一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛及其构建方法技术

本发明专利技术提供一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛及其构建方法，所述浮岛包括网体、笼罩于网体内部空间的水葫芦、至少三个对称分布于网体四周的升降‑锚固系统，所述网体包括相互扣合且可拆卸连接的网罩和底网，所述升降‑锚固系统包括充气浮球、缆绳、配重球、滑动卡扣连接于缆绳的第二快连环、分别设于充气浮球上下两端的第二快连钩和第三快连钩，缆绳的上端连接与第二快连钩与充气浮球的结合处，缆绳末端与配重球连接，第二快连钩用于与网体挂接实现升降‑锚固系统与网体的连接，所述第三快连钩用于连接缆绳上的第二快连环。本发明专利技术构建成本和能耗低、管理维护简单、方便，具有节约成本、生态环保、抗冲击力强等特点。

A Water Hyacinth Explosive Proliferation Controlled Floating Island and Its Construction Method

【技术实现步骤摘要】
一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛及其构建方法
本专利技术涉及水体生态修复
，具体是一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛及其构建方法。
技术介绍
当前，在亚太地区有54％的湖泊发生水体富营养化，而我国富营养化湖泊及水库比例高达66％。湖泊富营养化严重影响到湖泊水环境质量和功能，破坏湖泊生态平衡，加速湖泊老化和消亡，严重影响水生态系统的稳定和健康等。因此，水体富营养化治理迫在眉睫，已经成为当前中国乃至世界范围内的研究热点。水生植物修复技术由于其具有投资成本低、操作简单、不易产生二次污染、能有效地去除有机物、氮磷、重金属等多种污染物质等优点，已成为世界各国控制水体富营养化的主要措施之一。凤眼莲Eichhorniacrassipes，俗名水葫芦，属雨久花科、凤眼莲属，原产南美洲，为多年生漂浮性草本植物。由于其具有极强的氮、磷吸收能力及重金属富集能力而被广泛应用于水环境污染治理中。采用漂浮的水葫芦净化水质，无需曝气或搅拌等能源消耗，由于其繁殖速度快，也不需要反复播种或移栽，可以节省大量建造费用，打捞相对于其他水生植物如沉水植物和挺水植物等更加容易。但由于其作为一种重要的外来生物入侵种，繁殖能力极强，能以克隆生长的方式在水体中迅速繁衍、滋生和扩张，形成大面积单优群落，若不加控制则会导致水体生物多样性降低、河道的行洪及通航功能受阻、腐烂后产生二次污染等问题。因此，无论是水葫芦资源化利用还是针对已经泛滥的水葫芦，都必须及时采收和进行有效控制，防止其爆发性增殖和扩张，尤其在大规模应用于生态工程时更应谨慎。现有的植物浮岛建造工艺多采用浮床载体式浮岛，有框式浮岛、泡沫板式浮岛等，常由浮岛框架、植物载体或浮体、植物及浮岛固定件等部分组成如CN201410315309.X、CN200520045624.1、CN200720058659.8、CN200910038145.X、CN200510011007.4及CN200520014099.7等中国专利技术专利。该类技术浮岛构建制造工艺及浮岛结构复杂，浮岛框架主要采用废料、木渣、塑料等二次加工制作。植物载体或浮体主要为泡沫板等，生产条件要求较高，一些类型的生产成本高达1000～2000元/m2，不利于大规模推广应用。如泡沫板式浮床浮岛抗风浪能力弱，只能在静水环境中使用。当植物生长茂盛植株高度增加、冠幅增大时，该类浮岛因荷载加重，载体强度明显下降，在风浪和水流较急的情况下易造成浮岛解体，降低了植物浮岛对环境的适应能力，增加了浮岛管理维护的强度和费用。一旦植物老化，浮岛生态效益下降时，浮岛植物的整体更新也较为困难，而且需要添加特殊的浮岛基质，增大了浮岛管理成本。为解决上述问题，本专利技术在充分考虑水葫芦生理、生态特征的基础上，开发了一种自体培养基水葫芦爆发性增殖控制型浮岛及其构建方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于结合水葫芦的生长周期和生理生态特性，提供一种适合于湖泊、河道及景观水体等环境条件下的水葫芦暴发性增殖控制型浮岛及其构建方法。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，包括网体、笼罩于网体内部空间的水葫芦、至少三个对称分布于网体四周的升降-锚固系统，所述网体包括相互扣合且可拆卸连接的网罩和底网，所述升降-锚固系统包括充气浮球、缆绳、配重球、滑动卡扣连接于缆绳的第二快连环、分别设于充气浮球上下两端的第二快连钩和第三快连钩，缆绳的上端连接与第二快连钩与充气浮球的结合处，缆绳末端与配重球连接，第二快连钩用于与网体挂接实现升降-锚固系统与网体的连接，所述第三快连钩用于连接缆绳上的第二快连环。进一步的，所述网罩的网孔间隙不小于5cm且不大于10cm，以水葫芦幼体可顺利穿过网孔为准，所述底网的网孔间隙不大于5cm且不小于1cm，以衰落期水葫芦残体不能通过网孔为准，所述底网位于所述水葫芦浮岛的底部，用于将水葫芦残体从根部整体托住。进一步的，所述网罩最外侧编织绳体的每个节点处安装有一个可快速打开和闭合的第一快连钩，底网最外侧的每个节点处安装有一个与第一快连钩对应的第一快连环，所述网罩和底网通过第一快连钩和第一快连环可进行快速连接闭合，将所述水葫芦笼罩在其中形成一个整体。进一步的，所述第一快连钩和第一快连环上下最大垂直拉伸高度为5cm。进一步的，将第二快连钩与底网上的第一快连环连接闭合即可将升降-锚固系统固定于网体上。进一步的，所述底网绳体交织的每个节点处上下各设1-3片生物膜基质。进一步的，所述生物膜基质由污水处理挂膜填料组成。进一步的，所述网罩和底网由聚乙烯或尼龙纤维制成。根据本专利技术的另一方面，提供一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛的构建方法，包括如下步骤：选择有水葫芦生长的湖泊或河流或其他水体，根据水域面积大小、水体污染状况、水葫芦的分布面积以及目标水体的水质和景观要求，确定水葫芦浮岛的形状和面积；确定水葫芦浮岛的面积和形状后，在目标水体水葫芦生长的衰落期，将所述底网置于水面以下，从底部将漂浮的水葫芦残体整体托住，相应的将所述网罩覆盖在水葫芦残体的顶部，通过所述第一快连钩和所述第一快连环进行连接，将一定面积的水葫芦残体全部罩住，所述底网和网罩上下连接形成的网体覆盖面积是其内部被笼罩水葫芦残体面积的2-4倍，以提供后期生长、扩展繁殖所需的空间；在浮岛构建初期，将所述升降-锚固系统中的第三快连钩和第二快连环打开，并对所述升降-锚固系统中的充气浮球进行充气，增加水葫芦浮岛的浮力，维持水葫芦残体和网罩及底网的漂浮状态，同时将配重球沉入到水底沉积物中，对浮岛起到锚固作用，随着水葫芦不断分蘖和扩张，所述水葫芦浮岛的浮力增加，至可以支撑自身重力维持漂浮状态时减少浮球的充气量；在水葫芦浮岛形成以后，通过第三快连钩和缆绳上不同位置第二快连环的连接，同时调节浮球的充气量，来实现浮岛的移动和形状调整。进一步的，浮岛的移动和形状调整具体方式为：针对浮岛周围分布的所有升降-锚固系统，首先将所述第二快连环沿缆绳向水体底部滑动一段距离，并和缆绳扣紧，然后将所述第三快连钩和第二快连环进行连接，之后对浮球充气至配重球脱离水体底部，最后通过一定的外力实现浮岛位置的移动和形状改变。与现有技术相比，本专利技术的有益效果和优点在于：1.本专利技术充分利用水葫芦生长时的自身浮力，不需要外加框体、浮体、生长载体等材料，具有节约成本、生态环保、抗冲击力强等特点。2.本专利技术根据水葫芦生长周期和生理生态特征，依据株高、冠幅及自身浮力的不同，合理的设置网孔孔径、调整浮岛浮力和选择构建时间，不仅节省劳动力和运行、构建成本和能耗低，同时将生物膜基质应用其中，可提高浮岛的水质净化效率。3.本专利技术设置了升降-锚固系统，不仅可以固定浮岛在水域中的位置，且能实现浮岛的自由移动和外观形状调整，管理维护简单、方便。4.本专利技术中水葫芦浮岛不需要反复播种或移栽植物，衰落时可从目标水域中快速移除，易操作和维护。5、本专利技术选取已有水葫芦生长的水域进行构建和运行，无需引进其他外来水生植物，降低了外来物种入侵的风险；同时，利用本水域已有的水葫芦进行不仅可以对该水域中水葫芦的爆发性增殖和蔓延起到防控作用，而且可以起到水质净化和营造良好水体景观的效果。附图说明图1是本专利技术一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛的网罩结构示意图；图2是本专利技术一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛的底网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：包括网体、笼罩于网体内部空间的水葫芦(3)、至少三个对称分布于网体四周的升降‑锚固系统(7)，所述网体包括相互扣合且可拆卸连接的网罩(1)和底网(4)，所述升降‑锚固系统(7)包括充气浮球(9)、缆绳(12)、配重球(13)、滑动卡扣连接于缆绳(12)的第二快连环(11)、分别设于充气浮球(9)上下两端的第二快连钩(8)和第三快连钩(10)，缆绳(12)的上端连接与第二快连钩(8)与充气浮球(9)的结合处，缆绳(12)末端与配重球(13)连接，第二快连钩(8)用于与网体挂接实现升降‑锚固系统(7)与网体的连接，所述第三快连钩(10)用于连接缆绳(12)上的第二快连环(11)。

【技术特征摘要】
1.一种水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：包括网体、笼罩于网体内部空间的水葫芦(3)、至少三个对称分布于网体四周的升降-锚固系统(7)，所述网体包括相互扣合且可拆卸连接的网罩(1)和底网(4)，所述升降-锚固系统(7)包括充气浮球(9)、缆绳(12)、配重球(13)、滑动卡扣连接于缆绳(12)的第二快连环(11)、分别设于充气浮球(9)上下两端的第二快连钩(8)和第三快连钩(10)，缆绳(12)的上端连接与第二快连钩(8)与充气浮球(9)的结合处，缆绳(12)末端与配重球(13)连接，第二快连钩(8)用于与网体挂接实现升降-锚固系统(7)与网体的连接，所述第三快连钩(10)用于连接缆绳(12)上的第二快连环(11)。2.如权利要求1所述水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：所述网罩(1)的网孔间隙不小于5cm且不大于10cm，以水葫芦(3)幼体可顺利穿过网孔为准，所述底网(4)的网孔间隙不大于5cm且不小于1cm，以衰落期水葫芦(3)残体不能通过网孔为准，所述底网(4)位于所述水葫芦浮岛的底部，用于将水葫芦(3)残体从根部整体托住。3.如权利要求1或2所述水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：所述网罩(1)最外侧编织绳体的每个节点处安装有一个可快速打开和闭合的第一快连钩(2)，底网(4)最外侧的每个节点处安装有一个与第一快连钩(2)对应的第一快连环(6)，所述网罩(1)和底网(4)通过第一快连钩(2)和第一快连环(6)可进行快速连接闭合，将所述水葫芦(3)笼罩在其中形成一个整体。4.如权利要求3所述水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：所述第一快连钩(2)和第一快连环(6)上下最大垂直拉伸高度为5cm。5.如权利要求3所述水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：将第二快连钩(8)与底网(4)上的第一快连环(6)连接闭合即可将升降-锚固系统(7)固定于网体上。6.如权利要求1所述水葫芦爆发性增殖控制型浮岛，其特征在于：所述底网(4)绳体交织的每个节点处上下各设1-3片生物膜基质(5)。7.如权利要求6所述水葫芦爆...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟杰，李青云，赵伟华，赵良元，李伟，贡丹丹，乔强龙，卢文平，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42