[发明专利]一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置

说明书

技术领域

本发明涉及河湖水质净化与生态修复领域，涉及一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置，特别涉及一种可根据水体透明度变化与水位变化调节沉块与浮块在水体中的位置，以达到立体耦合净化水体的效果，并可为水生生物提供栖息环境，有利于水生生态系统健康的装置。

背景技术

我国目前河湖水污染问题严重，众多湖泊呈现富营养化，水生态系统不断退化，水体的自净能力不断弱化。如何提高河湖水域的自净能力，改善日趋恶化的河湖水环境，修复退化或受损的水生生态系统，是目前水环境保护中的主要问题。

目前国际上采用的河湖水体净化与生态修复技术主要有三类：一是物理方法，即通过工程措施，进行机械除藻、疏挖底泥、引水稀释等，但往往治标不治本，只能作为对付突发性水体污染的应急措施。二是化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但花费大，并易造成二次污染。三是生物——生态方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被，这是当前的研究热点。

生态浮床技术是目前应用较为广泛的水生生态系统恢复技术。现行河湖采用的水生植物生态浮床主要有泡沫板式浮床、竹制浮床、围堰式浮床。泡沫板式浮床种植面积大，造价成本较低；但物理性能差，极易破损，布局呆板，只局限于大型河道，没有分流渠道，汛期会产生阻水情况，泡沫属环保部门列出的易产生二次污染的材料。竹制浮床取材容易，造价成本较低；但床体自重大，易吸水，易腐，汛期易阻水，景观布局呆板。围堰式植物可选性强；但造价高，无水位调节功能，挤占河道，行洪有障碍，此法运用较少。

生态沉床技术是利用沉床载体和植生基质栽植沉水植物对污染水体进行原位净化与修复的一种“生物-生态”技术。沉水植被恢复是修复退化或受损的水生生态系统的关键，而水下透明度和光照条件则是沉水植物恢复的关键。沉水植物只有在得到充分的光照条件下才能进行光合作用维持生存，即沉水植物的生长必须位于水体中的光补偿点或光补偿深度之上。光补偿点是指植物光合作用和呼吸作用平衡时植物的净生产量为零时的光照强度，光补偿深度则是光照强度等于植物光补偿点的水层深度。然而，在污染水体中，由于大量悬浮物质和有机物质增加了光在水体中的吸收和散射，导致中下层水体光照强度大大低于沉水植物的光补偿点，沉水植物光合作用小于呼吸作用，其生存受到抑制并最终导致植物群落的消亡，在此环境条件下进行沉水植物的修复十分困难。因此，污染水体中的沉水植物生长和沉水植被的修复是水体生态修复中的难点问题，目前还没有十分有效的技术解决污染水体中沉水植被恢复过程中面临的水下光照条件等问题，这也是生态沉床技术应用中面临的主要技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可升降植物沉块与浮块立体耦合净化水质的装置，可根据待修复水体透明度变化与水位变化调节植物沉块与植物浮块在水体中的位置以达到适应水生植物生长、立体耦合净化水质的效果，并可通过植物沉块与植物浮块的组合逐步恢复水生植物群落、建立起完善的水生生态系统。

本发明的技术方案：一种可升降植物沉块与浮块相结合净化水质的装置包括植物沉块、植物浮块和固定与升降调节装置，所述植物沉块包括长方体框架与设在长方体框架内的植生沉质块，植物浮块包括长方体框架与设在长方体框架内的植生浮质块；

所述长方体框架内垂直设有长度与长方体框架高度相等的空心圆管，所述空心圆管下端面的圆心与长方体框体下表面的中心是同一点，所述长方体框架上、下表面各边的中点通过金属杆分别与空心圆管上、下端口相连，且与空心圆管相连的金属杆垂直于与其相连的边；

所述植生沉质块是由用无纺面料或滤水型土工织物包裹好的植生基质的外面包裹一层尼龙网形成；

所述植生浮质块包括凹槽的塑料泡沫块和设于凹槽内的植生基质，设于凹槽的植生基质外包裹无纺面料；

所述固定与升降调节装置包括硬质实心圆杆、第一螺母、第二螺母和第三螺母，所述硬质实心圆杆的两端之间沿轴向均匀设有若干螺纹孔；所述第一螺母和第二螺母分别设于硬质实心圆杆上的最上端的两个螺纹孔，第三螺母设于其它螺纹孔中的其中一个；

所述植物沉块上的空心圆管和植物浮块上的空心圆管均活套与所述硬质实心圆杆外，所述植物浮块位于植物沉块上方，所述植物浮块位于第一螺母和第二螺母之间，所述植物沉块位于第二螺母和第三螺母之间。

所述植生基质为将砾石、沙石、生土按待修复河湖的河床中的砾石、沙石和生土的体积比例，并保证5％～10％的空隙率加水分层制成；植生基质的底层为砾石层，中层为沙石层，上层为生土层，并在所述沙石层添加为沙石层体积5％～15％的切碎的玉米杆与芦苇杆。