一种安全式浅水湖泊沉水植物种植装置的制作方法

本实用新型属于河流湖泊生态修复领域，尤其是涉及一种安全式沉水植物种植装置，适用于透明度较低、风浪扰动较大、水位幅度变化较大、各种质底型的浅水型河流湖泊。

背景技术：

湖泊生态系统中，沉水植物起关键性作用，因为其具有吸收水体营养盐、分泌化感物质抑制藻类生长繁殖、为其他水生生物提供多样化的生境等作用。同时沉水植物不仅是浅水湖泊生态系统主要初级生产者，也是湖泊内污染负荷控制和水质改善的重要生物措施。

特别在浅水湖泊水生态系统中，沉水植物在藻型浊水稳态逆转为草型清水稳态过程中扮演关键角色，是恢复沉水植被成为重建健康水生态系统的关键环节，它维持了浅水湖泊良好的水质条件及丰富的物种多样性。

光合作用是沉水植物重要的代谢活动之一，在掌握其光补偿点等光合特征后，通过控制沉水植物在水下的种植深度与分布以来满足其光合作用的生存需求达到光合产量最大化。同时由于沉水植物是完全浸没在水中的，受到水体自身的透明度、水质、风浪等水环境因子的影响也很大，当遇到突发的水位升高或下降等自然影响时，沉水植物往往会因为得不到充足的光照，不能进行正常的光合生理生长作用，而导致沉水植被的衰退甚至以致消失。在广域的自然湖泊水体中，往往恢复沉水植被的难度很大，如何保证在沉水植被恢复区域内能按照预定期望运行并趋于稳定、如何为了保证满足日常维护装置工作的平台稳定性与安全性，是问题研究的关键。

经检索，中国专利号：CN 201520845720.8，公开了一份名称为一种用于修复水体的沉水植物种植装置的实用新型专利文件，其主要包括沉水植物种植床、微生物培养床、导向杆和种植床。沉水植物种植床表面呈矩阵状分布有若干圆形的种植槽，种植槽的底部铺设有八角形陶瓷环，微生物培养床的内腔呈中空状，该腔体内铺设有若干圆形的生物球，微生物培养床的表面覆有一层金属丝网。虽然可以根据水体透明度和水位情况调节沉水植物在水体下的种植高度，但是由于四角固定当水位急剧变化时可能已超出自身高度，满足不了正常的种植条件，因而不适合水体多变的环境。有研究者提出悬浮式种植技术的概念，如中国专利号：CN 201320653347.7，公开了一份名称为一种悬浮式沉水植物种植床的专利文件，它通过水面上的漂浮装置并以绳索将之与沉水植物种植床连接，通过缆绳和重力调节物控制床体深度，使水位升高或降低的情况下仍能维持床体所需的深度，但该方法的缺点是由于只有一个上端的漂浮装置且不固定，当遇到较大流速和风浪侵扰的条件下，整个种植装置很容易被吹走与飘离区域，在实际的原位湖泊生态修复与沉水植物重建的过程中基本不太可行。同时由于在湖泊生态修复过程中，沉水植物种植装置往往会放置于湖泊流速与水文较稳定的地带，如湖泊中心处，因而在装置平台上的安全性就十分的重要，若在漂浮且无倚靠的水面上进行日常的人工操作活动，即困难且繁琐，费时费力，且安全性不高，行走又很不方便，从而导致一个生态修复的沉水植物种植床的实际利用率不高，并且搭好后再进行维护的成本很高、危险性也很大。

技术实现要素：

针对上述情况，本实用新型提供了一种安全式浅水湖泊沉水植物种植装置，通过浮筒与浮筒固定架组合建成稳定的浮筒码头，在浮筒围成的水平空间区域内，整体调节种植床放置深度以来满足植物的最佳生长和光合作用生态位。解决了以往沉水植物种植装置在实际原位浅水湖泊中安全稳定性不高、抗风浪性差、实验操作难度性高、平台重复利用率差等缺点。并且通过沉水植物的旺盛生长，以来达到不断净化区域水质和提高水体透明度的作用。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种安全式浅水湖泊沉水植物种植装置，其中：包括浮力浮筒层、浮筒固定架、种植框架、沉水植物种植床以及有底的渔网，浮力浮筒层由若干个可拆卸浮筒连接而成，浮筒固定架由若干个浮筒固定柱组成，每个浮筒固定柱下端均固定在浅水湖泊底部，浮力浮筒层连接在浮筒固定柱上，且浮力浮筒层能在浮筒固定柱上上下滑动，种植框架水平固定在浮力浮筒层上，种植框架中固定有数个种植床固定杆，且种植床固定杆位于浮力浮筒层围成的空间区域内，沉水植物种植床通过连接绳连接在种植床固定杆上，沉水植物种植床上种植沉水植物，沉水植物种植床下部连接有第一锚体，渔网上部与浮力浮筒层和/或种植框架固定连接，且沉水植物种植床兜于渔网内，渔网下部连接有第二锚体。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的浮力浮筒层为四边形结构，浮筒固定柱设置在浮力浮筒层的四角位置，浮力浮筒层的四个角均设有限位环，浮筒固定柱插入限位环中，使得浮力浮筒层能相对于浮筒固定柱上下滑动并且水平方向固定。

上述的种植框架为钢管和双通铰链相互铰接而成的四边形框架结构。

上述的渔网连接在浮筒固定柱上，且渔网能在浮筒固定柱上上下滑动，第二锚体固定在渔网的底部四角处。

上述的可拆卸浮筒之间通过紧固件固定连接。

上述的紧固件为耐腐蚀高密度聚乙烯材料的硬质螺帽和螺母。

上述的浮筒固定柱以及种植框架的钢管均为直径为3～5cm，材料为高刚性和长使用寿命的DN75镀锌管。

上述的沉水植物种植床床体材料为耐腐蚀的轻质毛竹或聚氯乙烯PVC，沉水植物种植床底部铺有粒径为1～3mm，厚度为10～20cm的泥质土壤。

上述的可拆卸浮筒的材料为高分子高密度聚乙烯，可拆卸浮筒为边长50～80cm的正立方体结构。

上述的渔网上端四边高于水面，渔网的孔隙为2～5mm，材料为尼龙纤维或聚酯乙烯。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型以拥有单个较高浮力的浮筒作为漂浮物衬托整个装置在水面上，浮筒间环环镶嵌，连接处则采用高密度轻质聚乙烯的螺栓结构相连使之拼接成相应形状的浮筒码头，具有很大浮力且因与湖面的接触面积也比较大，所以人站立上去行走都十分稳当，可较安全地进行人为工作实验，具有极高的安全稳定性。不需要用太多的浮筒即可达到稳当的漂浮承重的效果，并且可以随意的拼接，可任意扩展实验平台空间与造型，以来应对满足不同类型、区域的浅水湖泊生态恢复的工程需求。

（2）本实用新型浮力浮筒层连接在浮筒固定柱上，浮筒固定柱下端固定在浅水湖泊底部，稳定整个浮筒码头，使得整体受到湖面风浪侵扰后波动摇晃的幅度减小，抗风浪性能力增加以来进一步增强装置的安全稳定性；种植框架是由钢管通过铰链连接，水平固定在浮筒上，而纵向链接处则是用较松的铰链与浮筒固定柱相连，可以随着浮筒浮力层浮动，使整个沉水植物种植架可以随水位的抬升或下降做出相应的浮动变化，消除原位上动态水位变化情况的干扰影响。通过单人控制沉水植物种植床的连接绳长度来调节所需水深，满足不同沉水植物的水深光合作用的相应生长阈值，且由于整个浮筒浮力层的安全稳固，人在浮筒浮力层上作业的可调控性与安全性也得到保障。

（3）本实用新型还包括沉水植物种植框架下围挡放置一圈有底的尼龙渔网，孔洞密实且材料耐腐蚀，同时渔网底部通过重力调节物稳定其四角，以保证在沉水植物种植、生长和恢复的过程中，不受到浅水湖泊里鱼类牧食、湖面下流场剧烈变化或者外来漂浮污染物对沉水植物恢复区内生态植物的影响。

（4）本实用新型还包括沉水植物种植床，通过底部重力调节物可以稳定控制床体深度与稳定性，且在其中种植沉水植物十分方便可直接植于种植槽内，也可根据污染水体范围和既定生态修复功能需求任意调节种植沉水植物的种类、密度与范围，其场地适应性和可随机调控性强。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中的附图标记为：浮力浮筒层1、可拆卸浮筒11、限位环12、浮筒固定架2、浮筒固定柱21、种植框架3、种植床固定杆31、沉水植物种植床4、连接绳41、第一锚体42、渔网5、第二锚体51。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

实施例一：

如图1所示，本实用新型的一种安全式浅水湖泊沉水植物种植装置，其中：包括浮力浮筒层1、浮筒固定架2、种植框架3、沉水植物种植床4以及有底的渔网5，浮力浮筒层1由若干个可拆卸浮筒11连接而成，浮筒固定架2由若干个浮筒固定柱21组成，每个浮筒固定柱21下端均固定在浅水湖泊底部，浮力浮筒层1连接在浮筒固定柱21上，且浮力浮筒层1能在浮筒固定柱21上上下滑动，种植框架3水平固定在浮力浮筒层1上，种植框架3中固定有数个种植床固定杆31，且种植床固定杆31位于浮力浮筒层1围成的空间区域内，沉水植物种植床4通过连接绳41连接在种植床固定杆31上，沉水植物种植床4上种植沉水植物，沉水植物种植床4下部连接有第一锚体42，渔网5上部与浮力浮筒层1和/或种植框架3固定连接，且沉水植物种植床4兜于渔网5内，渔网5下部连接有第二锚体51。

实施例中，浮力浮筒层1为四边形结构，浮筒固定柱21设置在浮力浮筒层1的四角位置，浮力浮筒层1的四个角均设有限位环12，浮筒固定柱21插入限位环12中，使得浮力浮筒层1能相对于浮筒固定柱21上下滑动并且水平方向固定。

沉水植物种植床的材料是轻质耐腐蚀的毛竹，沉水植物种植床4上有种植槽且底部铺有细腻泥状土壤。固定绳及锚组成的重力调节物分别与沉水植物种植床和石笼渔网相连接固定，使之平稳沉入自然水体中且能受一定强度风浪侵扰。

本实施例中由10～15个55cm*55cm的HMWHDPE(高分子高密度聚乙烯)材料浮筒相互拼接构成一个U型浮力浮筒层1，拥有高浮力且安全平稳；连接浮筒之间的固定装置为耐腐蚀高密度聚乙烯材料的硬质螺帽和螺母。种植框架3的钢管直径为3cm，采用为高刚性和长使用寿命的DN75镀锌管，水平固定放置在浮力浮筒层1上。沉水植物种植床4为一长方形，长*宽为1.2m*1m，采用耐腐蚀轻质毛竹加工而成，通过连接绳与种植框架3连接，且底部均匀铺有12cm泥质土壤。石笼渔网5的规格为长2m*宽1.5m*高2m，渔网的孔隙为2mm*2mm，材料为尼龙纤维，同样用耐腐蚀的连接绳固定在四周的浮筒固定柱21上。由于该装置放置在风浪较为波动、水质较为一般的原位大洪港浅滩堰中心内，沉水植物种植床内种植当地优势种马来眼子菜并直接种于种植槽内，种植密度为10～15株一槽，共种12槽，当夏季水位急涨时整体框架抬升，由于整个装置的稳定性和易调控性，可定期派人上平台观察植物的生长情况并适当做出应急调控措施和日常维护工作，保证生态恢复装置持续稳定的进行。

实施例2

与实施例1不同，本实施例中由于装置放置在风浪波动较大和水质条件更差的揽月弯浅水湖泊处，平均水深达2.5m，所以浮筒浮力层1的浮筒选择30～40个规格为50cm*50cm，且采用高分子高密度聚乙烯HMWHDPE为材料相围搭建成正方型浮筒码头，码头每个单边长3m～4m左右。垂直固定整个浮筒浮力层1的钢管采用直径为5cm的镀锌钢管以来具有更大的抗风浪的能力，保证装置的稳定性。沉水植物种植床4为长*宽3m*2m的长方形结构，采用耐腐蚀聚氯乙烯PVC加工而成，并在其底部均匀铺设20cm的泥质土壤。沉水植物选择马来眼子菜与狐尾藻镶嵌种植与沉水植物种植床4上，种植密度为100株/m²。所选石笼渔网5的规格为3.5m*宽2.5m*高2.5m，空隙为5mm，此时整个装置相当稳定且可围绕着装置行走进行人工作业，极大增加工作稳定性并且消除频繁自然产生的波浪和游船产生的波浪对沉水植物恢复区植物的牵拉损害影响，保证浅水湖泊沉水植物种植装置持续高效的运行以来达到设定的生态修复作用。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。