專利名稱：一種柔性生態(tài)浮床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物生長載體，尤其是涉及一種柔性生態(tài)浮床。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著人口增長、社會經(jīng)濟急速發(fā)展和環(huán)境保護的相對滯后，水的需求 量急劇增加，水資源污染也日益嚴重。大量的工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水未經(jīng)達標處理 直接排放到環(huán)境中，造成許多湖泊、水庫、內(nèi)灣、潟湖和河口進入富營養(yǎng)化，甚至嚴重富營養(yǎng) 化狀態(tài)，需要人類積極介入，開展環(huán)境和生態(tài)修復(fù)工作。近年來，將陸生植物應(yīng)用于污染水 域環(huán)境修復(fù)的浮床型植物修復(fù)技術(shù)(也稱生態(tài)浮床或浮島技術(shù))的開發(fā)和利用引起廣泛關(guān) 注。該技術(shù)擁有多種功能(1)通過浮床植物生長過程對水體中營養(yǎng)鹽、礦物質(zhì)和其他污染 物的吸收利用，降低水中污染負荷，改善水質(zhì)，并通過收割植物最終將這些物質(zhì)從水環(huán)境中 移除；(2)水中的植物根系能夠吸附懸浮顆粒物，使水變清；(3)根際微生物能高效降解有 機物，減輕有機污染；(4)浮床能遮蔽陽光，抑制藻類生長，一些植物還能分泌對赤潮生物 有強烈抑制作用的抑藻物質(zhì)(或稱，克生物質(zhì))；(5)此外，生態(tài)浮床還具有為鳥類及魚類提 供棲息地、美化景觀等作用。已有的相關(guān)專利和文獻報道顯示，現(xiàn)有生態(tài)浮床的植物生長載體設(shè)計主要包括以 下幾類(1)浮床主體由剛性可漂浮材料如木材、毛竹、PVC塑料管、尼龍繩以及棕繩等構(gòu)成 浮床框架，并在其上設(shè)置定植裝置或植物生長基質(zhì)層以固定、栽培浮床植物。如沈桑杰等設(shè) 計的植物無土栽培用可控浮床(中國專利公開號為CN 101023733A)，王國祥等設(shè)計的用 于水質(zhì)凈化的組合式生態(tài)浮床(中國專利公開號為CN 101544424A)等。這類浮床強度較 大，具有較好的穩(wěn)定性，制作工藝簡單，材料易得、耐用，對環(huán)境無污染，但是設(shè)計單一，景觀 效果較差；浮力較小，通常需要安裝浮體來增加浮力，無疑增加了制作成本。此外，這類浮床 自重大，體積大，占用大量空間，在生產(chǎn)、儲存、運輸及應(yīng)用方面都存在諸多不便。(2)浮床 主體直接由聚苯乙烯泡沫板、椰子纖維、植物堆慪物等組成，不單獨加框。如孔海南等設(shè)計 的用于景觀水體治理的生態(tài)吸附景觀浮床(中國專利ZL 200410099196. 0)，胡春華等設(shè) 計的一種用于湖泊風(fēng)浪區(qū)富營養(yǎng)化治理的漂浮植物浮床(中國專利ZL 200620072813. 2) 等。這類浮床由于沒有框，在景觀上顯得更自然，但強度小，穩(wěn)定性差，在風(fēng)浪的打擊下易翻 轉(zhuǎn)、折斷，使用壽命短。(3)浮床主體由若干個浮床單元拼接、組合而成。如李兆華設(shè)計的用 于護岸和水質(zhì)凈化的軟體植物浮床(中國專利公開號為CN 101190813A)等。這類浮床構(gòu) 成靈活，安裝方便，可以根據(jù)不同水域構(gòu)建成不同形狀、面積的生態(tài)浮床，而且浮床單元重 量輕，體積小，可以碼堆存放，不占空間，儲存和運行方便，但其價格昂貴，不適合大面積推

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有浮床的一些不足和缺陷，提供一種具有體積小、重量輕、 無固定框架、較大浮力等優(yōu)點，不僅能大面積應(yīng)用于湖泊、河道，而且能應(yīng)用于咸水的內(nèi)灣、潟湖等水域的生態(tài)綜合治理與較好景觀效果的柔性生態(tài)浮床。本發(fā)明設(shè)有床體和栽培植物，床體設(shè)有上層淋膜編織布和下層淋膜編織布，在上 層淋膜編織布與下層淋膜編織布之間設(shè)有雙層氣泡膜，在床體的四周沿邊緣設(shè)有浮體袋， 所述浮體袋兩側(cè)袋中設(shè)有浮瓶，所述浮體袋頭尾兩端袋中穿插有竹竿，用以定型，床體上設(shè) 有用于栽培植物的栽培孔(或定植孔)，在栽培孔中栽培植物，在床體四周設(shè)固定環(huán)。所述浮床最好是矩形浮床。所述雙層氣泡膜最好采用聚乙烯(PE)氣泡膜，雙層氣 泡膜上的氣泡直徑可為2 3cm，最好為2. 5cm。所述浮體袋的長度最好與床體四周邊沿等長；所述浮體袋，可由設(shè)于床體上的上 層淋膜編織布對折后縫制而成；所述浮體袋的頭尾兩端的口徑以能穿插入細竹竿為準；所 述浮體袋的兩端可設(shè)有固定環(huán)，并最好用帆布加固，以增加強度。所述浮瓶可采用塑料浮瓶，塑料浮瓶最好采用聚丙烯(PP)塑料浮瓶，以節(jié)省成 本。所述栽培孔(或定植孔)的孔徑以植物的莖粗細為主要參考標準，孔距以種植植 物的最佳密度為標準。根據(jù)不同的植物栽培需求，也可將定植杯固定于栽培孔中。本發(fā)明所述柔性生態(tài)浮床固定方式可采用簡單實用的打樁方法，即將固定樁打入 水下固定，再將柔性生態(tài)浮床一端固定于固定樁，然后順水流方向?qū)⒏鱾€浮床頭尾相連成 串，直到最后一個浮床固定于另一固定樁上，調(diào)節(jié)整串浮床的松緊度，使其能隨潮水的漲落 上下浮動。各浮床之間連接最好用尼龍繩連接。本發(fā)明的技術(shù)效果1)本發(fā)明不僅成本低、耐腐蝕、老化速率慢、強度和柔韌性俱佳、能抗風(fēng)浪打擊，而 且重量輕、浮力和承重大、對水體無污染。2)本發(fā)明采用雙層淋膜編織布夾雙層氣泡膜結(jié)構(gòu)，并在四周設(shè)置浮體袋，不僅材 料易得，制作裝配簡單，而且在四周浮體袋增加浮力的同時也起到消浪的作用，使整個浮床 具有較好的穩(wěn)定性和持久性。3)本發(fā)明采用柔性結(jié)構(gòu)，無固定框架，浮床下水后整個浮床床體緊貼水面，漂浮在 海面時可隨潮水漲落自由伸縮，削弱波浪對浮床的打擊，具有很好的穩(wěn)定性。4)本發(fā)明所述的淋膜編織布可加工成不同規(guī)格、顏色，以滿足實際需求。所采用的 氣泡膜的氣泡規(guī)格較大，具有較大的張力并提供均勻的浮力。5)本發(fā)明能顯著提高水質(zhì)、改善效果，特別是對水體懸浮顆粒物的凈化效果，增加 水體透明度，有利于大型海藻的生長。7)本發(fā)明在不用時可以卷起或折疊起來，減少占用的空間。浮床的主要部分由輕 質(zhì)材料制成，浮床輕便，在制作、運輸和儲藏時易于操作，適于大面積推廣；而且栽培方法簡 單，節(jié)省勞力，只要將栽培好的植株移植或扦插于栽培孔上即可。8)本發(fā)明能適用在富營養(yǎng)化的咸水環(huán)境，通過栽培的耐鹽植物生物量的增加，能 有效去除水體N和P等生源要素；在一定的栽培密度下，還能抑制赤潮的發(fā)生，富集水體中 的重金屬元素，達到水質(zhì)凈化的目的。尤其適用于近岸及潟湖等咸水環(huán)境。


圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例的立體側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明實施例的平面布置圖。圖4為利用本發(fā)明在某湖栽培的海馬齒的根系生物量隨時間變動圖示。在圖4中， 橫坐標為月份,縱坐標為根重(g Fff/ind) ；y = 0. 2928x+31. 891，R2 = 0. 0003。圖5為利用本發(fā)明在某湖栽培的海馬齒的根系吸附量隨時間變動圖示。在圖5中， 橫坐標為月份，縱坐標為吸附量(g) ；y = -2. 0685X+58. 734，R2 = 0. 0367。
具體實施例方式參見圖1 3，本發(fā)明實施例設(shè)有雙層淋膜編織布6，在雙層淋膜編織布之間設(shè)有 雙層氣泡膜10 ；在生態(tài)浮床12床體上均勻設(shè)置用于栽培植物9的栽培孔7，在其上種植浮 床植物9 ；在生態(tài)浮床12四周設(shè)有浮體袋4 ；在兩側(cè)浮體袋4的兩端分別設(shè)有固定環(huán)3，并 在固定環(huán)3周圍用帆布2加固，防止浮體袋破裂。雙層淋膜編織布6呈矩形，由耐腐蝕、耐溫、耐老化、對水體無污染的材料制成，采 用藍色面朝外、銀色面朝內(nèi)制作浮床12，景觀效果效果較好；在雙層淋膜編織布之間設(shè)有 雙層氣泡膜10，雙層氣泡膜10呈矩形，為浮床提供均勻的浮力。生態(tài)浮床為矩形，規(guī)格為長500cmX寬100cm。在其四周設(shè)浮體袋4，浮體袋由淋 膜編織布制成，長度與浮床12邊緣等長，最好是由床體的上層淋膜編織布邊緣的延伸部分 對折后縫制而成，頭尾兩個浮體袋穿插細竹竿8以定型，兩側(cè)浮體袋穿插若干塑料浮瓶5增 加浮力。頭尾兩端浮體袋4 口徑以能穿插入細竹竿8為標準，兩側(cè)浮體袋4 口徑以稍大于 塑料浮瓶5的直徑為標準。固定環(huán)3設(shè)于兩側(cè)浮體袋的兩端，用于固定及連接浮床。生態(tài)浮床12床體上設(shè)置的栽培孔7孔徑標準以植物的莖粗細為主要參考指標。對 于不同植物的栽培需要，可在栽培孔7上安裝定植裝置，栽培孔7的孔徑以定植裝置規(guī)格為 主要參考指標。孔距以種植植物的最佳密度為標準。如圖3所示，柔性生態(tài)浮床的固定可采用簡單實用的打樁方法，即將固定樁11打 在水下，再通過固定繩1連接到生態(tài)浮床12的固定環(huán)3上，固定繩的另一端與固定樁11連 接，固定樁固定于水下。然后順水流方向?qū)⒏鱾€生態(tài)浮床12頭尾相連成串，直到最后一個 浮床12固定于另一固定樁11上，調(diào)節(jié)整串浮床的松緊度，使其能隨潮水的漲落上下浮動。 固定繩1可采用尼龍繩，使浮床12得到固定。當(dāng)富營養(yǎng)化的海水流經(jīng)浮床12時，浮床12 上的植物9通過其根部吸收，去除、消減水體中的氮、磷等污染物質(zhì)，同時發(fā)達的根系可凈 化大量的懸浮顆粒物，增加水體透明度，為其他水生植物如海藻創(chuàng)造良好的生存環(huán)境。具體實施例如下實施例1 某潟湖生態(tài)浮床的鋪設(shè)在某潟湖內(nèi)湖區(qū)域鋪設(shè)生態(tài)浮床10，000m2，具體實施方式
如圖3所示。首先在浮 床放置區(qū)預(yù)先打好固定樁，然后在岸上將浮床植物扦插到浮床的栽培孔中，將浮床用機動 舢板拖至浮床鋪設(shè)區(qū)鋪設(shè)，共鋪設(shè)生態(tài)浮床10，OOOm2,利用植物吸收水體中的氮、磷、金屬 元素等物質(zhì)，達到凈化湖水的目的。實施例2 浮床的使用壽命和承重能力通過對鋪設(shè)在某湖上不同時期浮床載體的淋膜編織布進行拉伸測試(GB/T 1040. 3-2006，受試樣品規(guī)格為長15cmX寬1. 5cm)，并以全新淋膜編織布作為對照評估浮床載體的使用壽命，淋膜編織布物理參數(shù)變化情況如表1。(1)本發(fā)明所采用的淋膜編織布處于自然的老化過程中，受力能力與形變能力隨 著時間的推移緩慢下降。(2)在使用半年后的浮床完整性良好，無破損。由表1測得數(shù)據(jù)算出目前(1、2年 為估算值)浮床性能良好，符合實際情況。(3)通過表1的數(shù)據(jù)進行回歸分析，獲得回歸方程F =-82. 0651og10(t+l)+190. 54 (η = 41,r = 0. 7381，ρ < 0. 001)。根據(jù)曲線外推法估算，若 浮床的性能下降到原來的25%將不能使用，則本發(fā)明浮床的理論壽命在4年以上。但是，如 果考慮到浮床上栽培的植物達到一定的覆蓋面積，削弱陽光對浮床的直接暴曬，浮床的使 用壽命將大大延長。(4)對浮床進行承重能力測試得出該浮床每平方米浮力可達16. 55kg，具有較大 的承重量。表 1 實施例3 栽培在某潟湖浮床上的耐鹽植物海馬齒的生長效果及對水體中N、P的 移除效果在某潟湖內(nèi)湖鋪設(shè)柔性生態(tài)浮床栽培海馬齒，浮床鋪設(shè)和海馬齒扦插方法如實施 例1所述，海馬齒的栽種密度P為30shOOt/m2。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，海馬齒枝條在栽培后4天 就長出新根，成活率接近100%，在生長100天后，由于密度制約，海馬齒生長緩慢，生物量 基本保持不變。又在各浮床上隨機采集種植滿4個月的海馬齒植株(η = 10)(植株生長時 間為120 125d)，測定海馬齒栽培前后生物量的變化，根據(jù)相對生長率和絕對生長率評估 海馬齒的生長效果，相對生長率和絕對生長率計算公式如下海馬齒的相對生長率(％ /month) = (Bw-Bi)/Bi X 100%，絕對生長率(g/shoot/ month) = (Bw-Bi)/t ；其中Bi為第i月單株海馬齒的平均重量(g/shoot)。海馬齒的生長情況見表2，海馬齒在該柔性生態(tài)浮床上的生長迅速，相對生長率 1965. 3% /month，絕對生長率132. 5g/month/shoot，很好的適應(yīng)某湖浮床生態(tài)環(huán)境。表2
6 張志英等對浮床種植海馬齒對富營養(yǎng)化海水氮、磷移除能力的初步研究中指出海 馬齒快速生長時體內(nèi)氮、磷含量基本維持穩(wěn)定，分別占干重的2. 3%、0. 1 % (張志英，黃凌 風(fēng)，姜丹，鄭新慶，謝天宏，林玉美，洪清波，2009.浮床種植海馬齒對富營養(yǎng)化海水氮、磷移 除能力的初步研究.中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集(第二卷)，50-56)，本浮 床種植海馬齒經(jīng)過4個月生長后生物量達到16. lkgFff/m2 (2. 03kgDff/m2)，通過移除效率公 式可算出每平方米的浮床栽種的海馬齒對水體N和P的月移除量分別為11. 67gN/m2/month 和0. 51gP/m2/month0以500畝的示范種植面積算，利用該柔性浮床種植海馬齒對某湖進行 修復(fù)，每年能從某湖中移出46. 68t氮和2. 04t磷，能有效地減少某潟湖水體生源要素的數(shù) 量，達到良好的修復(fù)效果。實施例4 栽培在某潟湖浮床上的耐鹽植物海馬齒對水體懸浮顆粒物的吸附作用每月取樣研究栽培在某潟湖浮床上的海馬齒對水體懸浮顆粒物的吸附作用，其結(jié) 果如圖4和5所示。該浮床海馬齒在生長8個月后，根系生物量達到穩(wěn)定狀態(tài)，根系吸附量 雖呈下降的趨勢但幅度極小，基本達到穩(wěn)定狀態(tài)。對根系吸附量取平均值，計算出該浮床海 馬齒對水體懸浮顆粒物的吸附量為41. 50g/shOOt，每平方可吸附懸浮顆粒物1244. 91g，以 500畝的示范種植面積算，利用該柔性浮床種植海馬齒對某潟湖進行修復(fù)，每年能從該潟湖 水體中吸附懸浮顆粒物414. 97t，如果考慮海馬齒根系對水體懸浮顆粒物的促沉降作用，它 對該潟湖懸浮顆粒物的去除效果可能更為顯著。依據(jù)本課題組的室內(nèi)模擬實驗結(jié)果以及相 關(guān)文獻報道，植物對懸浮顆粒物的吸附能力是有限的，存在一個飽和值，到達飽和之后，植 物對懸浮顆粒物的吸附表現(xiàn)出一個“吸附_沉降_再吸附”的動態(tài)過程，因此，該浮床植物 海馬齒對水體懸浮顆粒物的清除效果將更明顯。
權(quán)利要求
一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于設(shè)有床體和栽培植物，床體設(shè)有上層淋膜編織布和下層淋膜編織布，在上層淋膜編織布與下層淋膜編織布之間設(shè)有雙層氣泡膜，在床體的四周沿邊緣設(shè)有浮體袋，所述浮體袋兩側(cè)袋中設(shè)有浮瓶，所述浮體袋頭尾兩端袋中穿插有竹竿，用以定型，床體上設(shè)有用于栽培植物的栽培孔或定植孔，在栽培孔或定植孔中栽培植物，在床體四周設(shè)固定環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮床是矩形浮床。
3.如權(quán)利要求1所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述雙層氣泡膜為聚乙烯氣泡膜。
4.如權(quán)利要求1或所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于雙層氣泡膜上的氣泡直徑為 2 3cm，最好為2. 5cm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮體袋的長度與床體四周 邊沿等長。
6.如權(quán)利要求1或5所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮體袋，是由設(shè)于床體 上的上層淋膜編織布對折后縫制而成。
7.如權(quán)利要求1或5所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮體袋的頭尾兩端的 口徑以能穿插入竹竿為準。
8.如權(quán)利要求1或所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮體袋的兩端設(shè)有固定環(huán)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述浮瓶為塑料浮瓶，塑料浮 瓶最好采用聚丙烯塑料浮瓶。
10.如權(quán)利要求1所述的一種柔性生態(tài)浮床，其特征在于所述栽培孔或定植孔的孔徑 以植物的莖粗細為主要參考標準，孔距以種植植物的最佳密度為標準。
全文摘要
一種柔性生態(tài)浮床，涉及一種植物生長載體。提供一種具有體積小、重量輕、無固定框架、較大浮力等優(yōu)點，不僅能大面積應(yīng)用于湖泊、河道，而且能應(yīng)用于咸水的內(nèi)灣、瀉湖等水域的生態(tài)綜合治理與較好景觀效果的柔性生態(tài)浮床。設(shè)有床體和栽培植物，床體設(shè)有上層淋膜編織布和下層淋膜編織布，在上層淋膜編織布與下層淋膜編織布之間設(shè)有雙層氣泡膜，在床體的四周沿邊緣設(shè)有浮體袋，所述浮體袋兩側(cè)袋中設(shè)有浮瓶，所述浮體袋頭尾兩端袋中穿插有竹竿，用以定型，床體上設(shè)有用于栽培植物的栽培孔(或定植孔)，在栽培孔中栽培植物，在床體四周設(shè)固定環(huán)。
文檔編號C02F3/32GK101898833SQ201010227829
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者吳佳鑫, 張博, 林玉美, 洪清波, 謝天宏, 鄭新慶, 黃凌風(fēng) 申請人:廈門大學(xué)