一种河道生态修复浮岛的制作方法

本发明涉及生态修复浮岛，具体的说是一种河道生态修复浮岛。

背景技术：

1、

2、生态浮岛作为一种原位生态修复技术，凭借其无二次污染、可原位治理、兼顾生态与景观效果的优势，被广泛应用于各类河道水体修复工程中。传统生态浮岛主要依托浮体结构搭载水生植物，通过植物根系吸附、吸收水体氮、磷等营养盐，配合水体自然微生物实现水质净化，能够在一定程度上改善轻度污染河道水质。但经过长期工程应用发现，现有生态浮岛结构较为单一，实际使用过程中存在诸多缺陷，难以适配复杂多变的河道水环境，修复效果与装置稳定性较差。

3、首先，现有生态浮岛多采用刚性锚定结构，定位方式简单固定，无法适配河道水位涨落与水流角度变化，且抗水流冲击、抗风浪能力薄弱。河道水流持续冲刷、风浪反复拍打易导致浮岛整体偏移、结构变形甚至破损，刚性连接结构无法缓冲瞬时冲击力，装置使用寿命短、定位稳定性差，难以长期稳定作业。同时传统浮岛锚定结构无法根据河道工况灵活调节浮岛松紧度与漂浮位置，适配性极差。

4、其次，现有生态浮岛净化体系单一，多仅依靠水生植物单一净化方式，缺乏分层立体过滤与强制增氧结构。一方面，传统浮岛无前置拦截过滤结构，河道水体中的树枝、杂草、悬浮颗粒物易进入浮岛净化区域，造成内部结构堵塞，影响净化效率；另一方面，仅依靠植物根系自然净化，无法高效降解水体中的氨氮、亚硝酸盐、腐殖质等有机污染物，且静态水体环境微生物活性低、净化速度慢，水体底层缺氧问题无法解决，易滋生厌氧细菌，加剧水体黑臭现象，修复效果有限。

5、再者，现有生态浮岛大多采用一体式固定结构，无法实现模块化拆装组合，不能根据河道宽度、污染程度灵活调整装置规模，安装、检修、维护难度大，使用灵活性较低。同时传统浮岛供能方式单一，多依赖外接市电供电，野外河道布线困难、施工成本高，且能耗大、运维繁琐，部分简易浮岛无自主供电系统，无法搭载增氧、水循环辅助净化设备，进一步限制了水体净化效果。

6、最后，现有生态浮岛连接结构可靠性不足，浮体之间多采用硬性连接，水流波动、水体形变易造成连接处断裂，且无缓冲限位结构，浮岛在水流作用下易大幅晃动、位移，整体结构稳定性与耐久性较差，无法满足河道长期持续生态修复的使用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种定位调节灵活、抗冲击性能强、净化效果全面、模块化适配性高且可自主供电的河道生态修复浮岛。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种河道生态修复浮岛，包括岸桩锚定组件、缓冲浮板组件、模块化浮岛主体、立体过滤净化组件、光伏自供电增氧组件，所述岸桩锚定组件包含对称布置于河道两岸的岸桩，所述岸桩上固定连接有绞盘机构，所述绞盘机构内连接有缆绳，所述缆绳末端分别与复合缓冲单元相连接，所述复合缓冲单元的另一端分别与缓冲浮板组件的两端相连接；所述缓冲浮板组件的下端设置有前置过滤机构，所述缓冲浮板组件的上端固定安装有光伏自供电增氧组件，所述缓冲浮板组件的背水侧固定连接有若干均匀间隔的柔性连接组件，所述柔性连接组件之间固定安装有模块化浮岛主体，所述模块化浮岛主体的下端固定安装有立体过滤净化组件。

3、上述技术方案中，所述绞盘机构包括限位盘、转动块、定位组件、安装架、弧形隔板、收线盘、第一齿轮、第二齿轮、蜗轮、蜗杆，所述岸桩的杆体固定连接有两组限位盘，所述限位盘之间的岸桩上转动连接有转动块，所述转动块与限位盘之间设置有定位组件，所述转动块两侧对称安装有安装架，所述安装架内固定连接有弧形隔板，所述弧形隔板一侧的安装架内转动连接有收线盘，所述收线盘的轴向一侧固定连接有第一齿轮，所述弧形隔板另一侧的安装架内转动连接有转动杆，所述转动杆一端固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮一侧的弧形隔板上开设有通口，所述第二齿轮一侧穿出通口后与第一齿轮相互啮合连接，所述转动杆中部固定连接有蜗轮，所述蜗轮一侧的安装架内转动连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相互啮合传动连接，所述蜗杆一端穿出安装架后与花键轴固定连接，所述花键轴上套接连接有手摇柄。

4、上述技术方案中，所述定位组件包括旋转轴、第三齿轮、滑动齿条、滑动块、卡齿、弧形滑块、手拧块，所述转动块的上下两侧边缘分别固定连接有两组相对称的弧形滑块，所述弧形滑块相对的限位盘上分别开设有环形导槽，所述弧形滑块分别滑动连接在环形导槽内，所述环形导槽外周的限位盘上开设有环齿槽，所述转动块内转动连接有第三齿轮，所述第三齿轮的两侧分别啮合连接有滑动齿条，所述滑动齿条的一端固定连接有滑动块，所述滑动块另一侧固定连接有卡齿，所述滑动齿条、滑动块以及卡齿均滑动连接在滑动块内，所述卡齿一端穿出转动块后分别卡接连接在环齿槽内，所述第三齿轮的中心固定连接有旋转轴，所述旋转轴一端穿出转动块后与手拧块固定连接，所述旋转轴与转动块之间固定安装有扭簧。

5、上述技术方案中，所述复合缓冲单元包括端板、弹性缓冲弹簧、液压阻尼器、行程限位导杆、限位块、行程缓冲弹簧，所述液压阻尼器的两端分别固定连接有端板，其中一组所述端板的外端中部与缆绳固定连接，另一组所述的端板外端中部通过牵拉绳与缓冲浮板组件相连接，所述液压阻尼器外周套接连接有弹性缓冲弹簧，所述弹性缓冲弹簧的两端分别与端板固定连接，其中一组所述端板的外周边缘固定连接有若干行程限位导杆，另一组所述端板的外周边缘开设有若干行程限位套孔，所述行程限位导杆分别穿过行程限位套孔后与限位块固定连接，所述限位块与端板之间的行程限位导杆上套接连接有行程缓冲弹簧，所述行程缓冲弹簧的一端与限位块固定连接，所述行程缓冲弹簧的另一端与相对一侧的端板相触碰。

6、上述技术方案中，所述缓冲浮板组件包括安装板、支撑板、第一漂浮块、连接杆、转轴套、转轴杆、网兜架、拦截网，所述安装板下端固定连接有若干支撑板，所述支撑板下端分别固定连接有第一漂浮块，所述第一漂浮块为船型结构，且船头迎向水流方向设置，所述第一漂浮块的船尾固定连接有竖向设置的连接杆，所述连接杆下端固定连接有转轴套，所述转轴套内转动连接有转轴杆，所述转轴杆一侧固定连接有网兜架，所述网兜架另一端通过绳线与若干固定桩相连接，所述固定桩固定连接在安装板上端一侧边缘。

7、上述技术方案中，所述模块化浮岛主体包括浮动辊、第一太阳能板、第一储能电池、主框架、生态板、连接架、喷水管、喷头、过滤器、水泵，相邻所述的柔性连接组件之间固定连接有若干均匀间隔的浮动辊，所述浮动辊上端开设有凹槽口，所述凹槽口内固定安装有第一太阳能板，所述第一太阳能板通过导线与第一储能电池电性连接，所述第一储能电池固定安装于浮动辊内部，所述浮动辊下端通过绳线固定连接有配重块；

8、相邻所述的浮动辊之间分别设置有主框架，所述主框架为正方形框架结构，所述主框架的四角分别固定连接有第二漂浮块所述第二漂浮块分别通过绳线与两侧的柔性连接组件相连接，所述主框架内部设置有连接架，所述连接架端部分别与第二漂浮块固定连接，所述连接架中部贯穿连接有喷水管，所述喷水管上端固定连接有喷头，所述喷水管下端与水泵输出端固定连接，所述水泵嵌固安装于连接架中部，所述水泵输入端通过管路与过滤器固定连接，所述过滤器固定安装于立体过滤净化组件内，所述水泵通过导线与第一储能电池电性连接，所述连接架下端的主框架内固定连接有生态板，所述生态板上端装填有轻质种植基质与水生修复植物。

9、上述技术方案中，所述柔性连接组件包括柔性防腐绳、卡扣连接件、柱状浮辊，所述柔性防腐绳分别固定连接在缓冲浮板组件的背水侧，柔性防腐绳分别固定连接在缓冲浮板组件的连接杆上，所述柔性防腐绳上固定连接有若干均匀间隔的卡扣连接件，所述卡扣连接件的两侧分别设置有若干安装孔，所述浮动辊两端以及主框架的四角分别通过安装孔实现固定安装，所述模块化浮岛主体分别通过安装孔固定连接在柔性防腐绳上，所述卡扣连接件之间的柔性防腐绳上分别套接安装有柱状浮辊。

10、上述技术方案中，所述立体过滤净化组件包括过滤外壳、格栅板、根系吸附过滤层、生物过滤层，所述主框架下端固定连接有过滤外壳，所述过滤外壳下端一侧开设有进水口，所述进水口内固定安装有格栅网，所述进水口迎向水流方向设置，所述过滤外壳中部固定连接有格栅板，所述格栅板上端的过滤外壳内装填有根系吸附过滤层，（所述生物虚浮过滤层为陶粒填料，水生修复植物的根系穿过生态板后向下延伸生长在陶粒填料之间的空隙之间，生物过滤层为纤维生物绳，其一端悬挂于格栅板下方，另一端自然垂落于过滤外壳底部）所述格栅板下端的过滤外壳内装填有生物过滤层，所述过滤器设置于根系吸附过滤层内。

11、上述技术方案中，所述光伏自供电增氧组件包括第二太阳能板、第二储能电池、微型曝气增氧泵、水底曝气盘、输气总管、输气支管，所述缓冲浮板组件的上端固定连接有若干防护壳，所述防护壳上端固定安装有第二太阳能板，所述第二太阳能板通过导线与第二储能电池电性连接，所述第二储能电池通过导线与微型曝气增氧泵电性连接，所述第二储能电池和微型曝气增氧泵均固定安装在防护壳内，所述微型曝气增氧泵的输入端通过气管与防护壳外壁相连通，所述微型曝气增氧泵的输出端连接有输气总管，所述输气总管穿出防护壳后沿柔性连接组件安装布置，所述输气总管上固定连接有若干输气支管，所述输气支管另一端与水底曝气盘相连接，所述水底曝气盘分别固定安装于过滤外壳的内底面。

12、本发明的有益效果：

13、本发明设置有带绞盘机构与定位组件的岸桩锚定组件，可手动实现缆绳精准收放，灵活适配河道水位涨落与水流角度变化。同时能够对浮岛朝向与位置进行锁定限位，有效避免浮岛受水流冲击发生偏移、扭转，大幅提升装置整体的定位稳定性与河道工况适配能力。

14、本发明在锚定结构与浮岛主体之间设置复合缓冲单元，采用液压阻尼器配合双层弹簧的复合缓冲结构，可有效吸收水流冲刷与风浪拍打产生的瞬时冲击力。同时配备行程限位结构，避免缓冲结构过度形变损坏，摒弃传统刚性连接弊端，显著提升装置抗冲击性能与使用寿命。

15、本发明前端设置带可旋转拦截网的缓冲浮板组件，能够提前拦截河道内树枝、杂草等大体积漂浮杂物，实现水体前置预处理。可随水流角度自适应转动，防止拦截结构受力撕裂堵塞，有效保护后端净化组件，保障整体净化作业连续稳定开展。

16、本发明采用柔性连接组件实现模块化浮岛主体的拼接装配，柔性防腐绳搭配卡扣连接件可实现模块快速拆装、检修与替换。能够根据河道宽度、污染范围灵活调整浮岛规模，同时柔性连接可适配水体波动形变，避免硬性连接断裂，结构适配性与实用性更强。

17、本发明设置模块化浮岛主体，集成水生植物种植与水循环喷淋结构，依托植物根系吸附降解水体污染物。配合自主水循环抽水结构，主动驱动水体流经净化区域，改变传统静态净化模式，构建植物协同净化体系，有效提升河道水体生态修复效果。

18、本发明配置立体过滤净化组件，采用上下分层的根系吸附与生物膜降解双层净化结构。依托陶粒根系过滤层拦截细小杂质，结合纤维生物绳附着的微生物分解水体有害污染物，实现水体精细化分层净化，彻底解决传统浮岛净化单一、效果差的问题。

19、本发明搭载独立的光伏自供电增氧组件，依托太阳能实现自主储能供电，无需外接市电，适配野外无供电河道场景。通过水底全域曝气增氧，提升水体溶氧量，抑制厌氧黑臭现象，同时激活微生物活性，进一步强化水体净化与生态修复能力。

20、本发明整体采用模块化组合架构，各组件分工明确、协同配合，集锚定防护、缓冲抗浪、前置过滤、立体净化、自主增氧于一体。整体结构稳定性强、运维便捷、环境适配范围广，可实现河道水体长效、稳定的原位生态修复。