用于研究湿地植物凋落物分解对水质影响的模拟装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术“用于研究湿地植物凋落物分解对水质影响的模拟装置和方法”，属于生态工程技术领域。所述模拟装置包括配水池、种植池和出水池，三者通过一级管道依次连接；所述配水池用于为所述种植池供水；所述出水池用于收集从所述种植池流出的废水；所述种植池包括若干个种植单元；所述种植单元为容器状结构，用于盛装种植基质并在种植基质上种植湿地植物。采用本发明专利技术的模拟装置和/模拟方法，能高度模拟还原自然状态下植物、尤其是湿地植物的凋落物对水体影响的全过程。

【技术实现步骤摘要】
用于研究湿地植物凋落物分解对水质影响的模拟装置和方法
本专利技术属于生态工程
，涉及一种用于研究湿地植物凋落物分解对水质影响的模拟装置和方法。
技术介绍
湿地植物在污水净化等方面起着重要的作用。湿地植物种类繁多，且具有较强的地域性，不同湿地植物对污染物质的去除能力有较大的差异。但是，大量的湿地植物必然会造成较多的植物凋落物。因此筛选分解速度较快且污染能力较差的植物凋落物对湿地水质净化和水环境修复具有重要的理论和现实意义。国内外学者利用芦苇、香蒲和茭白等湿地植物来构建人工湿地处理污水的研究已有许多报道，湿地植物在人工湿地中发挥了十分重要的作用，但是这些植物凋落物怎么处理，对水质会造成什么影响的报道较少。有关湿地挺水植物凋落物分解的研究表明，湿地植物凋落物的分解速率不同，对水体会造成不同的影响。然而，关于挺水植物的分解大多是在植物倒伏后的分解，挺水植物的立枯分解，以及倒伏分解和立枯分解的区别相关演技较少。哪种挺水植物凋落物会对水体造成较大的影响，植物凋落物混合分解加重或者减小对水质造成的二次污染，这些有待进一步验证。国内外研究过的湿地挺水植物主要有芦苇、香蒲、水稻、荻、茭白、黑三棱、水葱、灯心草、水生鸢尾、慈姑、泽泻、菖蒲等。目前，湿地植物污水净化效果的研究主要集中于室内小面积研究，而且研究装置通常为独立的封闭的容器，每种容器中种植的每种湿地植物，除凋落物以外，其它可能对水质各项指标的变化产生影响的因素不可控，无法还原自然状态下的凋落物进入水体从而对水质产生影响的情况。因此，本领域亟需开发一种能高度模拟还原自然状态下湿地植物凋落物对水体影响的模拟装置及方法，用于研究湿地植物凋落物对水质的影响。
技术实现思路
基于本领域存在的上述空白和迫切需求，本专利技术的目的在于提供一种净化功能型湿地挺水植物立枯凋落物模拟装置及其应用这种模拟装置进行湿地植物凋落物清除的方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术的一方面提供一种用于研究植物凋落物分解对水质影响的模拟装置。所述模拟装置包括配水池、种植池和出水池，三者通过一级管道依次连接；所述配水池用于为所述种植池供水；所述出水池用于收集从所述种植池流出的废水；所述种植池包括至少1个种植单元；所述种植单元为容器状结构，用于盛装种植基质并在种植基质上种植湿地植物。本专利技术的模拟装置可以用于湿地植物、水生植物等的凋落物对水质影响的研究，不限于湿地植物凋落物。本专利技术主要针对的是湿地植物凋落物所处环境的特点，有水体的流入、停留和流出，能高度模拟还原自然状态下植物凋落物进入水体引起水体水质变化的情况。优选地，所述种植池包括若干个种植单元；所述若干个种植单元之间为并联排布形式，使得所述配水池流出的水可分别进入各个种植单元内，且各个种植单元内的废水可分别流出并进入所述出水池。并排的排列方式是防止前一个种植池的水体会对下一个种植池的水体造成影响。串联的话水体的进入就会有先后顺序，前面单元流出的废水会进入后面单元中并影响后面单元中的水体指标数据。这种排布形式不存在各个种植池串联时水体依次按顺序经过种植池，从而避免后一个种植单元受到前一个种植单元影响的问题。并联的排布形式可以保证各个种植池的进水的水质是相同的，而且各个种植单元是互不影响的，但又能同时保证流入各种植单元的水源一致，将除凋落物以外的影响因素降至最低，高度还原自然状态下的湿地植物凋落物对水质的影响情况。进一步优选地，所述若干个种植单元沿一级管道布设方向组成阵列；所述种植池包括至少1个所述阵列；所述阵列内部，各种植单元分别通过各自的二级管道与从配水池引出的一级管道相连接形成所述并联排布形式。所述阵列能够更好地模拟湿地植物的群落状态，从而更好地还原实际的湿地植物的凋落物分解过程对水质的影响。更优选地，所述种植池包括2个所述阵列；按照水流方向，从配水池引出的一级管道左右分支形成的两路分支的一级进水管道分别进入2个阵列的上游部分，并且从2个阵列的下游部分引出的两路分支的一级出水管道重新汇合形成一级出水管道并与出水池连通，以形成所述并联排布形式。进一步地，所述模拟装置还具有如下特征：按照水流方向，由所述配水池通向所述种植池的一级管道为一级进水管道；由所述种植池通向所述出水池的管道为一级出水管道；每个所述的种植单元都具有进水口和出水口，且每个所述种植单元的出水口分别通过二级出水管道与一级出水管道连通，每个所述种植单元的进水口分别通过二级进水管道与一级进水管道连通，从而使各所述种植单元之间呈所述并联排布形式。并联排布形式可以保证各个种植池的进水的水质是相同的，而且各个种植池是互不影响的。这种排布形式不存在各个种植池串联时水体依次按顺序经过种植池，从而导致后一个种植池受到前一个种植池影响的问题。在一些实施例中，所述一级管道和所述二级管道上均设有开关阀，用于控制水的进出。所述一级管道包括了一级进水管道和一级出水管道，同样地，所述二级管道包括了二级进水管道和二级出水管道；一级管道的管径比二级管道的管径大，为了使一级管道的通水量大于二级管道。在本组实施例的一些优选方案中，所述种植单元的进水口平行或高于出水口；所述种植单元的出水口的设置位置平行于或略低于所述种植单元内种植基质的上表面，这样设置的目的是便于种植池水体的彻底排清，不会对下次进水造成影响。在本组另一些实施例中，所述种植单元内竖直设置有挡板，用于防止种植单元内的植物倒伏。挡板的作用就是为了辅助植物凋落物处于立枯状态下，位置位于水面的上方，不能影响的水体的流动。如果采集的植物凋落物可以直立固定于基质中，就可以不放挡板；需要放置挡板时，挡板数量没有明确限制。在本组一些具体的实施例中，所述植物为湿地植物；所述种植单元内的种植基质为适于所述植物生长的基质。更具体地，所述种植单元内的种植基质可以包括多层基质，例如，从上至下分别为块石层、碎石层和壤土层的多层基质；种植基质也可以是别的组成形式，尽可能地选择和配置更加接近湿地的自然特征的基质；本领域技术人员可根据实际需要研究的不同植物对象，在种植单元内放置不同的适于各类植物生长的接近于自然状态的基质。本文中所述的“湿地植物”泛指生长在过渡潮湿环境中的植物；进一步地，所述湿地植物是指生长在水陆交汇处，土壤潮湿或者有浅层积水环境中的植物。湿地植物种类繁多，主要包括水生、沼生、盐生以及一些中生植物(例如，中生的草本植物)。基于上述任一模拟装置，本专利技术另一方面还提供一种用于研究植物凋落物分解对水质影响的模拟方法。所述模拟方法的特点是：采用所述的模拟装置，将所述待研究的植物种植于所述模拟装置的种植池的种植单元内。进一步地，将植物在种植单元里种好后，通过控制开关阀控制水体的流动，将配水池内的水排入种植池内，一段时间后，测定种植池内所配置的植物凋落物分解之后水中的指标变化。更进一步地，所述植物为湿地植物；各种植单元两两之间分别种植不同或相同的湿地植物。为了完成本专利技术的目的，本专利技术一种净化功能型湿地植物模拟装置，包括配水池、种植池和出水池，配水池和出水池分别通过管道与种植池相连。其中，与配水池、种植池或出水池相连的管道上均设有开关阀，用于控制水的进出。种植池从上之下分别铺设块石，碎石，壤土。本专利技术的目的是通过所述模拟装置，进行模拟湿地植物掉落的完整过程，通过该模拟过程的实验结果，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于研究植物凋落物分解对水质影响的模拟装置，其特征在于，包括配水池、种植池和出水池，三者通过一级管道依次连接；所述配水池用于为所述种植池供水；所述出水池用于收集从所述种植池流出的废水；所述种植池包括至少1个种植单元；所述种植单元为容器状结构，用于盛装种植基质并在种植基质上种植所述植物。

【技术特征摘要】
1.用于研究植物凋落物分解对水质影响的模拟装置，其特征在于，包括配水池、种植池和出水池，三者通过一级管道依次连接；所述配水池用于为所述种植池供水；所述出水池用于收集从所述种植池流出的废水；所述种植池包括至少1个种植单元；所述种植单元为容器状结构，用于盛装种植基质并在种植基质上种植所述植物。2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述种植池包括若干个种植单元；所述若干个种植单元之间为并联排布形式，使得所述配水池流出的水可分别进入各个种植单元内，且各个种植单元内的废水可分别流出并进入所述出水池。3.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其特征在于，所述若干个种植单元沿一级管道布设方向组成阵列；所述种植池包括至少1个所述阵列；所述阵列内部，各种植单元分别通过各自的二级管道与从配水池引出的一级管道相连接形成所述并联排布形式。4.根据权利要求3所述的模拟装置，其特征在于，所述种植池包括2个所述阵列；按照水流方向，从配水池引出的一级管道左右分支形成的两路分支的一级进水管道分别进入2个阵列的上游部分，并且从2个阵列的下游部分引出的两路分支的一级出水管道重新汇合形成一级出水管道并与出水池连通，以形成所述并联排布形式。5.根据权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔丽娟，平云梅，李伟，潘旭，张曼胤，郭子良，高常军，朱怡诺，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业新技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11