专利名称：一种漂浮植物复合挡藻围隔的制作方法
技术领域：
本发明属于生态工程和环境工程领域，涉及一种挡藻围隔，特别是涉及一种新型的漂浮植物复合挡藻围隔。
背景技术：
围隔广泛用于油污拦截和藻类拦截等工程应用中，主要有两种作用。第一，采用不透水材料，将漂浮或者悬浮在水体中的目标收集物，进行主动或者被动收集；第二，将漂浮、溶解或者悬浮在水体中的污染物限制于一定区域内，防止其扩散或转移。随着湖泊、水库等水体富营养化的发展，越来越多的水源地出现藻类爆发等环境问题。而藻类爆发导致的水源地水质下降、供水设备堵塞、供水危机等事件的发生频率越来越高。围隔在水源地藻类爆 发应急中，由于其具有响应快速且环境安全，对水体不带入任何化学物质等优势，得到了较广泛的运用。CN200520125530. 5公开一种挡藻围隔，由至少一个围隔单元组成，每个围隔单元包括设置在围隔单元上部的浮子带和设置在围隔单元下部的裙体组成，浮子带和裙体通过缝纫连接在一起，在裙体的下部设置有配重链。浮子带的内部有至少一个空腔，空腔内设置有浮子，裙体上设置有横向加强带和纵向加强带，在横向加强带的两端的前后面上分别设置有连接环，在裙体的两侧边处设置有搭扣，相邻两个围隔单元之间通过连接环的配合和搭扣的配合密封连接在一起。运用于水源地应急挡藻的围隔，一般采用不透水的橡胶围隔或者PVC塑料围隔，但橡胶或者塑料围隔长期放置于水源地，往往会出现异味；由于其一般采用水面浮筒式设计，在静风条件下，可以获得较好的隔藻效果，但是，在风浪较高的情况下，藻类往往随着风浪，越过浮筒式围隔的上端，进入围隔内部，从而降低了围隔挡藻的效果。而且，由于风浪的存在，这些软性围隔往往需要十分可靠的固定装置，如采用打桩、铆定等措施，甚至还需要在围隔外围，采用竹桩、水泥桩、竹排等消浪措施，方能保证围隔的安全及隔藻的效果。而要保证上述措施的消浪效果，往往还需考虑水源地的波浪的物理特性，如水深、波长等。此外，单纯用于水源地挡藻的橡胶或者塑料围隔，其原理大都为物理方式，往往不具备降低水源地污染物水平、提高水源地水质等效果。
发明内容
针对现有技术中挡藻围隔存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种既具有辅助消浪功能，又兼具水质净化和蓝藻捕获功能的漂浮植物复合挡藻围隔，其中漂浮植物群落与双层围隔，共同构成了一种便于在水源地适用，降低取水口藻类生物量，提高水源地水质的复合围隔。具体而言，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于，所述的复合挡藻围隔包括内层围隔和外层围隔，以及内、外层围隔围合空间内的漂浮植物群落，所述的内、外层围隔分别固定在嵌入底泥中的内、外层围隔固定桩上。所述的外层围隔和内层围隔以大于2倍波浪长度的距离平行布设。所述的外层围隔和内层围隔顶端均高于丰水位I. 5m以上。所述的内、外层围隔固定桩，为硬质金属桩或钢筋混凝土桩，直径大于100mm。围隔固定桩嵌入底泥中，形成牢固的固定支撑，并作为围隔材料的固定基础。所述的外层围隔，包括柔性大孔径尼龙网状挂片和水平尼龙挂绳，水平尼龙挂绳穿于尼龙网状挂片上部的孔洞内，并固定在外层围隔固定桩上。所述的柔性大孔径尼龙网状挂片，其孔径小于漂浮植物个体直径，优选孔径为50mm，形成低水头阻力的外层围隔材料。 所述的内层围隔，包括柔性小孔径工程无纺布挂片和不锈钢冲孔钢板，不锈钢冲孔钢板固定于内层围隔固定桩上，小孔径柔性工程无纺布挂片挂于不锈钢冲孔钢板外侧。所述的小孔径柔性工程无纺布，其孔径小于蓝藻群体直径，优选其孔径为50目，能保证可接受的挡藻效果及最好的透水性。优选地，所述的内、外层围隔之间设置围隔间加强横档。围隔间加强横档采用扁铁、扁钢、三角铁或圆钢，两端分别固定在内层围隔与外层围隔上。优选地，所述的外层围隔和内层围隔下端，分别缝制网袋，网袋内包裹碎石构成石龙，垂直固定于水底。所述的漂浮植物群落，优选为水花生活性断枝，投放于内、外层围隔之间，密度为每平方米20Kg。发明人经现场试验，证明该投放密度可在投放后I个月内，自然增殖为厚度约30cm的高密度漂浮植物层，达到最佳的挡藻和水质净化效果，同时由于高密度水花生枝叶的高度咬合，起到消除风浪的作用。本发明的漂浮植物复合挡藻围隔用于水源地挡藻，水源水首先通过外层围隔柔性大孔径尼龙网状挂片，进入高密度漂浮植物群落，并被其捕获拦截。风浪在进入漂浮植物群落后，得到削减，降低了对内层围隔的冲击强度。由于漂浮植物的促沉作用，降低水体的颗粒物及颗粒态营养盐含量，同时由于漂浮植物的吸收利用，降低水体溶解态营养盐含量。经过外层围隔和漂浮植物群落后，水体藻类、颗粒态营养盐、溶解态营养盐再通过内层围隔柔性小孔径工程无纺布的拦截、促沉、吸收及形成于无纺布上的固定生物膜的吸收降解，最终达到“消浪-挡藻-水质净化”的综合效果。本发明的漂浮植物复合挡藻围隔，通过内、外双层围隔以及其中的漂浮植物群落，既能达到辅助消浪，稳定挡藻围隔的作用，同时又具有水质净化功能和藻类捕获功能。所采用的漂浮植物复合围隔结构，通过围隔固定桩将内、外双层围隔嵌入底泥，尤其具有浮岛消浪、漂浮植物藻类捕获及水质净化的功能，用于水源地挡藻，能有效降低取水口藻类生物量，提高水源地水质。下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式
为限，而是由权利要求加以限定。
图I为本发明漂浮植物复合挡藻围隔的剖视结构示意图。
图2为本发明漂浮植物复合挡藻围隔的俯视结构示意图。图3为本发明漂浮植物复合挡藻围隔中内层围隔结构示意图。图4为本发明漂浮植物复合挡藻围隔中外层围隔结构示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式
详细说明如后。如图1、2所示，一种漂浮植物复合挡藻围隔，包括内层围隔固定桩I、外层围隔固
定桩2、围隔间加强横档5、外层围隔6、内层围隔7以及高密度漂浮植物群落3。外层围隔6和内层围隔7分别固定在外层围隔固定桩2和内层围隔固定桩I上，以大于2倍波浪长度的距离平行布设，其所构成的围合空间形成供漂浮植物生长和自然扩增的漂浮植物带。内、外层围隔7、6之间设置围隔间加强横档5。围隔间加强横档5采用扁铁、扁钢、三角铁或圆钢，两端分别固定在内层围隔7与外层围隔6上。所述的内、外围隔固定桩I、2均嵌入底泥中，形成牢固的固定支撑，并作为围隔材料的固定基础。内、外围隔固定桩1、2为硬质金属桩或钢筋混凝土桩，直径大于100_，截面形状为圆形或者方形。如图3所示，上述内层围隔7包括柔性小孔径工程无纺布挂片8和不锈钢冲孔钢板；不锈钢冲孔钢板用不锈钢螺丝固定于相邻两根内层围隔固定桩I上，上端高于丰水位I. 5m ;上述不锈钢冲孔钢板冲孔直径为10cm，孔距为11cm。柔性小孔径工程无纺布挂片挂于不锈钢冲孔钢板外侧，其孔径小于蓝藻群体直径，典型孔径为50目，具有高度透水性。如图4所示，上述外层围隔6包括柔性大孔径尼龙网状挂片10和水平尼龙挂绳。柔性大孔径尼龙网状挂片10其孔径小于漂浮植物个体直径，典型孔径为50mm，形成低水头阻力的外层围隔材料，该柔性大孔径尼龙网状挂片10穿孔固定于水平尼龙挂绳上，水平尼龙挂绳直径为3mm，固定在相邻两根外层围隔固定桩2上，柔性大孔径尼龙网状挂片10顶端高于丰水位I. 5m。所述的外层围隔6和内层围隔7，在尼龙网状挂片及工程无纺布挂片下端，分别用耐腐蚀尼龙网缝制的网袋，网袋内包裹碎石构成石龙9，垂直固定于水底。内、外层围隔7、6所构成的围合空间内为高密度漂浮植物群落3，所述的漂浮植物为水花生活性断枝，投放密度为每平方米20Kg。发明人经现场试验，证明该投放密度可在投放后I个月内，自然增殖为厚度约30cm的高密度漂浮植物层，达到最佳的挡藻和水质净化效果，同时由于高密度水花生枝叶的高度咬合，起到消除风浪的作用。将本发明的复合挡藻围隔用于水源地挡藻，在取水口外侧500m半径处建设总长为1200m的漂浮植物复合挡藻围隔，围隔面积23. 5万平方米，围隔区水力停留时间约为2天。双层围隔高度为3m，双层围隔水平间距为10m，大于2倍波长。在双层围栏间，建立了以水花生为主要生物种群的漂浮植物拦截带，宽为10m。漂浮植物复合挡藻围隔投入使用后I个月，漂浮植物覆盖度达到100%，厚度为30cm。在复合挡藻围隔投入使用后4个月，对围隔挡藻及水质改善效果进行了测定，结果表明
围隔外侧样点水体的悬浮物含量为31. 28 土 2. 54mg/L,围隔内4个样点则为21. 96±3. OOmg/L,复合挡藻围隔对水体悬浮颗粒物含量削减率为29. 8%。围隔外侧水体透明度为O. 64±0· 13m,内侧水体则为O. 81 土 O. 06m，水体透明度提高27. 5%。复合挡藻围隔对颗粒态物质具有显著的去除作用。其中，颗粒态氮的去除率为48. 4%，颗粒态磷的去除率为31. 3%。对离子态氮磷的改善，主要体现在对磷酸盐和铵态氮的去除上，其中，对磷酸盐的去除率达到24. 6%，对氨氮的去除率为29. 9%。复合挡藻围隔对颗粒有机物(POC)的改善效果为31. 7%。围隔外叶绿素a浓度为19. 3 土 2. I μ g/mL，围隔内浓度为14. 9 土 I. I μ g/mL，其去除率为23. 0%。镜检结果显示，围隔内外藻类总数量达到了显著差异，其中，围隔外总藻类数量平均值为3092±474万个/L，而围隔内为2453万个/L 土 218万个/L，去除率为20.7%。而围隔内外的蓝藻数量差异更达到了统计极显著水平，去除率则达到38.4%。从藻 类种群组成分析，围隔外蓝藻数量占总藻类数量的90. 0%，而围隔内则仅为69. 8%,由此可以说明围隔对蓝藻的去除率高于总藻类的去除率，也即围隔对蓝藻的拦截具有一定的选择性。
权利要求
1.一种漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于，所述的复合挡藻围隔包括内层围隔(7)和外层围隔(6)，以及内、外层围隔(7、6)围合空间内的漂浮植物群落(3)，所述的内、外层围隔(7、6)分别固定在嵌入底泥中的内、外层围隔固定桩(1、2)上。
2.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的外层围隔(6)和内层围隔(7)以大于2倍波浪长度的距离平行布设，外层围隔(6)和内层围隔(7)顶端均高于丰水位I. 5m以上。
3.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的内、外层围隔固定桩(1、2)，为硬质金属桩或钢筋混凝土桩，直径大于100_。
4.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的外层围隔(6)，包括柔性大孔径尼龙网状挂片(10)和水平尼龙挂绳，水平尼龙挂绳穿于柔性大孔径尼龙网状挂片(10)上部的孔洞内，并固定在外层围隔固定桩(2)上。
5.根据权利要求5所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的柔性大孔径尼 龙网状挂片(10)，其孔径小于漂浮植物个体直径。
6.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的内层围隔(7)，包括柔性小孔径工程无纺布挂片(8)和不锈钢冲孔钢板，不锈钢冲孔钢板固定于内层围隔固定桩(I)上，小孔径柔性工程无纺布挂片(8)挂于不锈钢冲孔钢板外側。
7.根据权利要求7所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的小孔径柔性エ程无纺布(8 )，其孔径小于蓝藻群体直径。
8.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于，所述的内、外层围隔(7、6)之间设置围隔间加强横档(5)。
9.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于所述的外层围隔(6)和内层围隔(7)下端，分别缝制网袋，网袋内包裹碎石构成石龙(9)，垂直固定于水底。
10.根据权利要求I所述的漂浮植物复合挡藻围隔，其特征在于，所述的漂浮植物群落(3)采用水花生活性断枝，投放密度为每平方米20Kg。
全文摘要
一种漂浮植物复合挡藻围隔，包括内层围隔和外层围隔，以及内、外层围隔围合空间内的漂浮植物群落，所述的内、外层围隔分别固定在嵌入底泥中的内、外层围隔固定桩上。内、外层围隔以大于2倍波浪长度的距离平行布设，外层围隔包括孔径50mm的柔性大孔径尼龙网状挂片，内层围隔包括孔径50目的柔性小孔径工程无纺布挂片，顶端均高于丰水位1.5m以上。漂浮植物群落优选为水花生活性断枝，投放密度为每平方米20Kg。本发明的漂浮植物复合挡藻围隔，通过内、外双层围隔以及其中的漂浮植物群落，具有浮岛消浪、漂浮植物藻类捕获及水质净化的功能，用于水源地挡藻可降低取水口藻类生物量，提高水源地水质。
文档编号C02F3/32GK102852124SQ20121038693
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者张路 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所