降绞索连接一起，使得其能够灵活的调整浮式湿地床和生态湿地沉床位移水面和水中的深度，让其能够更好的在种植的情况下也能够更加全面对水质进行净化。

Description

一种多效双模生态湿地沉床

技术领域

本发明涉及河湖生态水质净化提升及生态修复技术领域，更具体地说，特别涉及一种多效双模生态湿地沉床的技术领域。

背景技术

随着我国生态环境综合治理的力度加大，各地受污染河湖治理迫在眉睫。受雨水径流、农业面源污染及河道内源污染的影响，河湖水质日趋恶化，水生态环境受到不同程度的破坏。传统的河湖治理技术，多从河道疏浚、硬质河底及护岸、化学除磷等手段，措施粗暴，治标不治本，违背了河湖生态系统的的自然发展规律。

20世纪70年代以来，近自然河道治理工程理论提出河流治理需赋予植物化和生命化，并将其应用于河流生态治理工程实践中。许多植物的耐污及治污能力被发现，水生植物的净化效能备受人们的关注和青睐。因此也开发出了以植物为主体的各种生物-生态水体修复技术。然而对于水域面积较大、水深较大、透明度较低的重污染水体，由于受水体水深阳光照射水体条件的影响，许多沉水植物栽种难于施工，且难于成活，后期更难于维护管理。面源污染的影响以及死亡的植物在水底腐烂形成的河底沉积物及水体富营养化，造成的二次污染。因此，如何提升水质、如何改善水体的透明度、如何解决深水植物的栽种、维护及发挥净化作用，才是当下水生态环境治理的关键。

为此，本发明提出了《一种多效双模生态湿地沉床》，核心技术就是打造生物-生态原位修复技术。该技术融合了生态浮动湿地技术、沉水人工沉床技术及水生植物的合理搭配使用于一体，通过浮筒的组合构建双模床体的漂浮和升降调节，控制沉床的水下深度，对水体较深、透明度较低、水生态环境失调的河道，重新构建新生物-植物生态环境，提高水生植物、微生物、水生生物的协同净化能力，具有显著的生态修复、治理双重效果。

发明内容

（一）技术问题

综上所述，提供一种多效双模生态湿地沉床，用来解决现有的多效双模生态湿地沉床无法在河湖中发挥重要导致无法方便的对河湖中的水质和生态环境进行有效的改善的问题。

（二）技术方案

一种多效双模生态湿地沉床，包括有主体和浮筒，主体中部漂浮放置有浮筒，主体两侧嵌合设置有固定桩连接浮筒，固定桩顶端通过螺纹槽嵌合设置有缠绕轴，缠绕轴顶端固定连接有抵盘，浮筒之间嵌合设置有浮式湿地床，浮筒一侧顶端嵌合设置有太阳能电池板，浮筒一侧顶端嵌合设置有太阳能曝气机，太阳能电池板周围嵌合设置有沉床升降绞索，太阳能曝气机一侧嵌合设置有曝气管道，主体中部通过与沉床升降绞索连接活动设置有生态湿地沉床，生态湿地沉床底端嵌合设置有沉床配重块，浮式湿地床底端嵌合设置有仿生人工水草。

进一步的，生态湿地沉床与沉床升降绞索和曝气管道进行连接设置。

进一步的，固定桩包括有缠绕轴、抵盘和螺纹槽，缠绕轴为嵌合设置在固定桩顶端直径更小圆轴，抵盘为缠绕轴顶端固定连接直径更大圆盘，螺纹槽为固定桩内部连接缠绕轴的圆柱形状凹槽。

进一步的，缠绕轴包括有螺纹盘、旋转盘和限定环，螺纹盘为缠绕轴底端直径与螺纹槽相嵌合的圆盘凸起，且螺纹盘与螺纹槽内壁螺纹嵌合，旋转盘为螺纹盘底端中部嵌合设置的圆盘，且旋转盘通过弹簧与螺纹槽内部底端连接，限定环为旋转盘连接螺纹盘底端中部凹槽一侧周围直径更大圆环凸起。

优选的，抵盘包括有抵槽，抵槽为抵盘顶端圆环中空处周围圆弧状凹槽。

进一步的，螺纹槽包括有抵环，抵环为螺纹槽开口处周围直径与螺纹盘一致的圆环凸起。

（三）有益效果

（1）通过在水体中搭建类似人工湿地的浮动湿地床结构，和搭建沉水植物床结构，两种结构有机结合，共同构建水生态生境环境，实现对水体污染物的高效去除及生态修复作用。通过水生植物、人工水草、水生动物群落的构建，达到修复受损水体生态环境、净化污染水体的水质、改善水体水生植物、水生动物、微生物的协同生存环境，进而修复丧失功能且已退化的水生态系统的目的。与陆地人工湿地相比，浮动湿地能够直接作用于受污染的水体，适应不同水质、不同场景，满足各类水量、水位变化要求，可实现模块化组合，安装快捷。

（2）该装置设置人工沉床装置可通过浮力调节实现床体在水中的升降，人为调控植物在水下的深度，克服了城市景观河道水深变化大、水体透明度低、光照度低等不利因素对植物生长的制约，显著提高重富营养化水体植物栽植的成活率，对修复透明度低和水深较大的重污染水体具有明显优势和应用价值。浮动湿地床和沉水沉床载体为高分子多孔隙纤维材料，其床体纤维材料孔隙结构保证了其透水、透气、透氧及植物根系的充分伸展，同时载体床提供足够的浮力，保证种植的水陆生植物都能够适应生长，同时，植物在自然生长过程中，以落子、分根等不同方式在载体床上密集繁殖自然生长，植物根系穿过纤维床材料空隙，可深入水下空间，发挥植物的吸收、附着、净化作用，并为水生动物、微生物提供栖息、繁殖场所。浮动湿地床、沉床系统的双模组合，能够有效去除水体中有机物、氨氮、磷、重金属等多种污染物质，有效提升水质，改善水体环境，修复水生态。

（3）该装置还设置有缠绕轴，通过固定桩上的缠绕轴来连接牵引绳与浮筒连接，当浮筒因为水流流动推动其浮筒移动的时候，会带动缠绕轴旋转来对牵引绳进行一定的缠绕收束抵消其拉力，同时会对浮筒进行一定的回拉，防止其浮筒被水流流动推动导致牵引绳松动。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体俯视结构示意图；

图3为本发明固定桩的整体结构示意图；

图4为本发明固定桩的侧视剖面结构示意图；

图5为本发明缠绕轴的整体结构示意图；

在图1至图5，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：

主体1、浮筒2、固定桩3、缠绕轴301、螺纹盘3011、旋转盘3012、限定环3013、抵盘302、抵槽3021、螺纹槽303、抵环3031、浮式湿地床4、太阳能电池板5、太阳能曝气机6、沉床升降绞索7、曝气管道8、生态湿地沉床9、沉床配重块10、仿生人工水草11。

具体实施方式

请参考图1至图5

一种多效双模生态湿地沉床，包括有主体1和浮筒2，主体1中部漂浮放置有浮筒2，主体1两侧嵌合设置有固定桩3连接浮筒2，固定桩3顶端通过螺纹槽303嵌合设置有缠绕轴301，缠绕轴301顶端固定连接有抵盘302，浮筒2之间嵌合设置有浮式湿地床4，浮筒2一侧顶端嵌合设置有太阳能电池板5，浮筒2一侧顶端嵌合设置有太阳能曝气机6，太阳能电池板5周围嵌合设置有沉床升降绞索7，太阳能曝气机6一侧嵌合设置有曝气管道8，主体1中部通过与沉床升降绞索7连接活动设置有生态湿地沉床9，生态湿地沉床9底端嵌合设置有沉床配重块10，浮式湿地床4底端嵌合设置有仿生人工水草11。

优选的，生态湿地沉床9与沉床升降绞索7和曝气管道8进行连接设置。通过主体1上的固定桩3来连接其浮筒2漂浮在主体1中部，然后通过浮筒2中部的浮式湿地床4上孔洞来种植其植物，然后因为其浮筒2漂浮在水面上使得其植物的根须会处于在水中让其模拟其湿地进行种植，同时在浮式湿地床4之间还通过一侧的沉床升降绞索7连接在生态湿地沉床9，而生态湿地沉床9因为底端的沉床配重块10，让其生态湿地沉床9会沉没在水中，让其能够种植一些需要完全在水中的植物，而沉床升降绞索7通过太阳能电池板5来转换电能进行供能，使得沉床升降绞索7能够通过导轮旋转来将生态湿地沉床9进行升降，使得生态湿地沉床9的深度能够进行灵活的调整，然后因为浮式湿地床4和生态湿地沉床9的位置灵活改变使得其能够在方便植物种植的时候，也能够对水质进行全面的净化。

优选的，浮筒2为环保PE材料的塑料桶，抗氧化、韧性好，形状可选用方形、圆形、长方形、圆柱形等多种形式；本设计采用方形筒，组合连接形成结构主体，具有抗凤、抗洪水冲击等特点，设置与岸边连接固定装置；

优选的，浮式湿地床2，采用高分子纤维材料为浮动床载体材料，透水透气性好，纤维填料的强度、韧性、延展性保证湿地床平台构建的基材稳定，填料的孔隙度设计在保证透气、透水和氧气传导的同时，能够有效消减水流、波浪对床体的影响，保护植物根芽的孕育生长，为微生物、水生生物提供生息环境。

本发明采用2.0*3.0*0.16m厚的高分子床体，按设计拼接为载体，上面均布种植孔，并辅以基质填料，栽种挺水植物14。挺水植物栽种密度为16-25株/m2，本设计为25株/m2。基质填料采用黏土、煤渣、生物炭、沸石、火山岩等其中的一种或多种组合，本设计采用黏土、生物炭、火山岩组合，比例为1;1:1；挺水植物14选用菖蒲、千屈菜、美人蕉、蒲草、水芹、香蒲等。其中的一种或多种组合；本设计采用菖蒲、千屈菜、美人蕉三种组合栽种，在中比例为1:1:1。

优选的，人工水草填料为绳状纤维丝材料编织而成；布置密度为16条/m2；长度根据水深及河床坡度，距离河底15-30cm。每条水草填料上部与高分子纤维床连接固定，下部配置配重块。配重块可选用水泥制品块或者钢渣块体材料。

优选的，生态湿地沉床9，采用高分子纤维材料为沉水沉床载体材料，透水透气性好。本设计采用2.0*3.0*0.16m厚的高分子床体，按设计拼接为载体，上面均布种植孔，并辅以基质填料，栽种挺水植物（14）。进一步的，所述的沉水植物栽种密度为25株/m2。沉水植物选用狐尾藻、金鱼藻、苦草、碧齿眼子菜等其中的一种或多种组合，本设计沉水植物选用狐尾藻、金鱼藻、碧齿眼子菜三种组合，栽种密度为25株/m2，栽种比例为1:1:1。

基质填料采用黏土、煤渣、生物炭、沸石、火山岩等其中的一种或多种组合，本设计采用黏土、生物炭、火山岩组合，比例为1;1:1。

优选的，太阳能曝气增氧系统，由光伏板、光伏板支架、蓄电池、曝气风机、曝气管21、控制器组成；其中，光伏板采用多晶板，支架采用热镀锌钢管焊接，安装高度1.0米。所述的蓄电池为80mA锂电池，储存收集太阳能板转换能量。曝气风机采用直流鼓风机，风量为60L/min。鼓风机的工作时间受控制器控制运行和调节风量。所述的曝气管为PE软管，安装在沉床纤维层下部。

优选的，固定桩3包括有缠绕轴301、抵盘302和螺纹槽303，缠绕轴301为嵌合设置在固定桩3顶端直径更小圆轴，抵盘302为缠绕轴301顶端固定连接直径更大圆盘，螺纹槽303为固定桩3内部连接缠绕轴301的圆柱形状凹槽。

优选的，缠绕轴301包括有螺纹盘3011、旋转盘3012和限定环3013，螺纹盘3011为缠绕轴301底端直径与螺纹槽303相嵌合的圆盘凸起，且螺纹盘3011与螺纹槽303内壁螺纹嵌合，旋转盘3012为螺纹盘3011底端中部嵌合设置的圆盘，且旋转盘3012通过弹簧与螺纹槽303内部底端连接，限定环3013为旋转盘3012连接螺纹盘3011底端中部凹槽一侧周围直径更大圆环凸起。在通过固定桩3上的牵引绳连接浮筒2的时候，如果浮筒2因为水面水流的流动和波浪的产生，导致浮筒2被推动发生移动的时候，浮筒2会拉扯固定桩3上的牵引绳进行施力，使得牵引绳会从固定桩3上的缠绕轴301周围拉扯出来，从而导致缠绕轴301开始进行旋转，当缠绕轴301开始旋转的时候其一端的螺纹盘3011会螺纹贴合在螺纹槽303中进行旋转，从而使得螺纹盘3011会沿着螺纹带动缠绕轴301收缩进固定桩3中，在缠绕轴301收缩进固定桩3中的时候其顶端的抵盘302也会下移，然后抵住到牵引绳上，因为抵盘302跟随缠绕轴301的旋转，使得抵盘302在旋转一定角度后其周围其中一个抵槽3021会通过凹槽嵌和牵引绳，使得会对牵引绳进行一定的限定，而当牵引绳需要继续被拉扯的话需要带动抵盘302一同旋转，但因为抵盘302被牵引绳限定使得会对缠绕轴301的旋转力进行一定的抵消，或者牵引绳会缠绕到抵盘302上以此来对牵引绳另一端连接的浮筒2进行一定的拉扯，从而使得浮筒2在因为水流流动推动的情况下，能够对连接的牵引绳进行一定的施力限定，让其浮筒2不会因为被水流推动移动发生晃动导致牵引绳的连接发生松动，而缠绕轴301底端通过旋转盘3012与螺纹槽303内部底端弹簧连接，使得缠绕轴301的旋转下降时也会产生一定的反推力来对浮筒2在移动是产生的拉扯进行抵消，使得浮筒2不会轻易的被水流推动。

优选的，抵盘302包括有抵槽3021，抵槽3021为抵盘302顶端圆环中空处周围圆弧状凹槽。

优选的，螺纹槽303包括有抵环3031，抵环3031为螺纹槽303开口处周围直径与螺纹盘3011一致的圆环凸起。

（四）工作原理

本发明提供了一种多效双模生态湿地沉床，首先通过主体1上的固定桩3来连接其浮筒2漂浮在主体1中部，然后通过浮筒2中部的浮式湿地床4上孔洞来种植其植物，然后因为其浮筒2漂浮在水面上使得其植物的根须会处于在水中让其模拟其湿地进行种植，同时在浮式湿地床4之间还通过一侧的沉床升降绞索7连接在生态湿地沉床9，而生态湿地沉床9因为底端的沉床配重块10，让其生态湿地沉床9会沉没在水中，让其能够种植一些需要完全在水中的植物，而沉床升降绞索7通过太阳能电池板5来转换电能进行供能，使得沉床升降绞索7能够通过导轮旋转来将生态湿地沉床9进行升降，使得生态湿地沉床9的深度能够进行灵活的调整，然后因为浮式湿地床4和生态湿地沉床9的位置灵活改变使得其能够在方便植物种植的时候，也能够对水质进行全面的净化，同时在通过固定桩3上的牵引绳连接浮筒2的时候，如果浮筒2因为水面水流的流动和波浪的产生，导致浮筒2被推动发生移动的时候，浮筒2会拉扯固定桩3上的牵引绳进行施力，使得牵引绳会从固定桩3上的缠绕轴301周围拉扯出来，从而导致缠绕轴301开始进行旋转，当缠绕轴301开始旋转的时候其一端的螺纹盘3011会螺纹贴合在螺纹槽303中进行旋转，从而使得螺纹盘3011会沿着螺纹带动缠绕轴301收缩进固定桩3中，在缠绕轴301收缩进固定桩3中的时候其顶端的抵盘302也会下移，然后抵住到牵引绳上，因为抵盘302跟随缠绕轴301的旋转，使得抵盘302在旋转一定角度后其周围其中一个抵槽3021会通过凹槽嵌和牵引绳，使得会对牵引绳进行一定的限定，而当牵引绳需要继续被拉扯的话需要带动抵盘302一同旋转，但因为抵盘302被牵引绳限定使得会对缠绕轴301的旋转力进行一定的抵消，或者牵引绳会缠绕到抵盘302上以此来对牵引绳另一端连接的浮筒2进行一定的拉扯，从而使得浮筒2在因为水流流动推动的情况下，能够对连接的牵引绳进行一定的施力限定，让其浮筒2不会因为被水流推动移动发生晃动导致牵引绳的连接发生松动，而缠绕轴301底端通过旋转盘3012与螺纹槽303内部底端弹簧连接，使得缠绕轴301的旋转下降时也会产生一定的反推力来对浮筒2在移动是产生的拉扯进行抵消，使得浮筒2不会轻易的被水流推动。

Claims (9)

1.一种多效双模生态湿地沉床，包括有主体（1）和浮筒（2），所述主体（1）中部漂浮放置有浮筒（2），其特征在于：所述主体（1）两侧嵌合设置有固定桩（3），所述固定桩（3）顶端通过螺纹槽（303）与缠绕轴（301）一端螺纹盘（3011）嵌合相连接一起，所述缠绕轴（301）顶端连接有抵盘（302），所述浮筒（2）之间连接有底端设置有仿生人工水草（11）的浮式湿地床（4），所述浮筒（2）通过一侧顶端沉床升降绞索（7）连接有底端设置沉床配重块（10）的生态湿地沉床（9），所述浮筒（2）一侧顶端嵌合设置有连接一起的太阳能电池板（5）和太阳能曝气机（6），所述太阳能曝气机（6）通过曝气管道（8）连接生态湿地沉床（9）。

2.根据权利要求1所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述浮筒（2）为环保PE材料的塑料桶，抗氧化、韧性好，形状可选用方形、圆形、长方形、圆柱形多种形式。

3.根据权利要求1所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：人工水草填料为绳状纤维丝材料编织而成；布置密度为16条/m2；长度根据水深及河床坡度，距离河底15-30cm，每条水草填料上部与高分子纤维床连接固定，下部配置配重块，配重块可选用水泥制品块或者钢渣块体材料。

4.根据权利要求1所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述生态湿地沉床（9）采用高分子纤维材料为沉水沉床载体材料，透水透气性好。

5.根据权利要求1所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述太阳能曝气增氧系统，由光伏板、光伏板支架、蓄电池、曝气风机、曝气管（21）、控制器组成；其中，光伏板采用多晶板，支架采用热镀锌钢管焊接，安装高度1.0米，所述的蓄电池为80mA锂电池，储存收集太阳能板转换能量，曝气风机采用直流鼓风机，风量为60L/min，鼓风机的工作时间受控制器控制运行和调节风量，所述曝气管（21）为PE软管，安装在沉床纤维层下部。

6.根据权利要求1所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述固定桩（3）包括有缠绕轴（301）、抵盘（302）和螺纹槽（303），所述抵盘（302）为嵌合设置在固定桩（3）上螺纹槽（303）中缠绕轴（301）顶端圆盘。

7.根据权利要求6所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述缠绕轴（301）包括有螺纹盘（3011）、旋转盘（3012）和限定环（3013），所述限定环（3013）为缠绕轴（301）一端活动连接螺纹盘（3011）底端旋转盘（3012）周围的凸起。

8.根据权利要求6所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述抵盘（302）包括有抵槽（3021），所述抵槽（3021）为抵盘（302）周围凹槽。

9.根据权利要求6所述的一种多效双模生态湿地沉床，其特征在于：所述螺纹槽（303）包括有抵环（3031），所述抵环（3031）为螺纹槽（303）开口处周围凸起。

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