一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法与流程

1.本发明涉及水体修复领域，尤其涉及一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法。


背景技术：

2.在浮软底泥上，直接利用常规方式进行沉水植物种植，植物很容易出现烧根、漂浮等现象，这样会大大降低植物的存活率。出现上述现象的原因有以下几点：一是底泥含水率高、土壤粒径小，导致土壤对根系的固着力小，在风浪扰动的情况下，容易出现上浮现象；二是底泥有机质及其他污染物含量过高，而且底泥竖向承载力低，采取抛投法种植，植物容易出现歪斜、陷入底泥深度过大，导致根系始终处于厌氧呼吸状态，根系生长不良，出现烧根。
3.目前，针对上述问题的解决，大致上可分为两种：一是想办法降低底泥含水率，提高底泥的竖向承载力低，从而增大底泥对植物根系的固着能力及植物体支撑能力，创造出好氧环境来氧化分解底泥中的有机质，为植物根系正常生长创造条件，如施工中常用化学药剂石灰等，来改善底泥理化性质；二是尽量隔绝植物与底泥之间的直接接触，如覆土、覆砂等，当然也有采用悬挂式种植，容器苗种植等方法达到上述目的；三是采取沉水植物种植毯或人工草皮的方式，利用群体植物稳定性高的优点，提高存活率。一般而言，投撒化学药剂简单、方便、见效快，但效果却难以持续，对水体及底栖动物伤害大，潜在生态风险大，并不适宜大面积使用；覆土、覆砂虽然可以很好的保证隔离效果，但要满足沉水植物正常生长，覆盖层需要达到一定的厚度，而当沉水植物恢复面积较大时，由此推算出所需的土砂量是巨大的，在实际施工过程中难以接受；悬挂式种植在操作上比较麻烦，容器苗种植方法存在生物量小，仅适用于小面积使用；沉水植物种植毯育种过程较为繁琐，且单靠植物根系来改善浮软底泥的理化性质，效果有限。
4.因此，针对上述所存在的问题，有必要提出一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，既可以降低沉水植物烧根、上浮问题，提高植物的存活率，同时又可以改善底泥浮软的特性，并且在实施过程中，具备操作简单易行，可持续效果好的特点。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服上述现有技术上的不足，提供一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法。本发明具备低成本、易实施、环境友好、可持续的特点，针对浮软底泥含水率高、有机质高、承载力低的特点，通过物理覆盖来改变浮软底泥的力学特性，提高浮软底泥的竖向承载力，避免了沉水植物种植体在抛投过程中沉入浮软底泥过深，再通过改变沉水植被种植体的外形来提高沉水植物种植体整体稳定性和所受浮力，调整内部基质的组成成分、配比及填充位置，促进植物根系的竖向生长，降低沉水植物种植体的重心，避免出现歪斜、倾覆及翻倒现象，最终以水底曝气的方式来降低底泥有机质含量，为根系生长创造好氧环境，有效解决沉水植物在浮软底泥中的烧根、上浮等问题，为解决浮软底泥沉水植物种植存活率低的问题，找到一条新方法。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，包括以下步骤：
8.步骤1、沿着种植区域外围布设好钢管桩，沿着种植区域外围布设不透水围隔，不透水围隔与钢管桩连接；
9.步骤2、将聚乙烯塑料网平铺摊开，多个泡沫浮体通过对应的连接绳固定在聚乙烯塑料网不同位置上，用力拉扯聚乙烯塑料网四周使其呈紧绷状态后，再将聚乙烯塑料网边沿设置的不锈钢圆环套在钢管桩上部，沿着钢管桩将不锈钢圆环往水底方向滑动，直至聚乙烯塑料网平铺在沉水植物种植区域的底泥上，泡沫浮体漂浮在水面上；
10.步骤3、将多个曝气管拼接连通，曝气管与支架连接，支架穿过聚乙烯塑料网的网孔支撑在湖泊底泥上，曝气机通过连接管与曝气管相连通，将曝气管和支架沉入到指定的沉水植物种植区域内，曝气管下部开孔面朝湖泊底泥；
11.步骤4、利用赛事盘测量沉水植物种植区域内的水体透明度，若发现透明度与水深的比值小于0.5，即采取透明度干预措施，确保沉水植物种植区域内水体透明度与水深的比值不小于0.5；
12.步骤5、制作沉水植物种植体，沉水植物种植体包括无纺布、稻草秸秆、沸石、种植土、沉水植物、塑料圆环以及细绳，将无纺布紧密地平铺在碗型种植容器内部，在无纺布上铺设稻草秸秆，稻草秸秆上设置种植土，种植土四周填充沸石，种植土包裹沉水植物根部，无纺布的边沿向上翻折整体包覆稻草秸秆、沸石和种植土，并在顶部形成顶部开口，顶部开口处设置的塑料圆环之间通过细绳连接，沉水植物的茎及叶子从顶部开口处伸出；
13.步骤6、将沉水植物种植体从碗型种植容器取出，沿着湖泊底泥等高线方向，抛投到指定的沉水植物种植区域内；
14.步骤7、当植物生长30d～45d左右，人工打捞出2～3株沉水植物种植体，观察沉水植物根系生长情况，若发现沉水植物长出白色新根系，且出现破袋现象，立即开启曝气机进行水底曝气。
15.如上所述聚乙烯塑料网网眼孔径范围为0.5cm2～1cm2，聚乙烯塑料网沿湖泊底泥等高线铺设。
16.如上所述泡沫浮体外表涂刷成不同的颜色。
17.如上所述曝气管距湖泊底泥的距离为10cm～30cm。
18.如上所述沉水植物种植体的无纺布所包覆部分呈现出上宽下窄的碗部，且碗部的四周侧边与底部夹角在20
°
～40
°
之间，碗部的高度与碗部顶面宽度比值范围为1：2～3。
19.如上所述稻草秸秆，沸石、种植土三者的体积比为1：2：(3～6)。
20.如上所述顶部开口的直径为5cm2～8cm2。
21.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果为：
22.本发明利用聚乙烯塑料网覆盖的方式来改善浮软底泥的力学特性，提高浮软底泥的竖向承载力，相比其他现有技术而言，实施成本较低，而且覆盖材料可以多次重复利用；相比使用化学药剂而言，使用物理覆盖的方式，对环境二次污染风险更小；相比使用覆土、覆砂等方式，成本更低；相比悬挂式种植、容器苗种植、沉水植物种植毯或人工草皮等方式，操作更为简单方便。通过改变沉水植物种植体的外形，调整种植基质材料配比，这是根据实际工程案例实施过程中的经验，以及水中物体所受浮力的规律特性，所进行的合理改变，目
的是为了提升沉水植物种植体所受的浮力，降低沉水植物种植体在浮软底泥中的下沉深度。利用水底曝气的方式，在底部营造出好氧环境，加速底泥有机质的分解，可以为植物根系扩繁定植创造出有利条件。
附图说明
23.图1为本发明的俯视图；
24.图2为本发明的侧视图；
25.图3为沉水植物种植体的竖向剖面图；
26.图4为沉水植物种植体的横向剖面图；
27.图5为无纺布平面图；
28.图6为碗型种植容器立面图。
29.附图中，各标号所代表的部件名称如下：
30.1、钢管桩，2、聚乙烯塑料网，21、不锈钢圆环，22、泡沫浮体，23、连接绳，3、不透水围隔，4、沉水植物种植体，41、无纺布，411、塑料圆环，412、细绳，42、稻草秸秆，43、沸石，44、种植土，45、沉水植物，5、碗型种植容器，6、水底曝气装置，61、曝气机，62、曝气管，63、连接管，64、支架。
具体实施方式
31.为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实例对本发明作进一步的详细描述，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并非是对本发明的限制。
32.实施例1：
33.本发明提供了一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，具体实施过程包括以下步骤：
34.步骤1、根据设计图纸所给定的沉水植物种植区域，沿着种植区域外围布设好钢管桩1，沿着种植区域外围布设不透水围隔3，不透水围隔3与钢管桩1连接；
35.步骤2、将聚乙烯塑料网2平铺摊开，多个泡沫浮体23通过对应的连接绳 22固定在聚乙烯塑料网2不同位置上，用力拉扯聚乙烯塑料网2四周使其呈紧绷状态后，再将聚乙烯塑料网2边沿设置的不锈钢圆环21套在钢管桩1上部，沿着钢管桩1将不锈钢圆环21往水底方向滑动，直至聚乙烯塑料网2平铺在沉水植物种植区域的底泥上，泡沫浮体23漂浮在水面上；
36.步骤3、将曝气管62整体呈“目”字形拼接连通，曝气管62与支架64连接，支架64穿过聚乙烯塑料网2的网孔支撑在湖泊底泥上，本实施例中，支架 64支撑“目”字形的曝气管62的四角，“目”字形的曝气管62左右两侧上方设置曝气机61，曝气机61通过连接管63与曝气管62左右两侧相连通，即完成水底曝气装置6的制作(水底曝气装置6包括曝气机61、曝气管62、连接管63 和支架64)，最后将曝气管62和支架64沉入到指定的沉水植物种植区域内，并保证曝气管62下部开孔面朝湖泊底泥；
37.步骤4、利用赛事盘测量沉水植物种植区域内的水体透明度，若发现透明度与水深的比值小于0.5，即采取透明度干预措施，确保沉水植物种植区域内水体透明度与水深的比值不小于0.5；
38.步骤5、将无纺布41紧密地平铺在碗型种植容器5内部，在无纺布41上铺设稻草秸秆42，稻草秸秆42上设置种植土44，种植土44四周填充沸石43，种植土44包裹沉水植物45根部，用力轻轻挤压成型后，无纺布41的边沿向上翻折整体包覆稻草秸秆42、沸石43和种植土44，并在顶部形成顶部开口，顶部开口处设置的塑料圆环411之间通过细绳连接，沉水植物45的茎及叶子从顶部开口处伸出，即完成沉水植物种植体4(包括无纺布41、稻草秸秆42、沸石43、种植土44、沉水植物45、塑料圆环411以及细绳412)的制作；
39.步骤6、将沉水植物种植体4从碗型种植容器5取出，沿湖泊底泥等高线方向，抛投到指定的沉水植物种植区域内；
40.步骤7、当植物生长30d～45d左右，人工打捞出2～3株沉水植物种植体4，观察沉水植物根系生长情况，若发现沉水植物长出白色新根系，且出现破袋现象，立即开启水底曝气装置6进行水底曝气。
41.所述聚乙烯塑料网2网眼大小在0.5cm2～1cm2之间，沿湖泊底泥等高线方向铺设。
42.所述泡沫浮体23外表可涂刷成不同的颜色，用以代表不同种类的沉水植物。
43.所述曝气管62离底泥距离在10cm～30cm。
44.所述沉水植物种植体4包括无纺布41、稻草秸秆42、沸石43、种植土44、沉水植物45、塑料圆环411以及细绳412，沉水植物种植体4的无纺布41所包覆部分呈现出上宽下窄的碗部，且碗部的四周侧边与底部夹角在20
°
～40
°
之间，碗部的高度与碗部顶面宽度比值范围为1：2～3。
45.所述稻草秸秆42，沸石43、种植土44三者的体积比为1：2：(3～6)。
46.所述沉水植物种植体4顶部开口孔径大小为5cm2～8cm2之间。
47.在本发明中，步骤2中所述聚乙烯塑料网2网眼孔径大小在0.5cm2～1cm2之间，沿底泥等高线方向铺设，将网眼大小限定在一定的范围之内，是为了提高底泥的竖向承载力，降低植物抛投后的下沉深度，同时也需要考虑到后期植物根系破袋之后，好继续进入底泥中生长；选择沿等高线方向铺设，是为了尽量保证聚乙烯塑料网2处于水平状态，这样在植物抛投过程中不至于出现歪斜现象。
48.在本实施例中，步骤2中所述泡沫浮体23外表可涂刷成不同的颜色，用以代表不同种类的沉水植物45，这样方便按设计图纸施工，加快施工进度，保证植物分区的种植效果；同时泡沫浮体23的存在也可以增加聚乙烯塑料网2对沉水植物种植体4向上的拉力，减缓后期植物生长过程中因重量增加而下滑的趋势。
49.本实施例中，步骤3中所述曝气管62距离底泥距离在10cm～30cm，维持合适的距离，一是为了降低曝气对浮软底泥造成的二次扰动，出现底泥再悬浮现象，导致污染物重新释放，水体透明度降低，二是为了保证最佳曝气效果，氧气可以直接作用于在底泥上，加速有机质的氧化分解，三是改善底部缺氧环境，降低植物烧根现象。
50.本实施例中，步骤5中所述沉水植物种植体4的无纺布41所包覆部分呈现出上宽下窄的碗部，碗部的四周侧边与底部夹角在20
°
～40
°
之间，碗部的高度与碗部顶面宽度比值为1：2～3之间，选择上宽下窄的碗型，且对侧边与底部夹角及高宽比维持在此范围，是出于力学方面的考虑，一是增加沉水植物种植体4 所受浮力，减少沉水植物种植体4下沉到浮软底泥中的深度，二是尽量降低沉水植物种植体4的重心高度，避免扰动造成的歪斜、倾覆、翻倒现象。
51.本实施例中，步骤5中所述稻草秸秆42，沸石43、种植土44三者的体积比为1：2：(3～6)，之所以将稻草秸秆42填充在沉水植物种植体4的底部，是考虑到底部与浮软底泥直接接触，而稻草秸秆可以起到改善底泥接触面理化性质的作用，还可以在腐烂分解过程中为根系生长提供营养，促使根系的竖向生长，提升根系固定能力，而选择将三者按比例分区域填充，主要是保证沉水植物种植体4重心位置，维持其竖向稳定性，沸石43的加入，一方面是降低重量，增大浮力，另一方面是利用其良好的吸附性能，来吸附水中及底泥所释放的污染物。
52.本实施例中，步骤5中所述沉水植物种植体4顶部开口大小为5cm2～8cm2之间，是为了便于沉水植物种植体4后期扩繁，采用无纺布包裹41也是为了保证沉水植物种植体4的整体稳定性，避免在水底由于风浪扰动、水体浸泡冲刷等出现松散。
53.本实施例中，步骤6中所述沉水植物种植体4沿底泥等高线方向种植，是考虑到当湖底高程变化较大的情况下，且聚乙烯塑料网2也没法保证水平状态，此种处理可以尽量做到沉水植物种植体4处于水平状态，不出现歪斜或翻倒现象。
54.本实施例中，步骤7中的水底曝气装置6选择在沉水植物种植体4根系破袋之后进行开启，因为根据实践工程种植经验，在根系不与浮软底泥直接接触之前，沉水植物种植体4内包裹的基质(稻草秸秆42，沸石43、种植土44)，是可以满足根系的正常生长，选择之后开启可大大降低能耗。
55.实施例2：
56.本实施例提供一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，在高浮软底泥 (深度在0cm～20cm底泥的含水率大于70％)沉水植物种植过程中，步骤2中，聚乙烯塑料网2网眼孔径大小在0.5cm2，可选择铺设多层；步骤3中，曝气管 62距离底泥距离为25cm～30cm；步骤5中，沉水植物种植体4的碗部四周侧边与底部夹角在20
°
～25
°
，碗部的高度与碗部顶面宽度比值为1：3，稻草秸秆 42，沸石43、种植土44三者的体积比为1：2：3，顶部开口孔径大小为5cm2。其他与实施例1一致。
57.实施例3：
58.本实施例提供一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，在中浮软底泥 (深度在0cm～20cm底泥的含水率介于50％～70％)沉水植物种植过程中，步骤 2中，聚乙烯塑料网2网眼孔径大小在0.5cm2～0.8cm2，可选择铺设2～3层；步骤3中，曝气管62距离底泥距离为15cm～25cm；步骤5中，沉水植物种植体4 的碗部四周侧边与底部夹角在25
°
～30
°
，碗部的高度与碗部顶面宽度比值为1：3，稻草秸秆42，沸石43、种植土44三者的体积比为1：2：(3～4)，顶部开口孔径大小为5cm2～8cm2。其他与实施例1一致。
59.实施例4：
60.本实施例提供一种提高浮软底泥沉水植物种植存活率的方法，在浮软底泥 (深度在0cm～20cm底泥的含水率低于50％)沉水植物种植过程中，步骤2中，聚乙烯塑料网2网眼孔径大小在0.8cm2～1cm2，可选择铺设1～2层；步骤3中，曝气管62距离底泥距离为10cm～15cm；步骤5中，沉水植物种植体4的碗部四周侧边与底部夹角在30
°
～40
°
，碗部的高度与碗部顶面的宽度比值为1：2～3，稻草秸秆42，沸石43、种植土44三者的体积比为1：2：(4～6)，顶部开口孔径大小为6cm2～8cm2。其他与实施例1一致。
61.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保
护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。