专利名称：可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种针对透明度较差、沉积物受污染污染程度较重的富营养化浅水湖 泊(水深《3m)的沉水植物恢复技术，属于生态修复技术领域。
背景技术：
近年来，国内外淡水湖泊富营养化趋势逐渐加重，特别是一些城市湖泊，水体透明 度较差，给人们生产和生活带来诸多不便，而且部分水体的发黑发臭也影响到自然景观。针 对受污染湖泊的治理工作，近年来实验室规模的研究普遍认为，与物化治理技术相比，沉水 植物修复技术是一种比较理想的浅水湖泊污染治理技术，不但可以净化水体，而且不会造 成二次污染。沉水植物具有良好的水质净化效果，在沉水植物生长良好的区域，湖泊水体水 质较好。但在实际受污染湖泊水体沉水植物恢复工程中，实验室的研究与实际工程应用之 间尚存在较大差距，国内外尚鲜有成功的工程实例。因为在污染较重的浅水水域，其一方面 水体透明度差，另一方面，其沉积物中污染物含量较高，物理性状表现为浮泥状，不利于沉 水植物根部生长。"九五"、"十五"期间，部分学者也曾在滇池、太湖等浅水湖泊进行过沉水 植物恢复的工程示范，其通常在示范工程区域内用围格做成封闭水域，先投加大量混凝剂 增加水体透明度，同时在沉积物表层覆盖硬质覆盖物，然后在上边种植沉水植物。尽管这种 做法在短期内可以在局部水域恢复沉水植物，但这种做法存在明显的缺陷，一是由于大量 化学药剂的投加，难免会对水质的安全造成危害；沉积物表层的硬质覆盖物，减少了库容； 二是费用较高。而且这种示范工程的面积一般都比较小，一旦撤离围格，其沉水植物又容易 逐渐死亡。
发明内容
本发明针对现有的受污染水体沉水植物恢复技术存在的问题，提出一种易于植物 恢复的可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法，同时提供一种实现该技术的装置。
本发明的可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法，是 在受污染的浅水湖泊水域设置能够垂直上下移动的沉水植物栽种体，在沉水植物 栽种体上覆盖能够种植沉水植物的垫层及黄沙，并在黄沙上插嵌密度合理的沉水植物，将 栽种体固定在水下一定深度，该深度能够保障在水体最初的透明度下沉水植物健康生长的 光照需求，随着沉水植物的生长，其上覆水体逐渐改善，透明度逐渐增加，待上层水体改善 到一定程度后，调节沉水植物栽种体下移，使沉水植物在下一个水深处生长，该处水深仍以 能够保障沉水植物健康生长的光照需求为准，使沉水植物在下移的水层里能够继续良好生 长，重复上述操作步骤，使沉水植物逐渐下移，直到栽种体下移到水体沉积物表层时，拆除 沉水植物栽种体，使沉水植物得以充分恢复。 实现上述可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法的装置采用以下解决方 案 沉水植物恢复装置包括沉水植物栽种体和固定沉水植物栽种体的桩基，沉水植物栽种体由框体、围网和沉水植物栽种基质组成，框体四周及底部设有围网，在框体内铺垫砾 石垫层，砾石垫层上铺设沉水植物栽种基质，沉水植物栽种体上设有套管，通过套管安装在 桩基上。 沉水植物通常选用土著植物，栽种基质采用黄沙。土著植物按一定种植密度栽培 于黄沙中，沉水植物栽种体处于四周开放的水体环境中。固定沉水植物栽种体的桩基选用 不锈钢材质的工字钢或强度较高的塑料管，沉水植物栽种体依靠绳索捆绑在桩基上，具体 深度可以调节。 使用该装置时，根据水体的透明度，将沉水植物栽种体在浅水湖泊内固定在水下 0. 2米-0. 5米，这一深度可满足沉水植物健康生长。沉水植物栽种体上部的上覆水体逐渐 改善，透明度逐渐增加。1个月左右，当栽种体上部的上覆水体DO > 0. 5mg/L，C0D < 20mg/ L，浊度〈15后，可调节沉水植物栽培体下移0. 3米-0. 5米，该深度使沉水植物可以获得足 够的光照，在此操作过程中沉水植物栽种体上部的上覆水继续持续改善，透明度逐渐增加。 当栽种体上部的上覆水体DO > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，浊度< 15后，继续下移沉水植物 栽种体，下一层的水质得到改善，透明度逐渐增加。反复操作以上步骤，直至栽培体下移到 沉积物表层后，拆除固定沉水植物栽种体的桩基。在恢复沉水植物的过程中，水体水质也逐 渐改善。 本发明使沉水植物在水体中的生长深度根据自身生长的光照需求进行调节，逐渐 下移至水底，在下移过程中既治理了受污染的水体，又满足了自身生长的光照需求。与传统 的受污染浅水湖泊物化治理技术相比，可通过沉水植物恢复净化受污染水体，不会造成二 次污染，而且改善水体生态环境，提高水体自身净化能力。
图1是本发明可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复装置的结构示意图。
其中1、桩基，2、框体，3、沉水植物，4、围网，5、套管。
具体实施例方式
如图1所示，本发明所采用的沉水植物恢复装置包括沉水植物栽种体和固定沉水 植物栽种体的桩基l。每个沉水植物栽种体之间采用刚性横向串连连接。沉水植物栽种体 由框体2、围网4和沉水植物栽种基质组成，框体2可用竹排、钢管或塑料管等搭建，最好采 用较轻的或有一定浮力的材料，其四个角上设有套管5，通过套管5套在桩基1上。桩基1 选用不锈钢材质的工字钢或强度较高的塑料管。框体2的四周及底部设有围网4，围网4采 用细密纱网，使黄沙不能漏出。在框体2内铺垫砾石垫层(图中未画出)，砾石垫层上铺设 沉水植物栽种基质，即黄沙。在黄沙上按一定密度种植沉水植物3。沿桩基l向下移动框体 2，可以调节沉水植物栽种体在水体中的深度。 根据受污染浅水湖泊水域中水体的透明度，将沉水植物栽种体固定在水下一定深 度，最初这一深度可以保障沉水植物3健康生长的光照需求。在沉水植物3生长过程中，其 上覆水体逐渐改善，其透明度逐渐增加，有利于下一层水体中沉水植物生长的光照需求。待 上层水体改善到一定程度后，调节沉水植物栽种体沿桩基1下移一定距离，由于上层水体 透明度增加，沉水植物3在下移的水层里也可以继续良好地生长。重复上述操作步骤，等到栽种体下移到沉积物表层时，将栽种体拆除，沉水植物3得以充分恢复。 沉水植物可以选择多年生沉水草本植物，如黑藻、苦草、竹叶眼子菜和金鱼藻等，
各种沉水植物的生长习性如下 黑藻以插迁法繁殖为主，多在每年的4-8月进行。喜欢光照充足的环境，环境荫 蔽植株生长受阻。最好每天接受2-3小时的散射日光。适宜生长温度15-3(TC。其发苗迅 速，成形很快，它的最佳观赏时段自种苗定植后可达3-5个月。 苦草以分株法繁殖为主，亦可采用播种法育苗，可在4-5月进行。最好每天接受 2-4h的散射日光。适宜生长温度16-28t:。最佳观赏时段自种苗定植后可达3-5个月。
竹叶眼子菜这种植物为整株沉水植最好，喜欢光照充足，适宜生长温度 18-28°C。这种植物虽为多年生，但容易老化。在一般情况下，其观赏时段自成形后每年可 达3个月以上，如不进行更新，其连续栽种不宜超过2年。 金鱼藻株高30-80厘米，以插迁法繁殖为主，多在每年3-8月进行，喜欢光照充
足，适宜生长温度18-28°C。最佳观赏时间自种苗定植后达3-5个月。 可以考虑在每年3月份进行沉水植物恢复处理，每种植物采用自己的繁殖方式进
行种植。 根据水体的透明度，将沉水植物栽种体在浅水湖泊内固定在水下0. 2米-0. 5米， 这一深度可满足沉水植物健康生长。沉水植物栽种体上部的上覆水体逐渐改善，透明度逐 渐增加。1个月左右，当沉水植物栽种体上部的上覆水体D0 > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，浊 度< 15后，可调节沉水植物栽种体下移0. 3米-0. 5米，该深度使沉水植物可以获得足够的 光照，在此操作过程中沉水植物栽种体上部的上覆水继续持续改善，透明度逐渐增加。当沉 水植物栽种体上部的上覆水体D0 > 0. 5mg/L， COD < 20mg/L，浊度< 15后，继续下移沉水 植物栽种体，下一层的水质得到改善，透明度逐渐增加。反复操作以上步骤，直至沉水植物 栽种体下移到沉积物表层后，拆除固定沉水植物栽种体的桩基l，受污染区域的沉水植物恢 复操作完成。在恢复沉水植物的过程中，水体水质也逐渐改善。
权利要求
一种可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法，其特征是在受污染的浅水湖泊水域设置能够垂直上下移动的沉水植物栽种体，在沉水植物栽种体上覆盖能够种植沉水植物的垫层及黄沙，并在黄沙上插嵌密度合理的沉水植物，将栽种体固定在水下一定深度，该深度能够保障在水体最初的透明度下沉水植物健康生长的光照需求，随着沉水植物的生长，其上覆水体逐渐改善，透明度逐渐增加，待上层水体改善到一定程度后，调节沉水植物栽种体下移，使沉水植物在下一个水深处生长，该处水深仍以能够保障沉水植物健康生长的光照需求为准，使沉水植物在下移的水层里能够继续良好生长，重复上述操作步骤，使沉水植物逐渐下移，直到栽种体下移到水体沉积物表层时，拆除沉水植物栽种体，使沉水植物得以充分恢复。
2. —种实现权利要求1所述可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法的装置，包括 沉水植物栽种体和固定沉水植物栽种体的桩基，其特征是沉水植物栽种体由框体、围网和 沉水植物栽种基质组成，框体四周及底部设有围网，在框体内铺垫砾石垫层，砾石垫层上铺 设沉水植物栽种基质，沉水植物栽种体上设有套管，通过套管安装在桩基上。
全文摘要
本发明公开了一种可调节的受污染浅水湖泊沉水植物恢复方法及装置。该方法是将沉水植物固定在水下一定深度，该深度能够保障在水体最初的透明度下沉水植物健康生长的光照需求，随着沉水植物的生长，其上覆水体透明度逐渐增加，调节沉水植物栽种体下移，使沉水植物在下一个水深处生长，使沉水植物在下移的水层里能够继续生长，重复上述操作步骤，使沉水植物逐渐下移，直到栽种体下移到水体沉积物表层。该装置包括沉水植物栽种体和固定沉水植物栽种体的桩基。本发明使沉水植物在水体中的生长深度根据自身生长的光照需求进行调节，逐渐下移至水底，在下移过程中既治理了受污染的水体，又满足了自身生长的光照需求。
文档编号C02F3/32GK101700934SQ20091022985
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者于士淼, 孔敏, 张志斌, 李艺, 谭晓波, 魏垒垒 申请人:山东建筑大学