一种应用于湿地水处理的生态潜岛的制作方法

1.本实用新型生态潜岛技术属于自然水域或人工湿地水处理技术领域，涉及集湿地生态修复、水质净化及水面造景为一体的综合性生态技术措施。


背景技术：

2.生态潜岛是一种应用于大中型河道、湖泊、湿地生态修复、水质净化及水面造景等多方面的生态技术措施，其主要通过填料、植物、生物膜等削减水体污染物。潜岛底部铺设天然砾石或功能性填料(沸石、火山岩等)垫层可以增加对悬浮物的吸附能力，同时给微生物挂膜提供一定的空间，提升对水体悬浮物及有机物的去除能力。构建初期，利用填料的吸附功能，可有效削减水体tp含量；构建后期，则依托填料表面附着生物膜，可有效提高有机物、氨氮、总氮的去除。生态潜岛还可以阻隔减缓水流，延长水力停留时间，净化水塘的净化过程与自然水体的自净过程相似。污水在生态潜岛缓慢流动、停留时间较长，通过微生物的代谢活动以及水生植物在内的多种生物的综合作用，使有机污染物得到降解。在浅滩及潜岛周边及内部种植芦苇、香蒲、菖蒲等水生植物。通过生境构建，能够进一步降低cod、氨氮、磷、总氮等有机物的含量。
3.生态潜岛使水陆交错带的面积增加，提高了水体与基底土壤交换，加上潜岛表面种植水生植物的作用，强化污染物净化效果，同时强化了湖域动植物生存环境，形成多样的动植物生存环境，生存环境的丰富化可带来生物的多样性，有利于各类植物、微生物、浮游生物及底栖动物等的良性生长，共同形成完整的生态系统，发挥净化水质、修复和稳定水生态的作用。
4.浅滩是构建生态潜岛的产物，是水体健康生态系统的重要组成部分，能够连通水域和陆域景观，洪水期，在洪水脉冲作用下，浅滩湿地可以进行能量流、物质流和信息流的交换；枯水期，水位下降形成滨水陆地，陆生生物可以进入浅滩，同时，浅滩的水生植物等为迁徙的鸟类提供了丰富的营养物质和栖息环境。
5.生态潜岛具有的空隙结构为多数水生生物和水边生物构筑了适宜的栖息环境，更好的促进了水质净化的生物空间，其净水效果和景观效果明显。生态潜岛的构筑有以下优势：
①
对河床底部覆盖效果好，防止泥土被吸出，保持水土；
②
为植物根系的生长创造良好的环境；
③
有利于生态的多孔质环境产生；
④
河流多样流速产生，有利于水生生物的生存。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于湿地水处理的生态潜岛，克服传统土方填筑造岛结构稳定性差、施工难度大、成本高、生态景观性差的缺点，体现生态潜岛的生态经济性等优点。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种应用于湿地水处理的生态潜岛，其包括承载部、填料基质部和水生植物区；填料基质部铺设于承载部之上，水生植物区设置于填料基质部之上。
9.其中，所述承载部采用围堰形式，为整个生态潜岛提供稳定的造型和可靠的承载力基础，它承受构筑物上下左右结构传下来的荷载，满足稳固耐久性要求；
10.所述填料基质部设置于所述承载部之内，是由不同粒径大小的功能性填料组成，形成异质性空隙结构，具有很好的过滤净水功能，可以抵挡船行波、水流和风浪的动力作用。
11.所述水生植物区设置于填料基质部之上，通过植物根系的吸附作用截留水中部分污染物，达到净化水质的效果。
12.可选地，所述承载部由第一层石笼、第二层石笼、第三层石笼及第四层石笼共四层格宾石笼逐层堆砌、首尾相接形成的围堰。
13.可选地，第一层石笼、第二层石笼、第三层石笼及第四层石笼的大小尺寸一致，向上束口以压实潜岛内部填料。
14.可选地，第一层石笼由两组石笼并排铺设，第二层石笼由一组石笼铺设，叠放在第一层石笼正中间；第三层石笼由一组石笼铺设，叠放在第二层石笼正中间；第四层石笼由一组石笼铺设，叠放在第三层石笼正中间。
15.可选地，石笼与填料基质之间采用反滤土工布，减缓水流风浪作用对生态潜岛的掏蚀损毁。
16.可选地，所述填料基质部包括从下往上依次铺设的第一填料层、第二填料层以及组合基质层。
17.可选地，所述组合基质层的厚度不小于20cm。
18.可选地，所述生态潜岛顶高程一般为常水位水以下10cm左右，以保证生态潜岛浅滩上水生动植物的生长栖息。
19.生态潜岛的构筑采用格宾石笼围堰加填筑天然基质或功能性填料，抛石重量根据格宾笼的材料和施工设备而定，一般以易于搬运和施工方便来设计。格宾石笼具备以下几点优势：
①
柔性好，放在河床底部，有很好的安全性；
②
表面粗糙度高，可以降低河流的流速；
③
对河床底部覆盖效果好，防止泥土被吸出，保持水土；
④
为植物根系的生长创造良好的环境；
⑤
有利于生态的多孔质环境产生；
⑥
河流多样流速产生，有利于水生生物的生存。
20.由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：生态潜岛的设计保留了自然蜿蜒曲折的形态，增加了河水漫滩几率，增加了无滞留、能量流和信息流的沟通、交换，有利于恢复河道生物多样性。工程建设形成了深潭、浅滩的效果，创造了厌氧好氧交替环境，有助于河道氮磷污染物去除。
附图说明
21.图1为本实用新型专利的格宾石笼和填料基质组成的生态潜岛的俯视图。
22.图2a为本实用新型专利在生态潜岛a-a处的纵向断面图。
23.图2b为本实用新型专利在生态潜岛b-b处的横向断面图。
24.图2c为本实用新型专利生态潜岛的格宾石笼大样图。
25.图中附图标记：1、承载部，2、水生植物区，3、组合基质层，4、第二填料层，5、第一填料层，6、反滤土工布，7、石笼盖板，8、石笼后板，9、石笼端板，10、石笼面板，11、石笼隔板，12、第一层石笼，13、第二层石笼，14、第三层石笼，15、第四层石笼。
具体实施方式
26.以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
27.以应用于湿地水处理的生态潜岛为例，请参阅图1、图2a、图2b及图2c。
28.本实用新型一种应用于湿地水处理的生态潜岛，其包括承载部1、组合基质层3和水生植物区2，组合基质层3铺设于承载部1之上，水生植物区2设置于组合基质层3之上。
29.在承载部1与组合基质层3之间设置反滤土工布6，减缓水流风浪作用对生态潜岛的掏蚀损毁。
30.组合基质层3由不同粒径大小的功能性填料组成，形成异质性空隙结构，具有很好的过滤净水功能，可以抵挡船行波、水流和风浪的动力作用。
31.水生植物区2选取芦苇、香蒲、菖蒲等水生植物进行栽植，营造水生植物群落景观，形成整体美观、独特的远视及近观兼备的效果。同时，也可通过植物根系的吸附作用截留水中部分污染物，达到净化水质的效果。
32.所述承载部1采用格宾石笼结构。所述格宾石笼如同具有多个隔间的矩形盒子，由若干石笼盖板7、石笼后板8、石笼端板9、石笼面板10、石笼隔板11加上底板围成。
33.具体而言，承载部1是由第一层石笼12、第二层石笼13、第三层石笼14及第四层石笼15共四层格宾石笼逐层堆砌、首尾相接形成的围堰。
34.第一层石笼12、第二层石笼13、第三层石笼14及第四层石笼15的大小尺寸一致，采用逐层叠加填筑，向上束口可以压实潜岛内部填料，结构稳定。第一层石笼12由两组石笼并排铺设，第二层石笼13由一组石笼铺设，叠放在下一层石笼正中间；依此类推，第三层石笼14和第四层石笼15按照此法叠放；在俯视的角度上，除第四层石笼15全部可见外，其余几层石笼均有一半可见。
35.所述格宾石笼结构给整个生态潜岛提供稳定的造型和可靠的承载力基础，它承受构筑物上下左右结构传下来的荷载，满足稳固耐久性要求。
36.各格宾石笼由粒径100～150mm的块石制成。
37.组合基质层3从下往上包括依次铺设的第一填料层5、第二填料层4以及组合基质层3。
38.第一填料层5由粒径20-50mm的功能性填料组成；其厚度根据实际需要调整。
39.第二填料层4由粒径16-32mm的功能性填料组成；其厚度根据实际需要调整。
40.组合基质层3由种植土和粒径为16-32mm的功能性填料混合组成，两者的用量体积比例为3︰2，种植土基本理化指标如表1所示：
41.表1 通用种植土基本理化指标
[0042][0043]
生态潜岛顶高程一般为常水位水以下10cm左右，以保证生态潜岛浅滩上水生动植物的生长栖息。
[0044]
本实用新型生态潜岛可以按照以下方式加以建造：
[0045]
首先，平整生态潜岛所在位置处河床，然后按照图纸开挖出生态潜岛底部基础，铺设底层格宾石笼，根据格宾石笼堆砌进度情况，现场使用机械依次填筑粒径20-50mm的第一填料层5、粒径16-32mm的第二填料层4和组合基质层3。
[0046]
其次，待生态潜岛主体结构安装填筑完毕后，开始注水，以刚刚淹没生态潜岛顶部为宜。
[0047]
最后，对生态潜岛和水生植物进行必要的养护，形成完整的生态潜岛。
[0048]
本实用新型生态潜岛进行形状优化设计而成，形成具有多空隙透水功能和抵抗水流、风浪破坏功能的透滤体结构。
[0049]
本实用新型生态潜岛兼有土方填筑造岛的优点，技术可靠、经久耐用，价格较为低廉；同时，该结构克服了土方填筑造岛结构不稳定，生态景观功能差的缺点，具有过滤净水效果好、生态景观美的特点，为水环境水动力条件改善和水质净化功能提升创造了很好的条件，可广泛应用于大中型河道、湖泊、湿地生态修复及污水深度处理等领域。
[0050]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。