具有生物净化功能的环境友好型隔根系统的制作方法

1.本实用新型涉及生态修复工程技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种具有生物净化功能的环境友好型隔根系统。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，水体黑臭、水质富营养化等各种水污染问题日益严重，逐渐威胁到人们的正常生产活动和生活品质，而水环境作为人类赖以生存的根本。近年来随着《水污染防治行动计划》等相关环境修复治理政策的发布，环境污染治理与生态系统修复问题已成为当前国内重点关注的课题。
3.水生植物是河湖生态系统的重要组成部分，具有显著的生态功能，通过植物的生长转移水体系统中的污染负荷，其发达的根系为微生物提供生长繁殖场所，分解水中污染物以供植物吸收，具有一定的吸收净化、澄清水质、抑制藻类等功能。因此，水生植物修复种植技术是修复治理城市河道、湖泊、池塘等水域环境水污染处理、水质修复、水生态恢复与构建的重要手段。在流域综合治理项目、海绵城市建设项目和河湖生态修复项目中无一不大量运用水生植物，但在其应用过程中也出现了各种棘手问题。
4.项目设计方案阶段，设计师会根据水生植物各类群所特有的景观视觉效果和水质净化等生态功能，同时运用景观设计学和美学等设计原则对水生植物种植进行方案设计。但是在实际中，大部分常用的水生植物如芦苇、香蒲、茨菇、再力花等挺水植物具有很强繁殖力和生态侵占性，常在项目实施完成后的1-3年，相邻的水生植物会出现侵蚀其他植物的现象，即项目初期相邻植物不会表现出相互影响，但随着时间推移，区域内侵占性强的植物会完全替代相邻的一种植物或整个区域植物的生长空间。致使水生植物生物多样性减少，对当初设计方案的景观效果和生态净化功能都会有极大影响。此外，对于没有约束挺水植物生长空间措施的项目，当生长环境适宜时，侵占性强的植物会经过1-2个生长繁殖季，侵占河湖大部分空间，给具有行洪功能的水体带来负面影响，同时对于项目运维养护单位，在项目运维阶段需投入大量额外的人力、财力、物力进行劳动强度大、效率低的收割、运输和处理处置杂乱生长的植物。
5.目前行业内对于限制挺水植物无序生长的工艺措施主要有用pvc板或pvc塑料布对植物隔根工艺和运用松木桩或杉木桩进行植物围隔的措施。用pvc板或pvc塑料布进行植物隔根的做法，此类方法无疑是将人工合成不可降解的化学产品污染物移入环境中，不利于环境保护。同时强行阻断和破坏隔根措施两侧的自然生态系统的能量流动和物质循环，阻碍各类生物活动，不利于生态系统自然演替和自行修复。对于运用松木桩或杉木桩进行植物围隔，在实施效果方面，经调研实际实施后情况，对短根系植物生长具有一定约束效果，但对于芦苇等长根系植物作用较小。在景观效果方面，若木桩施工质量不到位，木桩无论从高低和直径大小，还是线形等各方面的展现效果都会给景观效果带来负面影响。在造价方面，松木桩和杉木桩单方造价约2000-3000元/m3费用偏高。在运维养护方面，河道中木桩的设立会对今后水体再实施清淤工程形成阻碍，同时也不利于国有资产的保护。在资源
利用方面，大量木桩的使用会对森林资源造成过度利用，不利于环境保护。因此，寻找一种低价的、生态的、环境友好型的水生植物隔根技术极其有必要。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对流域综合治理项目、海绵城市建设项目和河湖生态修复项目中常用的景观效果好，水质净化能力强，但具有很强繁殖力和生态侵占性的挺水植物，常在项目实施完成后1-3年内，侵占相邻或区域内水生植物生长空间的问题，提出一种具有生物净化功能的环境友好型隔根系统技术。
7.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种具有生物净化功能的环境友好型隔根系统，沿着挺水植物种植样线为起始边，向水体中心一侧为宽度边、以水体底部标高为基准，向下扩挖隔离槽单元，在隔离槽单元中填充填料单元，使隔离槽顶部向下空间依次形成有氧区、兼氧区和厌氧区。
8.优选的是，挺水植物为浅根系型时，隔离槽单元的宽度边设置为至少20cm、深度设置为至少30cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
9.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层、表层填料层和设置于表层填料层内上部的表层处隔离无纺布层。
10.优选的是，所述底层填料层由粒径为2-4cm的碎石或砾石按孔隙率35-45％铺设而成；
11.所述填料分界处无纺布层覆盖铺满整个底层填料层顶面；
12.所述表层处隔离无纺布层将表层填料层分隔为表层填料层下部为兼氧区，表层填料层上部为有氧区；所述表层填料层由粒径为0.5-2cm的碎石或砾石按孔隙率30-35％铺设而成。
13.优选的是，挺水植物为深根系型时，隔离槽单元的宽度边设置为至少40cm、深度设置为至少80cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
14.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层、表层填料层和设置于表层填料层内上部的表层处隔离无纺布层。
15.优选的是，所述底层填料层由粒径为2-4cm的碎石或砾石按孔隙率35-45％铺设而成；
16.所述填料分界处无纺布层覆盖铺满整个底层填料层顶面；
17.所述表层处隔离无纺布层将表层填料层分隔为表层填料层下部为兼氧区，表层填料层上部为有氧区；所述表层填料层由粒径为0.5-2cm的碎石或砾石按孔隙率30-35％铺设而成。
18.优选的是，所述底层填料层由粒径为2-4cm的石灰石、火山岩或包埋菌剂按孔隙率35-45％铺设而成；
19.所述填料分界处无纺布层覆盖铺满整个底层填料层顶面；
20.所述表层处隔离无纺布层将表层填料层分隔为表层填料层下部为兼氧区，表层填料层上部为有氧区；所述表层填料层由粒径为0.5-2cm的石灰石、火山岩或包埋菌剂按孔隙率30-35％铺设而成。
21.优选的是，挺水植物为深根系型时，隔离槽单元的宽度边设置为至少40cm、深度设
置为至少80cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
22.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层、中层填料层、表层处隔离无纺布层和表层填料层。
23.优选的是，所述底层填料层由粒径为4-15cm的石灰石、火山岩或包埋菌剂按孔隙率45-55％铺设而成；
24.所述填料分界处无纺布层覆盖铺满整个底层填料层顶面；
25.所述中层填料层由粒径为2-4cm的石灰石、火山岩或包埋菌剂按孔隙率35-45％铺设于填料分界处无纺布层之上；
26.在铺设中层填料层顶面铺设表层处隔离无纺布层；
27.在表层处隔离无纺布层上铺设表层填料层，所述表层填料层为由粒径为0.5-2cm的碎石、砾石、石灰石、火山岩或包埋菌剂按孔隙率30-35％铺设20cm厚而成。
28.本实用新型至少包括以下有益效果：
29.(1)本实用新型首先沿着植物设计方案实施放线后的种植分区样线，向水体中心一侧扩挖宽度至少20cm，深度至少30cm，长度按方案中各植物分区设计的长度进行开挖沟槽，具体尺寸依据植物种类进行调整，然后在沟槽内添置砾石、碎石或石灰石等其他材质填料，形成新型植物隔根系统技术和水体内地埋式湿地净化系统技术。不仅可有效解决植物杂乱生长问题，还提高植物体对高流速水体冲击的能力，提高存活率，降低施工期成本，同时还会为各种本底微生物提供不同含氧生境和附着空间，与水生植物共同形成地埋式湿地系统，为强化水体自身生态系统的水质净化能力和提升水体生态系统生物多样性奠定基础，从根本上强化了水体生态系统本身的水质净化功能。
30.(2)本实用新型采用了河道砾石、碎石或石灰石等其他功能性材质填料，碎石不仅造价上较木桩有巨大优势，同时具有可以就地取材、使用寿命长等优点。此外，对今后水体清淤工程再实施时不产生负面影响，可直接挖出冲洗、回收再利用，不仅不会使自然资源造成浪费，更不会使国家财产造成损失。
31.(3)本实用新型可依据不同植物种类的生长特点、侵占特性，灵活调整沟槽开挖量和填料材质、使用量，对不同种类植物的针对性强，可极大减少项目运维期关于收割、运输和处理处置随意生长植物产生的大量额外工作和费用，同时可时对维持设计方案的景观视觉效果和生态净化功能提供最大帮助。
32.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
33.图1是简易浅根系型隔根系统示意图；
34.图2是简易深根系型隔根系统示意图；
35.图3是复杂浅根系型隔根系统示意图；
36.图4是复杂深根系型隔根系统示意图。
37.附图标记说明：1隔离槽单元，2填料单元，3表层填料层，4表层处隔离无纺布层，5填料分界处无纺布层，6底层填料层，7中层填料层。
具体实施方式
38.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
39.在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.防止河湖塘等水体内挺水植物杂乱生长的环境友好型隔根系统技术兼顾河湖塘水体内地埋式湿地净化系统技术。所述系统技术包括简易型和复杂型两类，又根据挺水植物根部特点各分为浅根型和深根型两种。简易型和复杂型系统技术结构都主要由隔离槽单元和填料单元构成。其中，深根型针对的是芦苇、再力花、荷花等植物，浅根型针对的是香蒲、藨草等植物。
41.通过在水体内构建隔离槽单元使侵占型挺水植物与普通水生植物之间形成物理隔离空间，防止生态侵占力强的植物种类通过根部对其他植物进行侵吞。在隔离槽基础上，向其内填充填料，从隔离槽顶部向下空间依次形成有氧区、兼氧区和厌氧区，从而为水体各类型本底微生物提供不同的含氧生存环境，为本底微生物群落扩培和恢复形成有利条件。种植挺水植物后部分根会与填料紧密结合，强化植物体抗击高流速水体的冲击，提高存活率，减少施工成本，同时形成地埋式湿地系统，为强化水体自身生态系统的水质能力和提升水体生态系统生物多样性奠定基础。此外，在填料单元特殊位置处设置一定规格的无纺布，防止水体沉沙泥堵塞填料和不同粒径填料间的相互影响，提高系统技术整体的功能效果。
42.实施例1～4示出了本实用新型的多种优选实施方式。
43.实施例1
44.简易浅根系型
45.如图1所示，沿着挺水植物种植样线为起始边，向水体中心一侧为宽度边、以水体底部标高为基准，向下扩挖隔离槽单元，在隔离槽单元中填充填料单元，使隔离槽顶部向下空间依次形成有氧区、兼氧区和厌氧区，使不同挺水植物通过隔离槽单元分隔，防止生态侵占力强的植物种类通过根部对其他植物进行侵吞。
46.挺水植物为浅根系型时，隔离槽单元的宽度为30cm、深度为40cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置。
47.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层作为填料分界、表层填料层和设置于表层填料层内上部的表层处隔离无纺布层。
48.所述底层填料层由粒径为2-4cm的碎石按孔隙率35-45％铺设10cm厚而成；
49.所述填料分界处无纺布层为铺设完底层填料层后，覆盖铺满整个底层填料层顶面。
50.所述表层处隔离无纺布层为先铺设表层填料层20cm厚后形成兼氧区，将表层处隔离无纺布层覆盖铺满兼氧区顶面，所述表层处隔离无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布，最后再铺厚度10cm的表层填料层形成有氧区；所述表层填料层由粒径为0.5-2cm的碎石按孔隙率30-35％铺设而成。
51.实施例2
52.简易深根系型
53.如图2所示，挺水植物为深根系型时，隔离槽单元的宽度边设置为50cm、深度设置为100cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
54.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层作为填料分界、表层填料层和设置于表层填料层内上部的表层处隔离无纺布层。
55.所述底层填料层由粒径为2-4cm的砾石按孔隙率35-45％铺设40cm厚而成；
56.所述填料分界处无纺布层为铺设完底层填料层后，覆盖铺满整个底层填料层顶面，所述填料分界处无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布；
57.所述表层处隔离无纺布层为铺设表层填料50cm厚后，将表层处隔离无纺布层覆盖铺满已铺设的表层填料层顶面，最后再铺厚度10cm的表层填料层；所述表层处隔离无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布，所述表层填料层为由粒径为0.5-2cm的砾石按孔隙率30-35％铺设而成。
58.实施例3
59.复杂浅根系型
60.如图3所示，挺水植物为浅根系型时，隔离槽单元的宽度边设置为30cm、深度设置为40cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
61.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层作为填料分界、表层填料层和设置于表层填料层内上部的表层处隔离无纺布层。
62.所述底层填料层由粒径为2-4cm的火山岩按孔隙率35-45％铺设10cm厚而成；
63.所述填料分界处无纺布层为铺设完底层填料层后，覆盖铺满整个底层填料层顶面，所述填料分界处无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布；
64.所述表层处隔离无纺布层为铺设表层填料20cm厚后，将表层处隔离无纺布层覆盖铺满已铺设的表层填料层顶面，最后再铺厚度10cm的表层填料层；所述表层处隔离无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布，所述表层填料层由粒径为0.5-2cm的石灰石按孔隙率30-35％铺设而成。
65.实施例4
66.复杂深根系型
67.如图4所示，挺水植物为深根系型时，隔离槽单元的宽度边设置50cm、深度设置为100cm、长度按不同挺水植物的分区长度设置；
68.所述填料单元自下而上包括：底层填料层、填料分界处无纺布层、中层填料层、表层处隔离无纺布层和表层填料层。
69.所述底层填料层由粒径为4-15cm的火山岩按孔隙率45-55％铺设40cm厚而成；所述填料分界处无纺布层为铺设完底层填料层后，覆盖铺满整个底层填料层顶面，所述填料分界处无纺布层采用的无纺布规格为200g/m2的无纺布；所述中层填料层由粒径为2-4cm的石灰石按孔隙率35-45％铺设于填料分界处无纺布层之上40cm厚；铺设中层填料层后铺设表层处隔离无纺布层，覆盖铺满中层填料层顶面的规格为200g/m2的无纺布；在表层处隔离无纺布层上铺设表层填料层，所述表层填料层为由粒径为0.5-2cm的砾石按孔隙率30-35％铺设20cm厚而成。
70.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中
所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。