立体式生态系统型浮动湿地的制作方法

1.本实用新型涉及湖泊、河流、池塘等水域的水环境原位生态处理技术，属于水生态修复技术领域，尤其涉及立体式生态系统型浮动湿地。


背景技术：

2.随着我国城市化、工业化进程的加快，工农业迅速发展，人口剧增，湖泊、河流、池塘等地表水水体受到了不同程度的污染，水体污染和富营养化问题日益突出，水质严重恶化，直接影响了水体的质量和景观，并危害着牲畜和人类的健康。因此，寻求一种既能削减水体富营养化程度，又能美化环境的方法。在国家大力推行生态文明建设的背景下，我国对地表水治理理念逐步由工程治理逐渐向生态修复转变，生态浮岛是一种有效改善水质、提高水生态和景观性的重要手段。
3.目前，生态浮岛通常采用聚苯乙烯发泡板、pvc板管、拼装式浮盘、浮盆及浮岩(火山石)等浮体结构和种植篮(层)构成。这类浮岛材料具有比重小、耐腐蚀性强、容易加工等优点。但限于需要一定比例的浮体提供浮力，生态浮岛湿生植物基盖度不足，浮岛单体不能充分被覆盖隐藏。且浮岛形式、形状相对单一，景观效果差。
4.同时，生态浮岛材质通常光滑，而湿生植物根系提供附着面积有限、水中微生物难以着生，这使得微生物群落结构和数量不能满足水质净化功能。也不能提供良好和足够的水陆交错带湿地生境，这使得生态浮岛不能提供优质的水陆过渡的湿地生境、完善水生态系统群落结构等生态系统服务功能。
5.再者，现有生态浮岛稳定性差、易于破损、风化，使用寿命往往有限，而且所产生的废弃物往往不能再生利用、会造成二次污染，为此我们提出了一种用于地表水生态修复的浮动湿地构建系统。
6.针对湖泊、河流、池塘等水域特点及现有生态浮岛实施情况，使生态浮岛更好的发挥水质净化和景观作用，实际应用中需解决的问题如下：
7.(1)现有生态浮岛湿生植物基盖度不足，浮岛单体不能充分被覆盖隐藏的问题。
8.(2)现有生态浮岛形式、形状相对单一，景观实施效果差的问题。
9.(3)现有生态浮岛结构简单，微生物附着面积有限，难以生存，水质净化效果差的问题。
10.(4)现有生态浮岛结构单一，只能依靠水植物净化表层水体，对深层水体缺乏净化能力的问题。
11.(5)浮岛植物难以过冬，第二年需要重新种植的问题。
12.(6)现有生态浮岛稳定性差，难以抵抗大风大雨，适用范围受限，只能使用于面积小，水流速低的河湖，难以用于大面积水域的问题。
13.(7)现有生态浮岛易于破损、风化，使用寿命往往有限，而且所产生的废弃物往往不能再生利用、会造成二次污染的问题。
14.针对上述问题，本技术提出一种于湖泊、河流、池塘等水域的水环境原位生态处理
技术的浮动湿地。


技术实现要素：

15.鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供立体式生态系统型浮动湿地，采用人工湿地原理，从水面、水下和水底三个维度进行拓展，增强了微生物的附着面积，对表层水和深层水同时具有良好的净化作用，同时该浮动湿地具有充分隐藏和使用寿命长的优点。
16.为了实现上述目的，本实用新型提供了立体式生态系统型浮动湿地，设置于水中，所述立体式生态系统型浮动湿地包括浮床框架、浮力球、固定绳以及沉床；
17.所述浮床框架具有容纳腔，所述容纳腔内部设置有床体填料，所述床体填料用于种植水生植物；
18.所述浮力球设置于所述浮床框架下方并用于使所述浮床框架浮在水面；
19.所述沉床位于所述浮床框架下方并与所述浮床框架间隔设置，所述固定绳连接所述沉床和所述浮床框架。
20.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述床体填料包括由上至下依次设置的种植土层、棕榈隔层和陶粒层，所述种植土层用于种植所述水生植物。
21.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述浮床框架的侧壁设置有与所述陶粒层连通的过水孔，所述过水孔设置为在所述浮床框架固定后位于水面下方。
22.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，
23.所述浮床框架的底壁设置有与所述陶粒层连通的底部孔；
24.所述立体式生态系统型浮动湿地还包括隔板，所述隔板设置在所述陶粒层与所述底部孔之间，以防止所述陶粒层中的颗粒通过所述底部孔掉入水中。
25.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述浮床框架和所述沉床间还连接有连接绳，所述连接绳上设置有纤维水草。
26.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述浮床框架内设置有分隔壁，所述分隔壁将所述容纳腔划分为多个子腔，所述棕榈隔层和所述种植土层位于所述分隔壁上方。
27.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述分隔壁设置有透水孔，所述透水孔与相邻两个子腔连通。
28.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述浮力球的数量为9个，且所述9个浮力球成矩阵分布。
29.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，所述沉床的位于所述纤维水草外侧的部分设置有沉水植物。
30.本实用新型的有益效果如下：
31.(1)打破了现有生态浮岛、浮床以盆栽或挖孔种植的结构形式，解决了浮岛、浮床植物基盖度不足，浮体不能充分被覆盖隐藏的问题。
32.(2)采用了立体式生态系统浮动湿地结构，水面、水下、水底三层结构，微生物附着面积更大，解决了现有浮岛只能依靠水植物净化表层水体，对深层水体缺乏净化能力的问题。
33.(3)采用特殊的浮床结构，浮床内设床体填料，采用人工湿地原理，利用植物根系 微生物 床体填料联合作用降解水体污染物，降解效率较现有浮岛更高，同时床体填料保护植物根系，解决了现有浮岛处理效果差、需每年重新种植的问题。
附图说明
34.图1是本实用新型的整体结构示意图。
35.图2是本实用新型中浮床框架的俯视结构示意图。
36.图3是本实用新型中截面结构示意图。
37.图4是本实用新型中隔板的俯视结构示意图。
38.其中，附图标记说明如下：
39.1、浮床框架；2、浮力球；3、固定绳；4、沉床；5、容纳腔；6、种植土层；7、棕榈隔层；8、陶粒层；9、过水孔；10、水生植物；11、底部孔； 12、隔板；13、连接绳；14、纤维水草；15、分隔壁；16、透水孔；17、沉水植物。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
42.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
43.下面参照附图来详细说明根据本技术的立体式生态系统型浮动湿地，其适用于湖泊、河流、池塘等水体，具有良好的净化水质的作用。
44.如图1、图2、图3和图4所示，立体式生态系统型浮动湿地设置于水中，立体式生态系统型浮动湿地包括浮床框架1、浮力球2、固定绳3以及沉床4。
45.浮床框架1具有容纳腔5，容纳腔5内部设置有床体填料，床体填料用于种植水生植物10；浮力球2设置于浮床框架1下方并用于使浮床框架1浮在水面。沉床4位于所述浮床框架1下方并与浮床框架1间隔设置，固定绳 3连接沉床4和浮床框架1。
46.沉床4由石笼和人工鱼礁组成，沉床4四周为镀锌钢丝石笼，石笼框架中间为人工鱼礁和石笼组成，石笼具有固定沉床4框架，防止石块随水流走动作用，人工鱼礁可为鱼类及其他水生生物提供隐蔽、繁殖场所，增加水体生物多样性，沉床4框架边缘可种植沉水植物17，沉床4的面积大于浮动床体面积，避免上层浮动净化床体遮挡进入沉床4中的光线而影响沉水植物17 生的问题。
47.床体填料包括由上至下依次设置的种植土层6、棕榈隔层7和陶粒层8，种植土层6用于种植水生植物10。水生植物10选择根系发达、多年生、以根茎繁殖为主、景观效果好的水生植物10，如：黄花鸢尾、千屈菜、芦苇、菖蒲、梭鱼草等。
48.浮床框架1的侧壁设置有与陶粒层8连通的过水孔9，过水孔9设置为在浮床框架1固定后位于水面下方，当浮床框架1相对固定后，过水孔9位于水面下方。种植土层6由营养土或肥沃土壤填充，厚度为5-15cm,用于固定植物，为植物生长提供条件；棕榈隔层7由棕榈丝或椰棕丝填充，厚度为 5-10cm，用于隔离土壤，防止土壤下沉，同时保证植物根系通过；陶粒层8 由轻质陶粒和炉渣填充，陶粒与炉渣体积比为2:1，填充厚度为15-25cm,陶粒层8浸于水下，陶粒及炉渣比表面积更大，有利于微生物附着，净化河道表层水体。在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，浮床框架1 的底壁设置有与陶粒层8连通的底部孔11；立体式生态系统型浮动湿地还包括隔板12，隔板12设置在陶粒层8与底部孔11之间，以防止陶粒层8中的颗粒通过底部孔11掉入水中。隔板12孔径为0.5-2cm，防止陶粒及炉渣颗粒漏入水中，同时保障植物根系可正常通过。底部孔11的设置能够保障水流向陶粒层8，并且进一步减小整个浮动湿地的水阻，有利于进行良好的固定。
49.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，浮床框架1的底部和沉床4间还连接有连接绳13，连接绳13上设置有纤维水草14。纤维水草 14按浮床面积的10％-20％配置，纤维水草14上形成一层生物膜，可降解水中有机物，对污染水体起到一定净化作用。
50.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，浮床框架1内设置有分隔壁15，分隔壁15将容纳腔5划分为多个子腔，棕榈隔层7和种植土层6位于分隔壁15上方；分隔壁15设置有透水孔16，透水孔16与相邻两个子腔连通。
51.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，浮力球2的数量为 9个，且9个浮力球2成矩阵分布。浮力球2与床体采用短绳索连接，每个浮床框架1连接9个浮力球2，分别连接在浮床框架1的四角、分隔壁15中间处及四个顶点处，浮力球2为空心pe、hdpe材质，直径为15-20cm。
52.在根据一些实施例的立体式生态系统型浮动湿地中，沉床4的位于纤维水草14外侧的部分设置有沉水植物17。沉水植物17有利于在水底形成一个完整的生态循环系统，净化水质的同时，能够作为食物为水生动物提供食物来源，从而增加水生动物的多样性。
53.综上所述，本实用新型的有益效果如下：(1)打破了现有生态浮岛、浮床以盆栽或挖孔种植的结构形式，解决了浮岛、浮床植物基盖度不足，浮体不能充分被覆盖隐藏的问题。(2)采用了立体式生态系统浮动湿地结构，水面、水下、水底三层结构，微生物附着面积更大，解决了现有浮岛只能依靠水植物净化表层水体，对深层水体缺乏净化能力的问题。(3)采用特殊的浮床结构，浮床内设床体填料，采用人工湿地原理，利用植物根系 微生物 床体填料联合作用降解水体污染物，降解效率较现有浮岛更高，同时床体填料层保护植物根系，解决了现有浮岛处理效果差、需每年重新种植的问题。