沉水植物漸沉式種植裝置的製作方法

2023-11-10 06:19:52

專利名稱：沉水植物漸沉式種植裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及生態環境技術領域，特別涉及一種應用於湖泊、河流、城市河道的水環境治理及水生態修復工程中的可重複利用的沉水植物漸沉式種植裝置。
背景技術：
受經濟社會高速發展的影響，目前我們江河湖泊水體汙染日趨惡化，湖泊富營養化嚴重，水生生態系統退化嚴重。隨著水體汙染與治理研究的進一步深入，目前實驗室規模的研究普遍認為，與物化技術相比，通過生態修復與重建的方法恢復水體中的水生植被群落來治理水體汙染和湖泊富營養化是一種比較理想的汙染治理技術途徑。在水生植物的生態類群中，沉水植物因為其根莖葉完全浸沒在水中與水的關係最為密切，並佔據著水生生態系統的關鍵界面，對於維持水生生態系統的平衡、改善水體水質和富營養化狀況都具有舉足輕重的作用，對水體生產力及生物地球化學循環都具有非常重要的影響。沉水植物的恢復通常被認為是水生態修復成功的重要標誌。然而在實際的汙染水體生態修復工程中，由於光照、水質、底質等的影響，沉水植被著床困難，恢復難度極大，是河湖汙染水體的生態修復的重點和難點。如何解決沉水植被恢復過程中面臨的水體光補償深度低、水下光照條件弱的問題，目前還沒有十分有效的技術措施。在汙染水體的生態修復中，由於透明度低，水下光照條件嚴重不足，依靠自然條件下沉水植物繁殖體進行植被恢復受到季節和環境因素的嚴格限制，無法實現既定的生態恢復目標。目前普遍採用的是人工手段進行沉水植物的移栽和種植。通常採用的方法有叉栽法、拋栽法、容器育苗種植法等。這種傳統的種植方法在水深較淺、水體透明度和底質等環境條件較好、水位可調控的封閉水體較為適用。在透明度低、底質環境惡劣及開敞水域條件下具有一定的局限性，種植成活率低，植被恢復困難。為解決透明度低、底質條件惡劣等條件下的沉水植被先鋒種群恢復問題，有關學者和研究人員也進行了大量的研究探索工作。中國專利CN101720633A公開一種沉水植物水下生長裝置，通過支撐架將種植有沉水植物的網袋置於水體中，抬高了沉水植物的生長基面。這種裝置比較簡單，但不具有可調節和可回收性。中國專利CN101444167公開一種種植沉水植物的裝置和方法，其利用鐵皮做成長方形箱體作為可回收式種植沉水植物裝置，利用該裝置可一次性將沉水植物種植到水體底部，並可防止水流衝刷等造成的種苗浮起。中國專利CN101356881A公開一種可升降沉水植物生長床及其製作和應用方法，該裝置由床體、浮力調控系統、固定系統、深度調節系統以及植物及其生長基質五部分組成，可為現有自然條件難以進行沉水植物恢復的水體提供一個載體。該裝置設計複雜，單體結構尺寸巨大，主要適用於非常惡劣條件下的生態修複試驗，不適合在大面積的沉水植物恢復工程中使用。中國專利CN201 369957公開一種由種植床、固定導向杆、升降裝置構成的沉水植物種植床，可通過繩索調節植物生長高度實現在低透明度或深水中種植沉水植物的問題。該發明是僅針對單體的概念設計，且設計中並沒有考慮大面積沉水植物恢復時的規模化種植問題，且沒有對材料設備的持續利用進行針對性設計，在拆除可利用的材料時將破壞種植床上的沉水植物。為此，在汙染水體的生態修復的過程中，探尋一種可回收的、適合於初期恢復條件惡劣、大面積和規模化沉水植物恢復的種植裝置是非常必要的。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種應用於湖泊、河流、城市河道的水環境治理及水生態修復工程中的可重複利用的沉水植物漸沉式種植裝置，可克服透明度低、底質環境惡劣等條件下的沉水植被先鋒種群恢復困難、傳統沉水植物種植裝置重複回收利用困難、沉水植被規模化種植困難等諸多現實問題。本發明的一種沉水植物漸沉式種植裝置，包括可種植沉水植物的載體層，還包括浮力層、升降調節系統和透明度測量裝置，所述浮力層為可拆卸的組合式框架結構，並在所述框架結構上設有多個浮球，所述升降調節系統包括定滑輪和設在定滑輪上的標繩，所述定滑輪固定在所述浮力層上，所述浮力層通過標繩與所述載體層相連。本發明所述浮力層為木質材料的外圍邊框，邊框四周通過榫頭相連。本發明所述外圍邊框的長度為2m-3m，寬度為l_2m。本發明所述外圍邊框上每隔20cm-30cm固定一個所述浮球。本發明所述浮球為塑料質空心浮球，浮球的直徑不小於20cm，壁厚不小於0.2cm。本發明所述透明度測量裝置由測量圓盤、鉛垂體和測量繩構成，測量圓盤、鉛垂體、測量繩三個部分依次螺紋連接，所述測量繩與所述浮力層固定相連。本發明所述 測量圓盤為黑白相間的圓形盤，材質為塑料、鐵皮中的一種。本發明所述鉛垂體圓錐體，材質為鉛質、銅質或不鏽鋼材質中的一種。本發明所述浮力層的四角處各固定一個所述定滑輪，並每個定滑輪上固定一根所述標繩，標繩穿過所述載體層頂角處的穿繩孔後固定在浮力層上。本發明所述標繩為一根具有標示刻度節點的細繩,細繩上每IOcm作一個標示點。本發明所述載體層由載體支架、固定在載體支架上的土工格柵構成，並在所述載體層的四角處各設有供所述標繩穿過的穿繩孔。本發明所述載體支架和土工格柵均為可降解材質。通過以上技術方案，本發明的沉水植物漸沉式種植裝置，採用可拆卸組合式框架結構作為浮力層，成為一種可回收的、適合於初期恢復條件惡劣、大面積和規模化沉水植物恢復的種植裝置，該裝置可通過陸上的工廠化拼裝後在大面積進行沉水植物種植時使用，沉水植物種植完成後，該裝置的浮力層、透明度測量裝置和升降調節系統均可回收重複利用。本發明具有結構簡單，操作簡便、施工方便、可重複回收利用、可根據水體狀況調節沉水植物種植深度等優點，體現低碳、環保等理念，具有很好的經濟性、實用性及廣泛的適用性。


圖1本發明沉水植物漸沉式種植裝置的具體結構圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明一種沉水植物漸沉式種植裝置，包括可種植沉水植物的載體層4，還包括浮力層1、升降調節系統2和透明度測量裝置，浮力層I為可拆卸的組合式框架結構，並在框架結構上設有多個浮球12，升降調節系統2包括定滑輪21和設在定滑輪上的標繩22，定滑輪21固定在浮力層I上，浮力層I通過標繩22與載體層4相連。本發明採用可拆卸組合式框架結構作為浮力層，實現了沉水植物種植裝置的可回收性，同時可以在工廠加工生產，實現大規模的生產應用，具有很好的經濟性、實用性。其中，上述浮力層I為木質材料的外圍邊框11，邊框四周通過榫頭相連。外圍邊框11的長度為2m-3m,寬度為l_2m。外圍邊框11上每隔20cm-30cm固定一個浮球12。木質外圍邊框其斷面寬度6 8cm，高度8 10cm。浮球12為塑料質空心浮球，浮球的直徑不小於20cm，壁厚不小於0.2cm。浮力層也可以為其他材料，只要便於拆卸組裝，並為整個裝置提供必要的浮力支撐。上述載體層4由可降解材料工程，其主要由載體支架41、固定在載體支架上的土工格柵43構成，並在載體層的四角處各設有供標繩22穿過的穿繩孔42。標繩22為一根具有標示刻度節點的細繩，細繩上每IOcm用寬度0.5 Icm的錫鐵皮包裹作為標示點。載體支架41主要由竹片、木條等自然環保材料構成，土工格柵具有可降解性，將它們用繩子綁定在一起共同構成載體結構，載體層的尺寸與浮力層匹配。透明度測量裝置由測量圓盤32、鉛垂體33和測量繩31構成，測量圓盤32、鉛垂體33、測量繩31三個部分依次螺紋連接，測量繩31與浮力層I固定相連。測量圓盤32為一直徑20 30cm、黑白相間的圓形塑料或鐵皮，鉛垂體33為5cm左右、具有防鏽功能的鉛質、銅質或不鏽鋼材質圓錐體，測量繩31為一根具有標示刻度節點的細繩，細繩上每IOcm用寬度0.5 Icm的錫鐵皮包裹作為標示點。透明度測量裝置用以測量工程區域水體的透明度，為種植沉水植物提供光照方面的技術參考。升降調節系統2主要由四個手搖定滑輪21和四根每IOcm具有標示刻度節點的標繩22構成，用以調節沉水植物在 水體中的深度位置，每個定滑輪固定在浮力層的一個頂角處。在裝置製作時，上述四個部分均可進行工廠化製作組裝。具體實施時，為沉水植物提供生長和託付的載體層4置於裝置下層，為裝置提供固定連接作用和浮力支撐的浮力層I置於上層，透明度測量裝置直接利用測量繩31綁定在浮力層I上；載體層4和浮力層I通過升降調節系統2聯繫在一起，四個塑料手搖定滑輪21分別固定在浮力層邊框四角處，標繩22的一端固定在定滑輪中心，另一端穿過載體層四角處的穿繩孔42後，固定於浮力層框架上。在具體的生態修復現場施工時，可事先將浮力層1、載體層4、透明度測量裝置、升降調節系統2組裝完成後運至工程現場後放入水體，並通過升降調節系統2調節載體層4在水面下50cm內以便於沉水植物種植，沉水植物可通過盆栽或植物毯的方式置於載體層上，然後利用透明度測量裝置測量水體透明度，通過定滑輪21轉動控制載體層4在水中的升降，確保載體層4位置最大不超過兩倍水體透明度水深的位置。在規模化種植時，本發明的沉水植物漸沉式種植裝置可通過塑料繩等綁紮固定在一起。隨著工程水域水體透明度的提高，在種植管理後期逐步將植物載體層4降至工程水域底部。至此，沉水植物種植過程結束。此時，可解開浮力層四角的標繩21，將浮力層1、透明度測量裝置和升降調節系統2回收後重複利用。
權利要求
1.一種沉水植物漸沉式種植裝置，包括可種植沉水植物的載體層(4)，其特徵在於，還包括浮力層(I)、升降調節系統(2)和透明度測量裝置，所述浮力層(I)為可拆卸的組合式框架結構，並在所述框架結構上設有多個浮球(12)，所述升降調節系統(2)包括定滑輪(21)和設在定滑輪上的標繩(22)，所述定滑輪(21)固定在所述浮力層(I)上，所述浮力層(I)通過標繩(22)與所述載體層(4)相連。
2.根據權利要求1所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述浮力層(I)為木質材料的外圍邊框(11)，邊框四周通過榫頭相連。
3.根據權利要求2所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述外圍邊框(11)的長度為2m-3m,寬度為l_2m。
4.根據權利要求2所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述外圍邊框(11)上每隔20cm-30cm固定一個所述浮球(12)。
5.根據權利要求1或4所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述浮球(12)為塑料質空心浮球，浮球的直徑不小於20cm,壁厚不小於0.2cm。
6.根據權利要求1所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述透明度測量裝置由測量圓盤(32)、鉛垂體(33)和測量繩(31)構成，測量圓盤(32)、鉛垂體(33)、測量繩(31)三個部分依次螺紋連接，所述測量繩與所述浮力層(I)固定相連。
7.根據權利要求6所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述測量圓盤(32)為黑白相間的圓形盤，材質為塑料、鐵皮中的一種。
8.根據權利要求 6所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述鉛垂體(33)圓錐體，材質為鉛質、銅質或不鏽鋼材質中的一種。
9.根據權利要求1所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述浮力層(I)的四角處各固定一個所述定滑輪(21)，並每個定滑輪上固定一根所述標繩，標繩(22)穿過所述載體層頂角處的穿繩孔(42)後固定在所述浮力層上。
10.根據權利要求9所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述標繩(22)為一根具有標示刻度節點的細繩，細繩上每IOcm作一個標示點。
11.根據權利要求1所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述載體層(4)由載體支架(41)、固定在載體支架(41)上的土工格柵(43)構成，並在所述載體層的四角處各設有供所述標繩穿過的穿繩孔(42)。
12.根據權利要求11所述的沉水植物漸沉式種植裝置，其特徵在於，所述載體支架(41)、土工格柵(43)均為可降解材質。
全文摘要
本發明提供一種可重複利用的沉水植物漸沉式種植裝置，包括可種植沉水植物的載體層，還包括浮力層、升降調節系統和透明度測量裝置，所述浮力層為可拆卸的組合式框架結構，並在所述框架結構上設有多個浮球，所述升降調節系統包括定滑輪和設在定滑輪上的標繩，所述定滑輪固定在所述浮力層上，所述浮力層通過標繩與所述載體層相連。本發明具有結構簡單，操作簡便、施工方便、可重複回收利用、可根據水體狀況調節沉水植物種植深度等優點，體現低碳、環保等理念，具有很好的經濟性、實用性及廣泛的適用性。
文檔編號A01G31/00GK103181306SQ201110455978
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者程南寧, 陳煜權, 張俊, 胡偉 申請人:上海勘測設計研究院