玻璃钢生态净化消浪钵构建及应用方法技术

本发明专利技术属于生态环境工程技术领域，可应用于大型水体的生态恢复工程。该发明专利技术由三部分组成：钵体、填充材料和挺水植物植块。钵体由玻璃钢制成，钵壁上按固定角度分布水流交换孔，内部填充砾石、碎石、土壤煤渣混合层及卵石，可作为挺水植物的生长载体。该装置抗风消浪能力强，既能为湖滨带生态恢复创造有利条件，同时还具有污染净化作用和景观美化效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生态环境工程
，具体涉及一种用于抗风消浪、净化水质以及美化景 观的钵体装置的构造设计及其应用方法。二、 技术背景在大型湖泊中，风急浪大，植被恢复的难度很大。如何在植被恢复的早期降低风浪的不 利影响是工程中的难题之一。经专利及文献检索，发现在湖泊湖滨带生态修复中，有一些消浪措施。国内李文朝设计 的湖泊沿岸带综合消浪方法及装置能够在浪击带前沿设置消浪屏障，其特征是在浪击带前沿 设置消浪屏障，同时沿刚性湖堤岸设置波浪吸收带，消除反射浪，稳定近岸水体，促进泥沙 淤积和浅滩形成；但是该屏障在近岸带较为有效，对于离岸较远以及深水区不适宜。程曦等 设计的生态消浪球，具有中空的半球体或半椭球体结构，底部为圆形平面，球面粗糙并开有 多孔；这种结构能够分散水流、有效释放水流能量，增加球体稳定性，避免球体背水面形成 冲蚀；其缺陷是不适合在风急水深的水域，且仅考虑了消浪，不具有净化、植被恢复载体的 功能。潘军宁等专利技术的方形混凝土桩列消浪设施，适合在深水区域使用，但是不具备生态功 能。因此，目前，对于在深水区施用的具有生态功能的抗风消浪装置仍是一个空白。因而，研制可在风急浪大的水域使用的兼具净化、植被恢复功能的消浪生态钵是非常必 要的。三、
技术实现思路
本专利技术需要解决的问题是专利技术一种用于抗风消浪兼具污染净化、植被恢复功能的钵体装置。 本专利技术的技术方案是本装置包括玻璃钢钵体、填充材料和挺水植物植块三个部分。玻璃钢钵体钵体材料为厚2cm玻璃钢制圆筒，高3m,直径2m，上底向内弯曲，形 成加固性上底内边，宽10cm,下底向内弯曲，形成加固性下底内边，宽50cm。从钵底向 上60—70 cm段，每隔72°分布直径5 cm的交换孔，每排5个，共计2排10个；从钵底向上140—160 cm段，每隔36°分布直径2cm的交换孔，每排10个，共计2排20个。在 钵体外侧，每隔120°分布吊环，吊环半圆形，直径5 cm;环为钢筋材质，钢筋直径2 cm， 共计3个，便于装吊。见图1。钵体的设计参数如下纤维缠绕纱类型无捻2400TEX，纤 维密度2.54g/cm2，树脂密度1.15g/cm2，纤维模量72000MPa，树脂模量3700MPa， 结构交叉缠绕角度58.83度，环向拉伸弹性模量14443.5，环向弯曲弹性模量10983.65， 环向压力2570N,轴向压力1040N，环刚度2070N。填充材料共分4层，从下至上，第一层为砾石层，高度为80cm，砾石粒径为10—20 cm， 体积为2.51 m3;第二层为碎石层，高度为80cm，碎石粒径5—10cm,体积为2.51 m3; 第三层为土壤煤渣混合层，高度为120 cm, 土壤与煤渣体积混合比例为1: 1， 土壤为湖相 沉积物，煤渣粒径2—5cm，该层体积为3.77 m3;第二与第三层加一层水工布，防止土壤与 煤渣向下泄漏；第四层为卵石层，高度为20cm,卵石粒径为2—5cm，体积为0.63 m3。见 图2。挺水植物植块在土壤煤渣混合层种植根系发达的挺水植物，卢苹、香蒲、菖蒲；根系深度40cm;植块圆形，直径50cm;植物高度150cm;单个钵上放置6片植块，1片植块 居中，另5片植块环列其外；见图3。在上层用卵石压住植块，防治植块被风浪巻走。由此设计的玻璃钢生态净化消浪钵单体重约25t，重心高1.65m，绝对倾角31° ，波浪 荷载187500 N，可抗临界浪高1.26m。因4m水深，12级风速28.4m/s时风生浪高1.12m; 故该装置可抗12级风。 本专利技术与现有技术相比其有益效果是玻璃钢生态净化消浪钵，设计简明，制作简单，可单独使用，也可根据具体水文条件， 由多个单体钵组合成生态净化消浪钵岛，能够在年水位变化明显的大型湖泊中起到抗风消浪的作用，对湖滨带植被的早期修复有重要的防护意义；同时，该装置本身可作为植物种植载 体，可在其上种植去污作用明显的挺水植物，在富营养化程度高的湖泊中，可对湖泊水体起到一定的净化作用，如夏季蓝藻爆发，还可以起到一定的阻隔作用；该装置还拓宽了挺水植物的生长范围，具有独特的生态价值和景观价值。 四附图说明 图1玻璃钢生态净化消浪钵结构示意图A:吊环；B:直径2 OT1交换孔；C;直径5 OTl交换孔。 图2玻璃钢生态净化消浪钵填充材料与植物立面图D:挺水植物植块；E:卵石层；F: 土壤煤渣混合层；G:水工布；H:碎石层；I:砾石层。图3玻璃钢生态净化消浪钵植块水平分布示意图D:挺水植物植块；E:卵石层 五具体实施方式上述玻璃钢生态净化消浪钵的使用方法。(1)根据实际的水文地理条件，充分考虑恢复 水域常年风向、水位变化和湖底淤泥分布等因素，安排玻璃钢生态净化消浪钵的放置位置。 (2)制作好钵体，用吊车吊住钵身上的吊环，将钵体放置在湖底。(3)向钵体中按顺序放置填充材料砾石2.51m3、碎石2.51m3、 土壤煤渣混合材料3.77 m3，并在土壤煤渣混合层中 放置挺水植物植块，在最上层用卵石压住。(4)根据需要消浪钵可单个或多个组合成生态净 化消浪钵岛，在此基础上进一步构建群岛，从而增强抗风消浪能力和提升景观效果。 本专利技术在无锡太湖亮河湾生态修复工程中应用实施范例在2008年无锡太湖亮河湾湖滨带生态修复工程中，本专利技术在敞水湖面消浪隔藻工程中发 挥了消浪、净化水质及植被恢复的作用。参照图1、图2、图3，选定为规格为高3m，直径 2 m的玻璃钢生态净化消浪钵做为作为单体钵，将100个单体钵组成长100 m，宽25 m的钵 岛，再将3个钵岛按品字形组成生态消浪钵群岛。结合无锡亮河湾的常年水位变化，水深、 淤泥分布情况，夏季冬季主风向情况，将三个生态消浪钵群岛作为组合单元分别放置在夏季 主风向、冬季主风向及两者的交汇点处。这样组合成的群岛，可以对亮河湾湖滨带植物恢复 的早期恢复起到防护作用，在夏季水体富营养化程度严重时可以净化水质，隔离蓝藻，同时, 具有独特的景观效果。玻璃钢生态净化消浪钵组成的钵岛面积为7500 m2,总长500 m,在 亮河湾55.3 ha的水域内起到了很好的效果。权利要求1. 一种玻璃钢生态净化消浪钵，其特征是由玻璃钢钵体、填充材料和挺水植物植块三部分构成。2. 根据权利要求1所述玻璃钢生态净化消浪钵的制作方法，其特征是玻璃钢钵体材料为厚2 cm玻璃钢制圆筒，高3m，直径2m，上底向内弯曲，形成加固性上底内边，宽10cm， 下底向内弯曲，形成加固性下底内边，宽50cm;从钵底向上60—70 cm段，每隔72° 分布直径5cm的交换孔，每排5个，共计2排10个；从钵底向上140—160 cm段，每 隔36°分布直径2 cm的交换孔，每排10个，共计2排20个；在钵体外侧，每隔120 °分布吊环，共计3个，吊环半圆形，直径5cm;环为钢筋材质，钢筋直径2cm。3. 根据权利要求1所述玻璃钢生态净化消浪钵的制作方法，其特征是填充材料共分4层，从 下至上，第一层为砾石层，高度80cm，砾石粒径10—20cm;第二层为碎石层，高度为 80cm，碎石粒径5—10cm;第三层为土壤煤渣混合层，高度120cm, 土壤与煤渣体积 混合比例为1: 1， 土壤为湖相沉积物，煤渣粒径2—5cm;第二与第三层加一层水工布， 防止土壤与煤渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃钢生态净化消浪钵，其特征是由玻璃钢钵体、填充材料和挺水植物植块三部分构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安树青，徐德琳，刘福德，赵聪蛟，刘茂松，陈奋飞，欧阳琰，陈姝凝，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]