一种适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔的制作方法

[0001]
本实用新型属于河道生态修复领域，尤其是涉及一种适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔。


背景技术：

[0002]
随着生态文明建设的不断推进，国内黑臭水体治理与修复正如火如荼地开展，在完成截污、底泥治理等基本工程内容后，河道与湖泊的原位生态修复逐渐成为黑臭水体治理的重点。
[0003]
在河道的原位生态修复中，沉水植物的种植是核心技术之一。沉水植物适宜种植在流速较缓慢且草食性鱼类较少的环境，在小型湖泊中运用广泛。但河道存在鱼类较多、水流速度快等不利于沉水植物生长的因素，导致沉水植物往往被鱼类啃食或被水流冲刷走，在大型湖泊中也存在着水位的不稳定、鱼类清理困难等难题，不利于沉水植物的种植。
[0004]
显然，河道和大型湖泊的水流影响因素和鱼群影响因素不易人为消除，通过围隔围出围蔽区用于沉水植物种植，能消除水流和鱼类的影响，进而由点及面的铺开种植面积，是现在较为常用的方法。现有的区域围蔽技术多采用单层软围隔，有透水和不透水两种，功能较为单一，主要作用为封闭水体，能起到一定的隔绝污水、排污口的作用，但对鱼类的阻隔效果并不明显。一方面，软围隔的功能较为单一，未深入挖掘分隔膜的其他功能；另一方面，在水流速度快、水位变化大的河湖，底部易受水流干扰部分区域浮起，鱼类容易进入，不能解决围蔽区中沉水植物被鱼类啃食的问题，沉水植物种植技术的瓶颈仍未突破，存在一定的局限性。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔，旨在解决现有技术的在流速较快河道、水位不稳定湖泊中效果不理想、围隔功能单一、利用率低的问题。
[0006]
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
[0007]
一种适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔，包括，
[0008]
多节浮体，多节所述浮体漂浮于水面，相邻节浮体固定连接；
[0009]
分隔膜，所述分隔膜对折形成双层结构，分隔膜的折叠部位为下端，分隔膜的上端与浮体固定连接；
[0010]
碳素纤维草，所述碳素纤维草包括多孔网状微生物载体球、纤维条带以及固定带，所述固定带固定于分隔膜内侧壁上，所述纤维条带固定于固定带上，所述多孔网状微生物载体球固定于纤维条带上；
[0011]
底部固定装置，所述底部固定装置包括砂石和钢管，所述砂石位于分隔膜的折叠部位内侧，所述钢管上端与分隔膜底端固定连接，钢管下端插设于河底部。
[0012]
进一步的，所述浮体的长度为1-1.2m，浮体包括外膜和填充物，所述外膜的材质为
不透水的hdpe，所述填充物的材质为密度小于水的高分子材料。
[0013]
进一步的，所述分隔膜对折后的高度高于河道最高水位的20％，分隔膜的上端通过连接环与浮体相连，分隔膜的材质为透水pvc高分子材料。
[0014]
进一步的，还包括挡流板，所述挡流板设于分隔膜上游，挡流板由多根镀锌钢管组成，所述镀锌钢管竖直设置并沿垂直于水流方向排成一排，相邻镀锌钢管之间间距为5-8cm，所述镀锌钢管的下端插入河底部。
[0015]
进一步的，所述纤维条带的材质为碳素纤维，纤维条带的长度为350-450mm，每根纤维条带上固定20-30个多孔网状微生物载体球，纤维条带及多孔网状微生物载体球均漂浮于水中。
[0016]
进一步的，所述固定带距离河底30-40cm，固定带的材质为pvc高分子材料。
[0017]
进一步的，还包括曝气设备，所述曝气设备包括微孔曝气盘和风机，所述微孔曝气盘固定于分隔膜内侧壁距离河底20-30cm位置处，所述微孔曝气盘通过管道与风机相连。
[0018]
进一步的，所述钢管为镀锌钢管，钢管打入河底底泥层20cm，钢管自其底部20cm处预制有卡扣环，所述分隔膜底端设有安装孔，所述安装孔安装有定位环，所述卡扣环的外径大于定位环的外径，卡扣环与定位环相连。
[0019]
进一步的，所述镀锌钢管内径为20mm，壁厚为2.8mm，镀锌钢管的底部设有锥形头。
[0020]
相对于现有技术，本实用新型至少具有以下优势和有益效果：
[0021]
1、水体围蔽分隔
[0022]
本实用新型能沿河堤构建水体围蔽区，且通过双层软围隔和底部砂石配重，更加高效的将围蔽区与河道水体隔离开来，一方面确保在水流速度较快或水位变化较大的情况，水压不会将围隔底部顶起，导致鱼类进入，啃食沉水植物；另一方面能有效缓解水流带来的冲击，稳定围蔽区水体，避免植物遭水流冲刷，为沉水植物生长提供基本的生长条件；
[0023]
2、曝气增氧
[0024]
软围隔的分隔膜上固定有微孔曝气盘，一方面解决了曝气设备安装较为简单且牢固，不会出现暴雨过后设备移位甚至被冲走的情况；另一方面，能增加水体溶解氧，加强水体动力，有利于黑臭水体的治理；
[0025]
3、微生物净化
[0026]
软围隔分隔膜上固定有碳素纤维草，碳素纤维草上悬挂多孔网状微生物载体球，为微生物提供附着基质形成生物膜，通过生物膜的氧化作用削减污染，提高水体净化能力，同时应急处理围蔽区内与外界水体交换所引入的外源污染；
[0027]
4、加强软围隔稳定性
[0028]
通过上游设置挡流板削减水流对分隔膜和浮体的冲击，且挡流板由多根镀锌钢管组成，便于施工的同时也能达到更好的消力效果，延长挡流板使用寿命，底部通过钢管固定同时增加配重砂石双重固定，大大增加了软围隔的稳定性。
附图说明
[0029]
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0030]
图1为本实用新型实施例的俯视示意图；
[0031]
图2为本实用新型实施例所述围蔽区内的正面示意图；
[0032]
图3为本实用新型实施例的剖切面垂直于分隔膜的剖视示意图；
[0033]
图4为本实用新型实施例的剖切面平行于分隔膜且位于分隔膜的双层结构内侧的剖视示意图。
[0034]
附图标记说明：
[0035]
1、浮体；2、挡流板；3、连接环；4、碳素纤维草；4.1、多孔网状微生物载体球；4.2、纤维条带；4.3、固定带；5、分隔膜；6、微孔曝气盘；7、底部固定装置；7.1、砂石；7.2、定位环；7.3、钢管。
具体实施方式
[0036]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0038]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0039]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0040]
一种适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔，包括浮体1、挡流板2、连接环3、碳素纤维草4、分隔膜5、曝气设备、底部固定装置7。
[0041]
浮体1共有多节，每节浮体1均由外膜和填充在外膜内的密度小于水的高分子材料(例如泡沫塑料)组成，所述外膜为不透水的hdpe材料，相邻节的浮体1之间通过缝合连接。
[0042]
挡流板2设置于分隔膜5上游，其作用为抵挡上游水流的冲击，提高软围隔使用寿命，镀锌钢管高度根据最高水位设定，具体地，挡流板2由多根镀锌钢管组成，其中镀锌钢管的内径为20mm，壁厚为2.8mm，每根镀锌钢管之间间距为5-8cm，底部定制为锥形头，便于打入底泥层固定。
[0043]
分隔膜5采用双层结构，为一张分隔膜5对折形成，制作方便，相对更加牢固，不易受到水流干扰分隔膜5材质为透水pvc高分子材料，具有牢固、耐腐蚀等特点，分隔膜5折叠部位为下端，分隔膜5的上端通过金属连接环3与浮体1相连，下端通过底部固定装置7固定在河底部。
[0044]
碳素纤维草4缝制在分隔膜5内侧壁上，固定高度约为距离河底30-40cm，碳素纤维草4由多孔网状微生物载体球4.1、纤维条带4.2以及固定带4.3组成。
[0045]
多孔网状微生物载体球4.1也称多孔球形悬浮载体，孔隙率≥95％，由可供微生物的附着的高分子材料制成，材料相对密度0.92，可漂浮在水中，直径为2-3cm，球体表面为多孔结构，以增加球内含氧量，球体实心部分为网状结构，增加微生物附着面积，强化挂膜效果，多孔网状微生物载体球4.1具有质量轻、附着效率高的特点。
[0046]
纤维条带4.2是用于固定多孔网状微生物载体球4.1的碳素纤维材料，长度为350-450mm，每根纤维条带4.2上固定20-30个多孔网状微生物载体球4.1，纤维条带4.2及其上的多孔网状微生物载体球4.1漂浮于水中。
[0047]
固定带4.3是用于固定纤维条带4.2的pvc高分子材料条带。
[0048]
曝气设备选型为微孔曝气设备，包括微孔曝气盘6和风机(图中未示出)，微孔曝气盘6通过绑扎缝合固定在分隔膜5内侧壁上，距离河底20-30cm，微孔曝气盘6曝气效率高。风机可置于边坡上或采用沉水式风机。
[0049]
分隔膜5上由上至下依次固定碳素纤维草4和微孔曝气盘6，通过碳素纤维草4的微生物挂膜对围隔内水质进行净化，通过微孔曝气盘6的曝气增加围蔽区内水体溶解氧。
[0050]
底部固定装置7由砂石7.1、定位环7.2以及钢管7.3构成。
[0051]
砂石7.1为碎石及细沙，其主要作用为沿线配重，防止分隔膜5由于水波的原因浮起。
[0052]
定位环7.2固定于分隔膜5的底端，于分隔膜5开孔后固定定位环7.2，防止分隔膜5破损，其直径约为30mm。
[0053]
钢管7.3为镀锌钢管，镀锌钢管的内径为20mm，壁厚为2.8mm，底部定制为锥形头，便于打入底泥层固定，为保证固定效果，钢管7.3应打入河底20cm，与此相应的，钢管7.3自底部20cm处预制卡扣环，环外径大于定位环7.2，用于将分隔膜5牢牢固定。此外砂石7.1还可以装到袋子中形成沙包，沿线进行配重，防止软围隔底部浮起。分隔膜5下方通过钢管7.3和砂石7.1锚固压紧，能达到有效的定位和稳定作用。
[0054]
上述适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔的施工包括如下步骤：
[0055]
1、软围隔预制
[0056]
(1)根据现场实际情况，选定靠岸边且较平直的区域作为围蔽区，根据该区域的水文资料，河道常水位及最高水位，选择分隔膜5的高度。
[0057]
(2)分隔膜5折叠后的高度宜高于河道最高水位20％，以应对水位的变化。
[0058]
(3)为保证软围隔的延展和弯曲性，单节浮体1的长度宜在1-1.2m，浮体1与浮体1之间通过缝合分隔开，根据实际情况定制好相匹配的浮体1个数、分隔膜5高度和软围隔长度，每个浮体1每一侧安装不少于4个连接环3，并相应在分隔膜5穿孔制定连接环3。
[0059]
(4)微孔曝气盘6宜设置在距离河床底部20-30cm处，需注意的是，由于分隔膜5的高度往往设计的会比河道水位要高，由于微孔曝气盘6存在适当配重，将分隔膜5拉直，在实际的制作中，应将常水位的高度作为参考，将微孔曝气盘6安装在距离河底20-30cm处，平均每2个浮体1正下方安装一个微孔曝气盘6，以保证曝气效率，具体可根据水位具体情况和水质情况进行调整。
[0060]
(5)碳素纤维草4为一种微生物附着基质，能有效降解水体污染，碳素纤维草4由固定带4.3、纤维条带4.2及多孔网状微生物载体球4.1组成，其中固定带4.3为连接纤维条带4.2的组成部分，缝制在分隔膜5上，设置在微孔曝气装置上部，距离河底30-40cm；纤维条带
4.2固定在固定带4.3和分隔膜5之间，为连接多孔网状微生物载体球4.1的条带，其长度为350mm-450mm；多孔网状微生物载体球4.1是微生物的附着基质，缝合在纤维条带4.2上，每条纤维条带4.2约固定20-30个多孔网状微生物载体球4.1。
[0061]
(6)分隔膜5为一整块透水膜折叠形成的双层结构，折叠部位为分隔膜5的最底端，需要预打孔并安装定位环7.2，定位环7.2的作用为精准定位并保护分隔膜5不易破损，根据实际水流强度需求，确定定位环7.2的个数以及间距。
[0062]
(7)底部定位环7.2需通过钢管7.3固定，钢管7.3之间增加砂石7.1配重，砂石7.1可用沙袋装好以便安装。
[0063]
2、软围隔安装
[0064]
(1)乘船至选定围蔽区，先将浮体1外侧和外层分隔膜5的通过连接环3先连接好，另一层分隔膜5用绳子牵引在岸边，避免分隔膜5沉底或软围隔移位。
[0065]
(2)从河道上游往下游开始固定，用钢管7.3穿入底部固定环，打入河床底部直至钢管7.3预制卡扣将底部固定环牢牢卡在河床底部。
[0066]
(3)将浮体1外侧和外层分隔膜5的通过连接环3从上游到下游连接，每连接一个环，在相邻钢管7.3之间进行砂石7.1或沙包配重，将砂石7.1或沙包轻轻放在相应位置的河面，让砂石7.1或沙包自然下沉，下沉的同时可用钢管7.3进行适当引导，避免偏移，每完成一个节点的配重，进行下一个连接环3的连接，以保证砂石7.1或沙包不位移，循环以上步骤，直至完成所有连接环3的连接。
[0067]
(4)微孔曝气盘6位于围蔽区分隔膜5内侧，并均匀分布，通过管道与风机相连，风机可放置于附近岸边，也可采用沉水式风机，以项目实际情况和现场条件为参考。
[0068]
(5)碳素纤维草4为预制于分隔膜5内侧，安装好软围隔后，呈自然漂浮状态，具有较好的孔隙度，独特的球形孔隙结构能在水流中获得缓冲，避免生物膜的大量脱落，在河道原本生物量较好的情况下，可直接挂膜培养，在自然条件下挂膜效率较低，可采用活性污泥培养数周。
[0069]
(6)在软围隔安装完毕后，在上游进行挡流板2的安装，其作用为抵挡上游水流的冲击，提高软围隔使用寿命，挡流板2由多根镀锌钢管组成，钢管7.3高度根据最高水位设定，底部为锥形，打入底泥层固定。
[0070]
综上所述，本实用新型所述的适用于沉水植物种植的多功能双层软围隔主要包括浮体1和分隔膜5，沿河岸设置，形成独立围蔽区，上游设置挡流板2削减水流，提高软围隔使用寿命。浮体1漂浮于水面，分隔膜5折叠成双层，折叠部位通过底部的钢管7.3和配重砂石7.2与河床紧密锚固，分隔膜5与浮体1通过连接环3相连。
[0071]
软围隔底部通过砂石7.2配重加固，软围隔靠围蔽区内侧设置微孔曝气盘6和碳素纤维草4，微孔曝气盘6置于碳素纤维草4下方，通过底部砂石7.2稳定和围隔内侧曝气增氧和生物挂膜技术，在增加围隔内部水体溶解氧的同时为生物挂膜保障好氧环境，并通过微生物挂膜对围隔内水质进行净化。
[0072]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。