一种人工构建水生植物落群修复污染水体的系统的制作方法

本发明涉及生态环保技术领域，特别涉及一种人工构建水生植物落群修复污染水体的系统。

背景技术：

随着人类活动对湖泊生态系统影响的加剧，水体大型水生植物逐渐减少，甚至消失。恢复大型水生植被成为富营养化浅水湖泊生态修复的主要内容之一，是近年来水体修复生态技术研究的热点之一。大型水生植物，特别是沉水植物能吸收利用水体中的营养物质，合成自身生长发育所需要的物质，有效的降低水体中的营养盐浓度，与藻类竞争营养盐，抑制“藻华”的爆发；还有降低悬浮颗粒物，促进水体中磷的沉降，减少沉积物磷释放，抑制湖泊沉积物的再悬浮，改善沉积物的特性从而降低营养盐释放率、吸收水体中的污染物，抑制浮游植物生长等作用。在外源营养物质不能完全消除的水体，沉水植物的大量发生会缓冲营养物质在水中的富积程度。因此，沉水植物的恢复，常常作为藻型湖泊富营养化修复的措施之一，其研究与应用在湖泊生态保护和富营养化防治中具有重要地位。

环境因子对水生植物恢复的影响主要体现在光照、水温、ph值、水体营养盐、基质等非生物环境因子及着生藻类、鱼类放养、人工收获等生物环境因子。在所有的环境因子中，水下光强和水温是影响沉水植物生长、分布的重要因子，其中水下有效光强被认为是影响沉水植物生长、分布最重要的因子之一，而且其它生物或非生物环境因子的作用也会间接导致水下光强的变化，如:悬浮颗粒(泥沙、藻类)。

温度是影响沉水植物繁殖体发芽和幼苗生长的重要因素。沉水植物所处水环境的温度变化比较缓慢而且稳定，其不同的代谢过程对温度的反应有所不同，而生长则代表了所有这些过程及反应的综合。不同的植物适宜生长温度和最大产氧温度不同。在水体修复时，根据当地的地理、气候等条件选择植物。

水底光照和氧气条件直接影响沉水植物的萌发与生长。太阳光经过水体时光强都有衰减，而且不同波长的光衰减程度不同，随着水深增大，红光(660nm)与远红光(730nm)的比率会增加。植物繁殖生长的不同阶段对光强的要求也有差异。了解沉水植物的光合特征是解释各种沉水植物在水中的分布格局和群落演替的基础，也是人工配置沉水植物群落时，选择种类及群落种类配置的科学基础。

所有的沉水植物都是阴生植物，叶片的光合作用在全日照的很小一部分时即达到饱和，沉水植物的光饱和点(净光合作用最大时的光强)及光补偿点(净光合作用为零时的光强)比陆生阳生植物低很多。许多沉水植物的光补偿点范围约为全日照的0.5％和3％。

污染水体修复过程中，根据水体的ph值、水体营养盐、基质等条件，选择水体修复备选植物。再根据光照、温度等因素对水生植物生长繁殖的影响，设计人造光源，帮助水生植物的恢复，理论上可行的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种人工构建水生植物落群修复污染水体的系统，有效的克服了现有技术的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种人工构建水生植物落群修复污染水体的系统，该系统包括光源，上述光源设有多个，并均匀设置于水体中或水面上方，上述光源用于补充水体内水生植物的光照；控制器，上述控制器外接电源，并分别与多个上述光源电连接。

本发明的有益效果是：结构设计简单、合理，能够促进水体内水生植物的生长，从而大幅度改善水体富营养状况，优化水体生态系统，具有较高的经济价值。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个上述光源均通过与其一一对应的高度调节机构安装在水体中，上述高度调节机构用于调节上述光源在水体中的高度。

采用上述进一步方案的有益效果是能够调节光源在水体中的高度，即就是调节水生植物的光照强度，从而提供水生植物生长所需的最佳光照条件。

进一步，上述水体底部埋设有布线管网，多个上述光源的电源线分别收纳于上述布线管网中，并经上述布线管网后在水体边缘处引出至水体外部，并连接上述控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是确保光源电源线收纳规整，提高线路安全性。

进一步，上述高度调节机构为竖直安装于水体底部的伸缩杆，上述伸缩杆的伸缩端向上，上述光源安装于对应的上述伸缩杆的伸缩端。

采用上述进一步方案的有益效果是使用比较方便，利于光源光照距离的调节。

进一步，上述伸缩杆为电动伸缩杆，且其电源线收纳于上述布线管网中，并上述布线管网后在水体边缘处引出至水体外部，且电连接上述控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是电动化操作降低了作业的难度及强度。

进一步，还包括水质在线监测系统，上述水质在线监测系统包括后台处理终端和两个水质在线监测仪，两个上述水质在线监测仪分别布置在上述水体的上游入水口和下游出水口处，并分别与上述后台处理终端电连接，上述水质在线监测仪用于检测水体的水质信息，并将信息发送至后台处理终端。

采用上述进一步方案的有益效果是便于实时监测整个系统对水体生态修复的过程及信息。

进一步，还包括过滤格栅，上述过滤格栅安装于水体的上游入水口，用于过滤掉进入水体的水源中的大颗粒污染物。

采用上述进一步方案的有益效果是能够避免大量的大颗粒污染物进入水体内造成严重的水体污染，有效的改善水体的生态环境，为后续生态修复降低了修复难度。

进一步，还包括沼气池，上述沼气池修建于上述水体的上游入水口旁，用于将上述过滤格栅过滤的大颗粒污染物进行降解制备沼气。

采用上述进一步方案的有益效果是能够回收过滤的大颗粒可降解污染物进行资源再利用，节能环保。

附图说明

图1为本发明的人工构建水生植物落群修复污染水体的系统的结构示意图；

图2为本发明的人工构建水生植物落群修复污染水体的系统中光源与高度调节机构配合的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、光源，2、高度调节机构，3、布线管网，4、过滤格栅，5、沼气池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例：如图1和2所示，本实施例提供一种人工构建水生植物落群修复污染水体的系统，该系统包括：光源1，上述光源1设有多个，并均匀设置于水体中(如图2所示)或水面上方(图中未示出)，上述光源1用于补充水体内水生植物的光照；控制器6，上述控制器6外接电源，并分别与多个上述光源1电连接。

光源1布置时，根据水体中不同种类的水生植物(可以是底栖植物、浮游/水植物、沉水植物等)选择光源1的布置，在水体水深较浅时，光源1可以布置于水上，即水体上方；在水体水深较深时，根据水生植物的种类采用不同的光源1布置方法，具体为：水生植物为沉水植物，光源1布置与水中，水生植物为浮水/游植物，光源1布置于水面上方，水生植物为底栖植物，光源1根据植物的生长特效可以是布置于水体中，也可以是布置于水面上方，只能能保证光照能够照射到水生植物，使得水生植物具有较好的光合作用即可，此外，当光源1布置于水体中时，每个上述光源1均通过与其一一对应的高度调节机构2安装在水体中，上述高度调节机构2用于调节上述光源1在水体中的高度，在对水生植物进行光照时，可以根据水生植物的生长状况调节该片水生植物片区内光源1的高度即可，使其能满足对水生植物的最佳光照条件。

考虑到光源1在水体中布置时其电源线布线错综复杂的状况，应在上述水体底部埋设有布线管网3，多个上述光源1的电源线分别收纳于上述布线管网3中，并经上述布线管网3后在水体边缘处引出至水体外部，并连接上述控制器6，该布线管网3埋设于水底，光源1的电源线将隐藏于布线管网3中，得到较好的保护，其布线也比较清晰，能提升整个系统布线的规整性及安全性。

上述光源1为传统市面上的防水白炽灯。

光源1布置于水中时，生个水体生态修复步骤如下：

步骤一、在水体中建设整个人工构建水生植物落群修复污染水体的系统(包括布线管网3的布置，高度调节机构2的安装，光源1的装配)；

步骤二、根据当前季节及水体水质情况(水体的ph值、水体营养盐、基质等条件)选择合适的水体修复备选植物种子，大面积投放于水体中，使种子在水底底泥上生长；

步骤三、根据水体修复备选植物生长状况(高度)通过高度调节机构2调节光源1的高度，以调节光源1对四周水体修复备选植物的光照条件(光照距离)，开启光源1对水体修复备选植物补光，促进其生长；

步骤四、待水体修复备选植物生长成熟后，采摘收集处理，进行下一轮的水体修复备选植物撒种生长。

需要说明的是：上述水体修复备选植物优先选取经济价值及市场价值较大的群体，其采摘处理后的经济所得可作为整个人工构建水生植物落群修复污染水体的系统的建设及后期维护成本。

当光源布置于水体上方时，光源1可以采用扦插并漏出水面的架杆来安装，其生态修复步骤同上。

较佳的，还包括过滤格栅4，上述过滤格栅4安装于水体的上游入水口，用于过滤掉进入水体的水源中的大颗粒污染物，通过该过滤格栅4可过滤掉从上游入水口将要进入水体内的大颗粒污染物，从而改善水体的生态环境。

较佳的，还包括沼气池5，上述沼气池5修建于上述水体的上游入水口旁，用于将上述过滤格栅4过滤的大颗粒污染物进行降解制备沼气，从过滤格栅4过滤的大颗粒污染物中选取可降解的部分投入沼气池5内，进行降解制备沼气，制备得的沼气可作为发电及家居用生活能源使用，沼液可以作为灌溉农田的有机肥，沼渣可以作为农田底肥和花肥使用，有效的变废为宝，具有较好的经济价值。

需要说明的是：过滤后不可降解的大颗粒污染物收集后集中处理。

较佳的，上述高度调节机构2为竖直安装于水体内的伸缩杆，上述伸缩杆的伸缩端向上，上述光源1安装于对应的上述伸缩杆的伸缩端，，其使用方便，利于光源1光照距离的条件。

较佳的，上述伸缩杆为电动伸缩杆，且其电源线收纳于上述布线管网3中，并上述布线管网3后在水体边缘处引出至水体外部，且电连接上述控制器6，电动伸缩杆为市面上常规的防水性能较好的传统产品，其电动控制比较方便，降低了人工作业的劳动强度，降低了水体生态修复操作的难度，通过控制器能够分别控制每个伸缩杆的伸缩高度，即就是分别控制每个光源1的距离水底的距离，以灵活的调节光源1对片区内水生植物的光照条件，从而促进植物的良好生长。

较佳的，还包括水质在线监测系统，上述水质在线监测系统包括后台处理终端和两个水质在线监测仪，两个上述水质在线监测仪分别布置在上述水体的上游入水口和下游出水口处，并分别与上述后台处理终端电连接，上述水质在线监测仪用于检测水体的水质信息，并将信息发送至后台处理终端，整个监测系统通过对上游入水口和下游出水口的水质检测信息在后台处理终端处进行比对，即可得到整个人工构建水生植物落群修复污染水体的系统对水体生态修复的状况，非常利于作业人员对水体生态环境修复过程的监测记录。

上述控制器也可以连接后台处理终端，通过后台处理终端发送控制器一系列控制指令，从而实现后台控制光源1高度的调节。

上述控制器采用市面上传统的单片机即可。

后台处理终端可以是传统的中央处理器等。

需要特别说明的是：整个系统也可以应用于陆生水生植物(如水稻等)，但需要注意的是，用于陆生水生植物生长时，光源1应设置于水面(稻田)上方，通过支架扦插于稻田地面即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。