一种沉水植物种植装置及方法与流程

本发明属于水生态修复处理领域，具体涉及一种沉水植物种植装置，还涉及一种沉水植物种植方法。

背景技术：

随着城市经济的快速发展，湖泊、河流等水生生态系统的富营养化已成为世界普遍存在的环境问题之一。水体富营养化会刺激有害藻类的暴发，致使水体水质不断恶化，水域生态功能和价值严重丧失，给人们的经济和生活带来了极大的危害和损失。富营养化水体的修复技术主要有物理法、化学法和生物法。生物法较其他两种方法具有不易产生二次污染、廉价和易操作等特点，是近年来发展最快的一类修复技术。在生物修复方法中，重建沉水植物群落结构被认为是修复富营养化水体的有效手段，沉水植物可通过营养吸收氮磷、抑制底泥磷释放以及促进氮反硝化等作用降低水体营养盐水平，并可通过营养竞争、化感等作用抑制藻类生长。

传统的沉水植物种植方法主要有叉子种植法、抛种法，费时费力，种植成活率低。近年来，随着沉水植物恢复技术在水生态修复工程中的应用，有关沉水植物种植方法的研究也在不断发展，其中以容器种植法为主：营养钵固定法，是先将沉水植物固定在容器的营养钵中，然后将容器投入待修复的水体，此方法提高了沉水植物种植和成活效率，但营养钵进入水体可能会加重水体的污染负荷，而且沉水植物的根系植根于营养钵中，不能与待修复水体底泥很好的接触，导致水生态修复过程缓慢；种植孔固定法，是先将沉水植物固定在容器的种植孔中，然后将容器投入待修复的水体，操作容易，同时避免了二次污染，但种植容器一旦制作成型，种植孔的大小以及孔间距也就固定了，而待移栽的沉水植物种苗有大有小，种植孔的偏大或偏小可能会导致种苗在固定移栽过程中的漏苗或折损，且固定的孔间距难以满足不同品种沉水植物对种植密度的不同需求。

技术实现要素：

本发明的目的为克服现有沉水植物种植装置和种植方法所存在的缺陷，提供一种操作简便，容易沉入水体底泥且可循环使用，不产生二次污染的的沉水植物种植装置。与此相应，本发明还提供一种种植成活率高，种植密度方便可调的沉水植物种植方法。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

一种沉水植物种植装置，包括沉水植物移栽网片，沉水植物移栽网片包括刚性骨架，刚性骨架包括骨架方框，骨架方框由两横杆和两纵杆围成，刚性骨架还包括多个横向骨架，横向骨架的两端分别与两纵杆连接，柔性网线为多根，每根柔性网线的两端活动设置在两横杆上，柔性网线纵向依次穿插编织在各个横向骨架上后形成多列网孔，同一列的网孔为均为种植孔或均为镂空孔，相邻列网孔分别为种植孔和镂空孔，沉水植物种植在种植孔中，刚性骨架通过吊绳与浮球连接。

一种沉水植物种植装置，还包括种植辅助装置，种植辅助装置包括手柄、伸缩杆以及固定筒，固定筒的顶端与伸缩杆的底端连接，固定筒的底端开设有固定筒槽口，伸缩杆的顶端与手柄连接，

刚性骨架的四个边角处设置有固定孔，固定杆的下部与固定孔通过螺纹连接，固定杆的顶部设置有固定杆横杆，固定杆的底端为锥形，

固定筒槽口的长度大于固定杆横杆的长度，固定筒槽口的宽度分别大于固定杆横杆的宽度，固定筒槽口的宽度小于固定杆横杆的长度，固定筒的高度小于，固定杆横杆与固定孔之间的距离。

如上所述的骨架方框的其中一横杆的两端均通过吊绳与浮球连接。

如上所述的柔性网线材质为聚己内酯。

一种沉水植物种植方法，包括以下步骤：

步骤1、柔性网线的两端活动设置在两横杆上，柔性网线纵向依次穿插编织在各个横向骨架上，将各个柔性网线靠横向骨架的其中一个纵杆集中；

步骤2、在靠近另一纵杆各个的横向骨架之间布置沉水植物形成一列沉水植物，每布设好一列沉水植物，则横向移动一条柔性网线靠近布设好的一列沉水植物，进而形成种植孔，再横向移动一条柔性网线靠近前一柔性网线进而形成镂空孔，直至布置完各列沉水植物，

步骤3、将固定杆的下部固定在固定孔中；通过旋转固定筒，使得固定杆横杆以平行于固定筒槽口的角度进入固定筒，然后再次旋转固定筒，使得固定杆横杆与固定筒槽口呈大于0°且小于180°的角度，将固定杆的底端及刚性骨架扎入底泥；

步骤4、固定杆和刚性骨架固定完成后，通过旋转固定筒，使得固定筒槽口刚好平行于固定杆横杆，从而将固定筒从水体拔出；

步骤5、柔性网线降解后，根据浮球的指示找到固定在刚性骨架的其中一个横杆两端吊绳，提拉吊绳，使得刚性骨架以另一横杆作为翻转点进行翻转脱离，将刚性骨架拔离沉水植物表面。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果为：

通过刚性骨架和柔性网线固定沉水植物沉入水底，并可根据待移栽沉水植物种苗的大小以及不同品种沉水植物对种植密度的需求合理设置种植孔及镂空孔的大小，结构简单、操作灵活；

柔性网线为可降解材料制成，待沉水植物恢复稳定，柔性网线也已经降解，通过吊绳将刚性骨架从河底拉出，无二次污染，同时刚性骨架的循环使用，降低了使用成本；

本发明方法操作简单、可控性好，在辅助种植装置的协助作用下可将沉水植物移栽网片固定在指定的水体底部，而且扎入底泥的固定方式，相比配重的固定方式，更有利于沉水植物移栽网片及其中的沉水植物扎入底泥，使得沉水植物根部与水体底泥充分接触，提高了沉水植物成活率。

附图说明：

图1为沉水植物种植装置的俯视结构图；

图2（a）为固定杆的结构示意图；

图2（b）为种植辅助装置的结构示意图；

图3为沉水植物种植装置使用过程示意图；

图4为沉水植物种植装置回收过程示意图。

图中，1-刚性骨架；2-柔性网线；3-固定孔；4-固定杆；5-吊绳；6-浮球；7-沉水植物；8-种植孔；9-镂空孔；10-手柄；11-伸缩杆；12-固定筒；4-1-固定杆横杆；12-1-固定筒槽口。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2（a）、图2（b）所示，一种沉水植物种植装置，包括沉水植物移栽网片和种植辅助装置。

沉水植物移栽网片包括刚性骨架1、柔性网线2、固定孔3、固定杆4、吊绳5、浮球6以及沉水植物7，刚性骨架1包括骨架方框，骨架方框由两横杆和两纵杆围成，刚性骨架1还包括多个横向骨架，横向骨架的两端分别与两纵杆连接，柔性网线2为多根，每根柔性网线2的两端活动设置在两横杆上，柔性网线2纵向依次穿插编织在各个横向骨架上后形成多列网孔，同一列的网孔为均为种植孔8或均为镂空孔9，相邻列网孔分别为种植孔8和镂空孔9，沉水植物7种植在种植孔8中。刚性骨架1通过吊绳5与浮球6连接。优选的，骨架方框的其中一横杆的两端均通过吊绳5与浮球6连接。

种植辅助装置包括手柄10、伸缩杆11以及固定筒12，固定筒12的顶端与伸缩杆11的底端连接，固定筒12的底端开设有固定筒槽口12-1，伸缩杆11的顶端与手柄10连接。

作为优选，所述柔性网线2的两端活动设置在两横杆上，从而使得柔性网线2可沿刚性骨架1的横向左右移动，移栽沉水植物7时，可根据种苗的大小合理设置种植孔8的大小，避免种植孔8过大时的漏苗或过小时的对种苗造成的损伤；也可通过合理设置镂空孔9的大小以满足不同品种待移栽沉水植物对种植密度的需求，操作方便灵活。

作为优选，刚性骨架1选用强度比较高，耐腐蚀、耐磨、耐低温，以及具有较好的切削性能、焊接性能的金属材料——低合金钢。柔性网线2选用价格较低，纤维强度、拉伸强度和结节强度较好的生物降解材料——聚己内酯，待沉水植物恢复稳定，且柔性网线2发生降解后，可在浮球6的指示下，将刚性骨架1通过吊绳5从河底拉出，使得整个使用过程中不产生二次污染、生态环保，且沉水植物移栽网片的循环使用，降低了使用成本。

刚性骨架1的四个边角处设置有固定孔3，固定杆4的下部与固定孔3通过螺纹连接，并在种植辅助装置的手柄10、伸缩杆11及固定筒12的作用压力下，致使沉水植物移栽网片携带沉水植物种苗一起扎入指定的水体底泥中，该种植方法操作简单、可控性好，且提高了沉水植物的成活率。

作为优选，手柄10和伸缩杆11采用承载能力大、刚性好、自重轻的铝合金材料，且伸缩杆11的总长度要大于最大水深。

作为优选，固定杆4的顶部设置有固定杆横杆4-1，固定杆4为螺纹杆，固定杆4的底端为锥形，固定杆横杆4-1的长度为15～30cm，宽度为3～5cm，厚度为0.8～1.2cm，固定杆4的长度为20～40cm，直径为1.5～3cm，最终根据沉水植物移栽网片的大小以及待修复水体淤泥层厚度选择适宜的尺寸。

作为优选，固定筒12的高度h1为5～8cm，固定杆横杆4-1与固定孔3之间的距离h2为8～15cm，h1<h2以便固定筒12的顶部施加压力于固定杆横杆4-1；固定筒槽口12-1的长度和宽度分别大于固定杆横杆4-1的长度和宽度，且固定筒槽口12-1的宽度小于固定杆横杆4-1的长度。

一种沉水植物种植方法，包括以下步骤：

步骤1、柔性网线2的两端活动设置在两横杆上，柔性网线2纵向依次穿插编织在各个横向骨架上，将各个柔性网线2靠横向骨架的其中一个纵杆集中，如图3所示；

步骤2、在靠近另一纵杆各个的横向骨架之间布置沉水植物7形成一列沉水植物7，每布设好一列沉水植物7，则横向移动一条柔性网线2靠近布设好的一列沉水植物7，进而形成种植孔8，再横向移动一条柔性网线2靠近前一柔性网线2进而形成镂空孔9，直至布置完各列沉水植物7，根据沉水植物种苗的大小和不同沉水植物品种对种植密度的需求合理设置种植孔8的大小和镂空孔9的大小，最后将各个柔性网线2的两端固定在刚性骨架1的横杆上；

步骤3、将固定杆4的下部固定在固定孔3中；通过旋转固定筒12，使得固定杆横杆4-1以平行于固定筒槽口12-1的角度进入固定筒12，然后再次旋转固定筒，使得固定杆横杆4-1与固定筒槽口12-1呈大于0°且小于180°的角度，以保证固定杆横杆4-1在刚性骨架1下沉过程中始终处于固定筒12内，不脱落不上浮，从而实现刚性骨架1固定在指定的水体底部；最后通过种植辅助装置手柄10、伸缩杆11及固定筒12施加压力于固定杆4，将固定杆4的底端及刚性骨架1扎入底泥；

步骤4、固定杆4和刚性骨架1固定完成后，通过旋转固定筒12，使得固定筒槽口12-1刚好平行于固定杆横杆4-1，从而将固定筒12从水体拔出；

步骤5、待沉水植物恢复稳定，柔性网线2逐渐降解后，根据浮球6的指示找到固定在刚性骨架1的其中一个横杆两端吊绳5，提拉固定在刚性骨架1的其中一个横杆两端吊绳5，使得刚性骨架1以另一横杆作为翻转点进行翻转脱离，将刚性骨架1拔离沉水植物7表面，以减少了刚性骨架1拉出水体过程中对沉水植物7的损伤，如图4所示。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或替代，但不会偏离本发明的精髓或者超越所附权利要求书外定义的范围。