CN103787507A - 多功能立体式生态浮岛 - Google Patents

Abstract

本发明公布了立体式多功能生态浮岛的制作方法、使用方法、特征及其作用，属于生态环境修复领域的一项技术，适于在城市水体修复领域推广。本发明不同于其他的平面式生态浮岛，不仅适于种植常见的水生植物，还可以种植很多陆生植物，大大增加了可在生态浮岛上种植的植物种类，完美的将水质净化、城市绿化和生态效应统一起来。本发明由三个部分组成，各个部分又由几个零件组成，零件可以实现工业化生产，即可组装，又可拆卸，操作容易，维护方便。本发明使用灵活，可以根据实际情况，运用于各种水体，扩大了生态浮岛的使用范围。

Description

多功能立体式生态浮岛

技术领域

本发明可用于城市水体水质净化、城市绿化和环境的改善，具体属于一种生态环境修复技术，运用生物的技术和方法，对城市的生态环境进行修复，改善城市生活环境，促进城市可持续发展。

背景技术

由于人们只注重经济的快速发展，而忽视生态环境的保护，如今，大气污染、水污染、植被遭到破坏、野生动物越来越少等问题已经严重威胁到人类的生存与发展，世界上的所有的发达国家以及大部分的发展中国家已将环境保护和治理作为本国的根本大事。中国也不例外，中国正处在经济的快速发展阶段，特别是最近几年的水污染事件、雾霾事件增加了人们对环境保护和治理的重视，中国的环保事业虽起步晚，但发展也很迅速。

如今城市飞速发展，生态环境遭到破坏，许多森林和湿地被钢筋混林土所代替，许多野生动物失去了自己赖以生存的家园，城市也由于缺少野生动物、缺少绿色，景色单一，毫无生机。现许多人也在不断地研究如何在城市里增加绿化面积、如何为野生动物提供栖息地，让城市变绿、让野生动物回到城市，为城市增添生机和活力，如在城市里建造森林公园、建湿地公园等。但在城市化程度高的今天，寸土寸金，要增加城市的环境容量已受到土地供应的制约。

如今城市生活的人们不再注重物质的丰富，而是越来越注重生活环境的改善，人们越来越向往绿意盎然，鸟语花香的生活。

城市水体的治理是城市环境治理的重要一环，也是很难治理的一环，城市水体的污染包括生活污水污染、工业污水污染、固体废弃垃圾的污染，现许多人也在研究如何更好的处理城市污水，其中包括物理的治理方法、化学的治理方法和生物的治理方法，物理的和化学的治理方法虽有一定的效果，但成本高，不符合可持续发展的观念，备受人们关注和广泛采用的是生物的治理方法。

生态浮岛就是采用生物的治理方法治理污水的一种生态修复技术，传统的生态浮岛就是采用塑料泡沫、木头、竹子等具有很大浮力的材料在水面上建造一个像岛一样的立体设施，然后在上面设种植基，配置各种植物的设施。它可以在城市陆地上已无绿化面积的情况下充分利用城市水体，一可以增加城市绿化面积，二可以净化城市水体，三可以为野生动物提供栖息地。

根据我们对国内外各种关于生态浮岛专利及其技术的研究，现存的生态浮岛存在很多这样和那样的缺点，主要总结为三个方面，一方面在于制作材料，材料大多采用木头、塑料泡木、竹子，这些材料不稳定，容易腐蚀，这就使得用这些材料制作的生态浮岛使用时间短，且容易造成二次污染；二方面在于制作工序，大多制作复杂，不能大规模生产，这就限制生态浮岛的使用范围，局限于公园、养殖塘、污水处理厂、自来水厂这些比较小的水体，不能大规模推广使用；三方面在于植物种植，可在生态浮岛上种植的植物种类少，目前较多用于生态浮岛的植物有：美人蕉、芦苇、荻、多花黑麦草、稗草、香根草、牛筋草、香蒲、菖蒲、石菖蒲、水浮菖蒲、海芋、凤眼莲、土大黄、水芹、水蕹、芝麻花、旱伞草、灯芯草，全为水生植物。

例如，公开号为CN284884Y公开了一种生态浮岛，由四层组成，最上面一层为木条格栅层，第二层为泡沫塑料层，第三层为塑料格珊层，第四层为竹条网格层，植物种植于木条格珊层，这种生态浮岛所用材料易腐蚀，使用时间短。公开号为CN203200079U公开了一种生态浮岛，名称为组合式人工生态浮岛，用中空材料做成一个具有浮力的框架，在框架上固定一张渔网，在框架下固定人工水草，渔网上种水生植物，这种生态浮岛虽然制作起来很简单，但简单使其有很大的局限性，只能种植像水葫芦这样的漂浮植物。公开号为CN103145249A公开了一种生态浮岛，名称为一种组合式可调节复合生态浮岛，首先在河底固定四根塑料管，作为矩形生态浮岛四角的固定住，生态浮岛采用聚乙烯或聚丙烯管材做成，呈网状结构，然后将这样的生态浮岛一层一层固定于固定柱上，有的固定死，有的可以上下活动，固定依据是所种植物对水位的要求，最后在网格中放置已做好的种植框，里面种植物，种植框底还可以悬挂生物填料。专利中叙述的为两层，上层种植的为挺水植物，下层种植的为沉水植物，下层固定死，上层可上下移动，采用浮子提供额外浮力。这种生态浮岛用途虽多，但只能用于水浅的水体，也不能用于水位变化较大的水体，除此之外，制作麻烦，操作复杂，不能大规模推广。

发明内容

本发明具有以下特点：1、制作材料不容易腐蚀，牢固耐用，具有一定抗风浪性能；2、装配拆卸简单，使用方便灵活，能用于各种水体，不受水深的影响，适应水位的变化；3、为立体式的，不仅能够种水生植物，还可以种植陆生植物；4、将城市绿化、水质净化、生态效应统一结合起来。

本发明由三大部分组成：固定装置、种植盘、浮力装置。固定装置由固定桩、活动绳索和定位绳索组成，种植盘包括水面种植盘和水上种植盘，浮力装置由固定浮力装置和可调节浮力装置组成。

种植盘。本发明的种植盘包括三种零件，水面种植盘、水上种植盘、种植筐和支撑管，所有零件都采用聚氯乙烯注塑成型，使用时再组装起来，用塑料胶水粘合，这就大大增加了生态浮岛的强度和抗腐蚀性能，增加了生态浮岛的使用年限。水面种植盘中空，即可减少自重，又可提供浮力，水面种植盘中放置8个种植筐，种植筐中种植水生植物，包括挺水植物和漂浮植物。种植筐并没有与种植盘连在一起，而是可以装上和取下的，这就减去了直接在种植盘中种水生植物的难度和麻烦，而是在陆上，采用无土栽培技术，用目标水体的水，首先将水生植物种于种植筐中，在培育床上培育，待其成活后，再移于水上，连着种植筐一起放进水面种植盘中。水生植物种于生态浮岛上，往往用作净化水质，待其长大枯萎，需要移出，此时只需将其与种植盘一起取下即可，大大减少了收割的难度，在陆上将种植筐取下，枯萎的植物妥善处理，种植筐回收，来年再用。水上种植盘中可种植挺水植物和部分陆生植物，水上种植盘的底部有一个小孔，用于排水，也用于为植物的根部提供水分，水上种植盘的上半部分较大，可种植很多植物，上半部分与水面种植盘之间用支撑管连接，支撑管中填装吸水材料，用于为种植盘中的植物提供水分，支撑管也用于支撑种植盘，增加它的抗风浪能力。

浮力装置。首先用PVC管材做成浮力装置框架，根据需要，做成一定的形状，顶面用PVC管材分为格珊，每一格正好可以固定一个种植盘，用锁扣固定，可以拆卸，也就是说，一个浮力装置可固定多个种植盘。浮力装置框架被分为很多密闭的小段，一段破坏进水，不至于使整个浮力装置丧失功能。根据测算的立体式多功能生态浮岛总重量，计算出所需的浮力，本发明采用简易浮囊提供浮力，根据实际情况，在八面体框架的四个侧面固定简易浮囊，用尼龙扎带固定，可以拆卸，简易浮囊的浮力可根据载重的变化随时调节。简易浮囊是先做一个一端敞开一孔的半圆柱形网，称简易浮囊篮，材料采用耐腐蚀、有强度的PVC，同样采用注塑工艺，在网中填废弃的矿泉水瓶，瓶子要密封，也可填装一些其他的中空密闭物体，这种浮囊不容易被破坏，一个矿泉水瓶被扎破进水不至于使浮囊丧失功能。

固定装置。固定桩为不锈钢管或水泥桩，一组有四根，牢牢立于河床上，形成一个矩形，固定杆分为上下两排，一排中的两根固定桩用定位绳连接，定位绳为耐腐蚀、不容易伸展的尼龙绳，上下两排相互平行，之间相距的距离等于浮力装置的宽度度加上一根活动绳的长度再加上防干扰距离，防干扰距离是防止浮力装置与定位绳相干扰。活动绳也为尼龙绳，用于连接浮力装置和定位绳。固定桩的高度为洪水位的高度，定位绳位于常水位下，定位绳与固定杆的连接处采用可调节定滑轮，方便维护管理。活动绳的长度为最大水位变化的二分之一，一般在浮力装置的四角各固定一根活动绳，上边两根活动绳固定于一根定位绳上，下边两根固定于另一根定位绳上，两根定位绳上可固定几个浮力装置。这种固定装置不受水深的影响，在较深水体上建生态浮岛，将固定桩打在岸边水浅处。这种固定装置能适应水位的变化。

植物配置。本发明有两个种植盘，一个离水面近，一个离水面远，这就提供了两种生长环境，不仅当前在生态浮岛上可种植的水生植物能在本发明上配置，而且还增加了很多陆生植物，比如蔬菜类、玉米、月季、牡丹、茉莉、枸杞、玫瑰、旋复花、紫娇花、麦冬类和沿阶草类、小冠花、萱草、番薯、蔓长春等，大大增加了可在生态浮岛上种植植物的种类。水面种植盘种水生植物，采用无土栽培，主要功能为净水，水上种植盘中主要种多年生陆生植物，要选个比较小的陆生植物栽种，主要功能为绿化、造景、为野生动物提供栖息地。

附图说明

图1为本发明的种植盘和浮力装置两部分

图2为本发明的种植盘

图3为本发明的水上种植盘

图4为本发明的水面种植盘

图5为本发明的支撑管

图6为本发明的种植篮

图7为本发明的锁扣

图8为本发明的浮力装置

图9为本发明的浮力装置框架

图10为本发明的简易浮囊

图11为本发明的简易浮囊篮

图12为本发明使用的中空密闭物体模型

图13为本发明实施例的俯视图

1——河岸2——固定桩3——定位绳4——活动绳

图14为本发明实施例的左视图

5——洪水位6——常水位7——枯水位8——防干扰距离9——活动绳长度

图15为本发明实施例的主视图

具体实施方式

采用注塑工艺，用PVC按照一定的尺寸，分别注塑如图3所示的水上种植盘，如图4所示的水面种植盘，水面种植盘中空，图6所示的种植篮；用橡胶注塑如图7所示的锁扣，锁扣具有一定的韧性，能反复使用；将一定规格的PVC管切成所需的长度，如图5所示，制成支撑管，支撑管中填装吸水海绵；将水上种植盘、支撑管、水面种植盘、锁扣按如图2所示组装起来，相接处用PVC胶水粘接，种植筐是可以活动的，即可装到水面种植篮上，又可取下的。

将一定规格的PVC管材切割成一定长度小段，每一段的一端密封带封闭起来，采用直角三通、直角四通按照如图9所示组装起来，连接处采用PVC胶水，形成一个浮力装置框架，中有很多密封舱。用橡胶注塑成如图11所示的简易浮囊篮，简易浮囊篮具有一定的弹性，一端留有一个小孔，用来向里面放可乐瓶的，可乐瓶的模型如图12所示，瓶身与瓶盖相连处采用塑料胶水永久密封起来，将密封好的可乐瓶放进简易浮囊篮中，也可放其他中空密闭装置，放满之后将小孔尼龙绳缝起来，用形成如图10所示的简易浮囊。将简易浮囊用尼龙扎带绑在浮力装置的四周，可以依据实际所需浮力来决定安装简易浮囊的个数，如图8所示，就做成了一个浮力装置，为了净化水质，浮力装置下面还可以悬挂生物填料。

将种植盘安装在浮力装置上，种植盘上有锁扣，直接将锁扣卡进浮力装置框架上，用尼龙扎带穿过锁扣上的一个小孔，固定起来，如图1所示。

在水上种植盘中填装种植基，种上植物，一般种个头小的陆生植物，再将种有水生植物的种植篮放进水面种植盘中，水生植物采用无土栽培，在陆上培养床中已培养成活，最后将此立体式多功能生态浮岛单元固定于已做好的固定装置上，固定装置位于目标水体中。

固定装置可适于各种水深的水体，如图13所示，在离河岸不远水深浅的地方，打下固定桩，固定桩可以是一定规格的钢管，也可以是水泥桩，在一边河岸打下两个桩，另一边河岸相应打下两个桩，将河两边相对的两个桩用定位绳连接起来，其中一个桩上采用可调节定滑轮，用于收紧定位绳，定位绳尽量处于水面下，定位绳的长度与粗细要根据实际情况而定，上下两定位绳的距离等于立体式多功能生态浮岛的宽度加一根定位绳的长度加防干扰距离，防干扰距离是防止立体式多功能生态浮岛与定位绳相干扰而设的，见于图14，然后在定位绳上固定活动绳，活动绳之间的距离等于立体式多功能生态浮岛的长度加防相碰距离，防相碰距离是防止两立体式多功能生态浮岛相碰而设的，活动绳的长度因该这样计算：设活动绳的长度为x，防干扰距离为a，一年当中最高水位与最低水位相差为h，则

防干扰距离的设定要考虑到尼龙绳的热胀冷缩效应，将a和h代入，即求出x，即为活动绳的长度。活动绳的一端固定于定位绳上，另一端装有可闭合的挂钩，直接挂于立体式多功能生态浮岛长边的中间位置，见于图13。

实施例1

我们制作的立体式生态浮岛单元总高60cm，包括种植盘和浮力装置，总长度223cm，总宽107cm，上有8个种植盘，简易浮囊6个，如图1所示。水面种植筐中从下到上填装的基质依次为5cm的卵石、5cm沙砾、5cm沙土、15cm肥沃的土壤，种植一棵月季，月季周围种上一些陆生草本植物，水面种植盘中种植水芹，将此立体式生态浮床放于校园内植物园中一处水质较差的水体中。

Claims (12)

1.立体式多功能生态浮岛，其特征在于，由种植盘、浮力装置和固定装置组成，种植盘包括水上种植盘、支撑管、水面种植盘、种植篮、锁扣，浮力装置包括浮力装置框架、简易浮囊，简易浮囊又包括简易浮囊篮、密闭中空物体，固定装置包括固定桩、定位绳、活动绳、可调节定滑轮、可闭合挂钩。

2.根据权利要求1所述的立体式多功能生态浮岛，其特征在于，水上种植盘、水面种植盘、种植篮采用聚氯乙烯按照已定的尺寸注塑而成，支撑管、浮力装置框架采用一定规格的PVC管做成，锁扣、半圆柱形网采用橡胶按照已定的尺寸注塑而成，密闭中空物体采用废弃的塑料瓶，比如可口可乐瓶，固定住采用一定规格的钢管或者水泥柱，定位绳、活动绳为尼龙绳，可调节定***和可闭合挂钩为不锈钢材质，各个组成零件可以实现工业化生产，有利它的推广，它即可以组装，又可以拆卸，方便维护管理，除此之外，它实现了水生植物和陆生植物同时种在生态浮岛上，实现了城市绿化、水质净化和生态效应三大功能的统一。

3.根据权利要求2所述的水上种植盘，其特征在于，由两个大小不一的圆柱组成，大直径的圆柱在上面，但其高要小于下面的圆柱，内部挖空，小圆柱底部有一个小孔，用于排水，大圆柱的底部靠近边缘均匀分布着8个圆孔，用于装支撑管，水上种植盘的中间种一棵根系大的植物，比如月季，边缘种根系小的植物，比如草。

4.根据权利要求2所述的支撑管，其特征在于，支撑管用于支撑水面种植盘的上半部分，防止被风浪打翻，除此之外，支撑管中填吸水材料，由水面向上吸水，为水上种植盘中根系小的植物提供水分。

5.根据权利要求2所述的水面种植盘，其特征在于，中空，可以为立体式多功能生态浮岛提供浮力，中间有一个大孔，用于放水上种植盘，靠近大孔的边缘有8个小孔，用于装支撑管，靠近水面种植盘的边缘有8个较大的孔，用于装种植篮。

6.根据权利要求2所述的种植篮，其特征在于，可以拆卸，先在陆地上的水生植物培养床中，用此种植篮培养水生植物，待其成活，再将其放置安放在目标水体的立体式多功能生态浮床上，待其收割时，只需将水生植物和种植篮一起卸下，种植篮回收再用。

7.根据权利要求2所述的锁扣，其特征在于，用有一定韧性的橡胶做成，前有小孔，用于穿尼龙扎带，种植盘与浮力装置的连接用此锁扣，方便种植盘在不需要用时可以拆卸下来。

8.根据权利要求1所述的种植盘，其特征在于，种植盘由水上种植盘、支撑管、水面种植盘、种植篮、锁扣组装而成，除种植篮以外，其他元件间用塑料胶水永久性连接。

9.根据权利要求2所述的浮力装置框架，其特征在于，用PVC管材拼接而成，可依据需要拼接成各种形状，并分成许多密封段，保证一段被破坏后，不至于其他的也进水，使其彻底丧失功能，这是船的密封舱原理的运用。

10.根据权利要求2所述的简易浮囊篮，其特征在于，侧面有一个平面，便于绑在浮力装置框架上，有一个底面留有一个孔，用来向里面放密闭中空物体，比如塑料瓶，这同样用到密封舱的原理。

11.根据权利要求1所述的浮力装置，其特征在于，浮力装置框架可以依据要求，用PVC管材拼成各种形状，简易浮囊的使用数量也可以依据实际情况而定，简易浮囊与浮力装置框架的绑定采用尼龙扎带，浮力装置框架下可以悬挂生物填料，以强化它的净水效果。

12.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，相对的两个固定桩上，一个上装有可调节定滑轮，用于收紧定位绳，采用活动绳，保证立体式多功能生态浮岛有一定的活动范围，可以适应水位的变化，活动绳一端固定在定位绳上，一端装有可闭合的挂钩，挂在浮力装置框架的四角上，方便立体式多功能生态浮岛的维护管理。

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