專利名稱：可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)透明度較差、沉積物受污染污染程度較重的富營(yíng)養(yǎng)化淺水湖 泊(水深《3m)的沉水植物恢復(fù)技術(shù)，屬于生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，國(guó)內(nèi)外淡水湖泊富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)逐漸加重，特別是一些城市湖泊，水體透明 度較差，給人們生產(chǎn)和生活帶來諸多不便，而且部分水體的發(fā)黑發(fā)臭也影響到自然景觀。針 對(duì)受污染湖泊的治理工作，近年來實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究普遍認(rèn)為，與物化治理技術(shù)相比，沉水 植物修復(fù)技術(shù)是一種比較理想的淺水湖泊污染治理技術(shù)，不但可以凈化水體，而且不會(huì)造 成二次污染。沉水植物具有良好的水質(zhì)凈化效果，在沉水植物生長(zhǎng)良好的區(qū)域，湖泊水體水 質(zhì)較好。但在實(shí)際受污染湖泊水體沉水植物恢復(fù)工程中，實(shí)驗(yàn)室的研究與實(shí)際工程應(yīng)用之 間尚存在較大差距，國(guó)內(nèi)外尚鮮有成功的工程實(shí)例。因?yàn)樵谖廴据^重的淺水水域，其一方面 水體透明度差，另一方面，其沉積物中污染物含量較高，物理性狀表現(xiàn)為浮泥狀，不利于沉 水植物根部生長(zhǎng)。"九五"、"十五"期間，部分學(xué)者也曾在滇池、太湖等淺水湖泊進(jìn)行過沉水 植物恢復(fù)的工程示范，其通常在示范工程區(qū)域內(nèi)用圍格做成封閉水域，先投加大量混凝劑 增加水體透明度，同時(shí)在沉積物表層覆蓋硬質(zhì)覆蓋物，然后在上邊種植沉水植物。盡管這種 做法在短期內(nèi)可以在局部水域恢復(fù)沉水植物，但這種做法存在明顯的缺陷，一是由于大量 化學(xué)藥劑的投加，難免會(huì)對(duì)水質(zhì)的安全造成危害；沉積物表層的硬質(zhì)覆蓋物，減少了庫(kù)容； 二是費(fèi)用較高。而且這種示范工程的面積一般都比較小，一旦撤離圍格，其沉水植物又容易 逐漸死亡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的受污染水體沉水植物恢復(fù)技術(shù)存在的問題，提出一種易于植物 恢復(fù)的可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法，同時(shí)提供一種實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的裝置。
本發(fā)明的可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法，是 在受污染的淺水湖泊水域設(shè)置能夠垂直上下移動(dòng)的沉水植物栽種體，在沉水植物 栽種體上覆蓋能夠種植沉水植物的墊層及黃沙，并在黃沙上插嵌密度合理的沉水植物，將 栽種體固定在水下一定深度，該深度能夠保障在水體最初的透明度下沉水植物健康生長(zhǎng)的 光照需求，隨著沉水植物的生長(zhǎng)，其上覆水體逐漸改善，透明度逐漸增加，待上層水體改善 到一定程度后，調(diào)節(jié)沉水植物栽種體下移，使沉水植物在下一個(gè)水深處生長(zhǎng)，該處水深仍以 能夠保障沉水植物健康生長(zhǎng)的光照需求為準(zhǔn)，使沉水植物在下移的水層里能夠繼續(xù)良好生 長(zhǎng)，重復(fù)上述操作步驟，使沉水植物逐漸下移，直到栽種體下移到水體沉積物表層時(shí)，拆除 沉水植物栽種體，使沉水植物得以充分恢復(fù)。 實(shí)現(xiàn)上述可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法的裝置采用以下解決方 案 沉水植物恢復(fù)裝置包括沉水植物栽種體和固定沉水植物栽種體的樁基，沉水植物栽種體由框體、圍網(wǎng)和沉水植物栽種基質(zhì)組成，框體四周及底部設(shè)有圍網(wǎng)，在框體內(nèi)鋪墊礫 石墊層，礫石墊層上鋪設(shè)沉水植物栽種基質(zhì)，沉水植物栽種體上設(shè)有套管，通過套管安裝在 樁基上。 沉水植物通常選用土著植物，栽種基質(zhì)采用黃沙。土著植物按一定種植密度栽培 于黃沙中，沉水植物栽種體處于四周開放的水體環(huán)境中。固定沉水植物栽種體的樁基選用 不銹鋼材質(zhì)的工字鋼或強(qiáng)度較高的塑料管，沉水植物栽種體依靠繩索捆綁在樁基上，具體 深度可以調(diào)節(jié)。 使用該裝置時(shí)，根據(jù)水體的透明度，將沉水植物栽種體在淺水湖泊內(nèi)固定在水下 0. 2米-0. 5米，這一深度可滿足沉水植物健康生長(zhǎng)。沉水植物栽種體上部的上覆水體逐漸 改善，透明度逐漸增加。1個(gè)月左右，當(dāng)栽種體上部的上覆水體DO > 0. 5mg/L，C0D < 20mg/ L，濁度〈15后，可調(diào)節(jié)沉水植物栽培體下移0. 3米-0. 5米，該深度使沉水植物可以獲得足 夠的光照，在此操作過程中沉水植物栽種體上部的上覆水繼續(xù)持續(xù)改善，透明度逐漸增加。 當(dāng)栽種體上部的上覆水體DO > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，濁度< 15后，繼續(xù)下移沉水植物 栽種體，下一層的水質(zhì)得到改善，透明度逐漸增加。反復(fù)操作以上步驟，直至栽培體下移到 沉積物表層后，拆除固定沉水植物栽種體的樁基。在恢復(fù)沉水植物的過程中，水體水質(zhì)也逐 漸改善。 本發(fā)明使沉水植物在水體中的生長(zhǎng)深度根據(jù)自身生長(zhǎng)的光照需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，逐漸 下移至水底，在下移過程中既治理了受污染的水體，又滿足了自身生長(zhǎng)的光照需求。與傳統(tǒng) 的受污染淺水湖泊物化治理技術(shù)相比，可通過沉水植物恢復(fù)凈化受污染水體，不會(huì)造成二 次污染，而且改善水體生態(tài)環(huán)境，提高水體自身凈化能力。


圖1是本發(fā)明可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、樁基，2、框體，3、沉水植物，4、圍網(wǎng)，5、套管。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明所采用的沉水植物恢復(fù)裝置包括沉水植物栽種體和固定沉水 植物栽種體的樁基l。每個(gè)沉水植物栽種體之間采用剛性橫向串連連接。沉水植物栽種體 由框體2、圍網(wǎng)4和沉水植物栽種基質(zhì)組成，框體2可用竹排、鋼管或塑料管等搭建，最好采 用較輕的或有一定浮力的材料，其四個(gè)角上設(shè)有套管5，通過套管5套在樁基1上。樁基1 選用不銹鋼材質(zhì)的工字鋼或強(qiáng)度較高的塑料管?？蝮w2的四周及底部設(shè)有圍網(wǎng)4，圍網(wǎng)4采 用細(xì)密紗網(wǎng)，使黃沙不能漏出。在框體2內(nèi)鋪墊礫石墊層(圖中未畫出)，礫石墊層上鋪設(shè) 沉水植物栽種基質(zhì)，即黃沙。在黃沙上按一定密度種植沉水植物3。沿樁基l向下移動(dòng)框體 2，可以調(diào)節(jié)沉水植物栽種體在水體中的深度。 根據(jù)受污染淺水湖泊水域中水體的透明度，將沉水植物栽種體固定在水下一定深 度，最初這一深度可以保障沉水植物3健康生長(zhǎng)的光照需求。在沉水植物3生長(zhǎng)過程中，其 上覆水體逐漸改善，其透明度逐漸增加，有利于下一層水體中沉水植物生長(zhǎng)的光照需求。待 上層水體改善到一定程度后，調(diào)節(jié)沉水植物栽種體沿樁基1下移一定距離，由于上層水體 透明度增加，沉水植物3在下移的水層里也可以繼續(xù)良好地生長(zhǎng)。重復(fù)上述操作步驟，等到栽種體下移到沉積物表層時(shí)，將栽種體拆除，沉水植物3得以充分恢復(fù)。 沉水植物可以選擇多年生沉水草本植物，如黑藻、苦草、竹葉眼子菜和金魚藻等，
各種沉水植物的生長(zhǎng)習(xí)性如下 黑藻以插遷法繁殖為主，多在每年的4-8月進(jìn)行。喜歡光照充足的環(huán)境，環(huán)境蔭 蔽植株生長(zhǎng)受阻。最好每天接受2-3小時(shí)的散射日光。適宜生長(zhǎng)溫度15-3(TC。其發(fā)苗迅 速，成形很快，它的最佳觀賞時(shí)段自種苗定植后可達(dá)3-5個(gè)月。 苦草以分株法繁殖為主，亦可采用播種法育苗，可在4-5月進(jìn)行。最好每天接受 2-4h的散射日光。適宜生長(zhǎng)溫度16-28t:。最佳觀賞時(shí)段自種苗定植后可達(dá)3-5個(gè)月。
竹葉眼子菜這種植物為整株沉水植最好，喜歡光照充足，適宜生長(zhǎng)溫度 18-28°C。這種植物雖為多年生，但容易老化。在一般情況下，其觀賞時(shí)段自成形后每年可 達(dá)3個(gè)月以上，如不進(jìn)行更新，其連續(xù)栽種不宜超過2年。 金魚藻株高30-80厘米，以插遷法繁殖為主，多在每年3-8月進(jìn)行，喜歡光照充
足，適宜生長(zhǎng)溫度18-28°C。最佳觀賞時(shí)間自種苗定植后達(dá)3-5個(gè)月。 可以考慮在每年3月份進(jìn)行沉水植物恢復(fù)處理，每種植物采用自己的繁殖方式進(jìn)
行種植。 根據(jù)水體的透明度，將沉水植物栽種體在淺水湖泊內(nèi)固定在水下0. 2米-0. 5米， 這一深度可滿足沉水植物健康生長(zhǎng)。沉水植物栽種體上部的上覆水體逐漸改善，透明度逐 漸增加。1個(gè)月左右，當(dāng)沉水植物栽種體上部的上覆水體D0 > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，濁 度< 15后，可調(diào)節(jié)沉水植物栽種體下移0. 3米-0. 5米，該深度使沉水植物可以獲得足夠的 光照，在此操作過程中沉水植物栽種體上部的上覆水繼續(xù)持續(xù)改善，透明度逐漸增加。當(dāng)沉 水植物栽種體上部的上覆水體D0 > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，濁度< 15后，繼續(xù)下移沉水 植物栽種體，下一層的水質(zhì)得到改善，透明度逐漸增加。反復(fù)操作以上步驟，直至沉水植物 栽種體下移到沉積物表層后，拆除固定沉水植物栽種體的樁基l，受污染區(qū)域的沉水植物恢 復(fù)操作完成。在恢復(fù)沉水植物的過程中，水體水質(zhì)也逐漸改善。
權(quán)利要求
一種可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法，其特征是在受污染的淺水湖泊水域設(shè)置能夠垂直上下移動(dòng)的沉水植物栽種體，在沉水植物栽種體上覆蓋能夠種植沉水植物的墊層及黃沙，并在黃沙上插嵌密度合理的沉水植物，將栽種體固定在水下一定深度，該深度能夠保障在水體最初的透明度下沉水植物健康生長(zhǎng)的光照需求，隨著沉水植物的生長(zhǎng)，其上覆水體逐漸改善，透明度逐漸增加，待上層水體改善到一定程度后，調(diào)節(jié)沉水植物栽種體下移，使沉水植物在下一個(gè)水深處生長(zhǎng)，該處水深仍以能夠保障沉水植物健康生長(zhǎng)的光照需求為準(zhǔn)，使沉水植物在下移的水層里能夠繼續(xù)良好生長(zhǎng)，重復(fù)上述操作步驟，使沉水植物逐漸下移，直到栽種體下移到水體沉積物表層時(shí)，拆除沉水植物栽種體，使沉水植物得以充分恢復(fù)。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法的裝置，包括 沉水植物栽種體和固定沉水植物栽種體的樁基，其特征是沉水植物栽種體由框體、圍網(wǎng)和 沉水植物栽種基質(zhì)組成，框體四周及底部設(shè)有圍網(wǎng)，在框體內(nèi)鋪墊礫石墊層，礫石墊層上鋪 設(shè)沉水植物栽種基質(zhì)，沉水植物栽種體上設(shè)有套管，通過套管安裝在樁基上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可調(diào)節(jié)的受污染淺水湖泊沉水植物恢復(fù)方法及裝置。該方法是將沉水植物固定在水下一定深度，該深度能夠保障在水體最初的透明度下沉水植物健康生長(zhǎng)的光照需求，隨著沉水植物的生長(zhǎng)，其上覆水體透明度逐漸增加，調(diào)節(jié)沉水植物栽種體下移，使沉水植物在下一個(gè)水深處生長(zhǎng)，使沉水植物在下移的水層里能夠繼續(xù)生長(zhǎng)，重復(fù)上述操作步驟，使沉水植物逐漸下移，直到栽種體下移到水體沉積物表層。該裝置包括沉水植物栽種體和固定沉水植物栽種體的樁基。本發(fā)明使沉水植物在水體中的生長(zhǎng)深度根據(jù)自身生長(zhǎng)的光照需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，逐漸下移至水底，在下移過程中既治理了受污染的水體，又滿足了自身生長(zhǎng)的光照需求。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101700934SQ20091022985
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者于士淼, 孔敏, 張志斌, 李藝, 譚曉波, 魏壘壘 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)