[发明专利]一种具有水体生态修复功能的组合床系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有水体生态修复功能的组合床系统，属于水体生态修复处理技术领域。

背景技术

改革开放以来，随着我国经济的飞速发展，排入水体的氮磷等营养物质迅速增加，湖泊和河流等天然水体的污染越来越严重，水体富营养化越来越剧烈，蓝藻爆发带来的城市供水危机等问题严重制约着我国经济的可持续发展。水生植物能够通过自身的根系和叶片吸收水中的氮磷等污染物质用于自身的生长繁殖，然后通过人工收割水生植物，把污染从水体中回收。恢复水体原有的沉水植物可以提高生态环境的抵抗力，增强湖泊和河流的自净能力，拯救面临奔溃的水体生态系统，能够实现良好的环境和经济效益。

一个稳健的生态系统包括：非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。岸生或者沉水植物是湖泊、河流等生态系统中的吸收光能转化为生物能主要初级生产者。岸生植物为野鸭、野鸟等提供栖息地；沉水植物为鱼虾等动物提供食物和繁殖避难场所，吸收水体中的氮磷等无机盐、重金属以及有机污染物，附着在沉水植物上的微生物生长繁殖也会吸收氮磷等营养盐，沉水植物以及其表面附着的微生物通过与蓝藻竞争营养盐和生长空间，抑制水华的爆发，构建以岸生植物和沉水植物为初级生产者的水生环境系统对对维持生态系统的稳定性和功能具有重要作用。但是，由于河堤硬化、水体浑浊、水下光照不足(达不到沉水植物光补偿点)、床底硬质、暴雨引起的水位上升过快等原因，构建植物为主要初级生产者的水生生态系统困难重重。

目前常见污染水体生态修复重建方法主要是生态浮床，生态浮床技术是按照自然界的规律，人工把水生植物或部分陆生植物和农作物，种植到设有浮床的富营养化水体的水面，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争机理，削减富营养化水体中的氮、磷及有机物质，从而达到净化水质的效果，同时又可营造良好的水上景观以及增加作物产量。虽然生态浮床技术对水体生态修复有一定的作用，但按照自然界规律，沉水植物才是水体的主要水下森林，沉水植物对水体生态系统的稳定性至关重要，但是单一的构建沉水植物生态修复系统往往有一些缺陷，比如蓝藻可能漂浮在沉水植物上方使得沉水植物因阳光不足而无法生长。本发明把漂浮床生态修复系统和悬浮床生态修复系统组合起来，不仅可以利用漂浮床为阻挡蓝藻进入沉水植物上方，还可以利用漂浮床植物和沉水植物对营养盐、重金属和有机污染物的吸收的不同机理，构建较为完整的生态系统，使得水体净化能力极大化。

发明内容

本发明的目的是为了把漂浮床生态修复系统和悬浮床生态修复系统对营养盐等水体中污染的不同去除作用有机结合起来。同时也是为了弥补传统沉水植物构建方法种植条件高、劳动量大、环境变化抵抗能力差等不足之处，该组合浮床系统简单、运行条件温和、抵抗环境变化能力强，运行成本低，可用于透明度低、河床硬质或者水深较深水体的中沉水植物的初级生态系统的构建。

本发明的第一个目的是提供一种具有水体生态修复功能的组合床系统，所述组合床系统包含陆生或者挺水植物漂浮种植床系统和沉水植物悬浮种植床系统，具体包括光照强度调节系统(1)、光照强度探测器(2)、浮力球(3)、悬浮床上升或下浮拉绳(4)、沉水植物 (5)、悬浮种植床(6)、漂浮床植物(7)、漂浮种植床(8)；在富营养化水体中放置悬浮种植床(6)和漂浮种植床(8)，漂浮床植物(7)通过基质种植在漂浮种植床上(8)；沉水植物(5)种子或者幼苗移栽到悬浮种植床(6)上，用浮力球(3)和悬浮床上升或者下浮拉绳给种植床提供悬浮力，通过光照强度探测器(2)测定水体中的光照强度，光照强度调节系统(1)根据所栽种的沉水植物(5)对光强度的要求以及光照强度探测器(2)测定的水体中的光照强度进行综合分析，通过控制马达减小或者增加悬浮种植床离水面的距离，使得水体中的光照强度满足沉水植物(5)的生长繁殖要求。

在本发明的一种实施方式中，所述悬浮种植床系统能够根据所栽种的沉水植物生长(5) 对光照强度的要求进行相应调节：当水体光照不足或水体透明度低时，光照强度调节系统(1) 接收到光照强度探测器(2)监测到的低于植物生长所需要的光照强度数据，系统(1)控制马达提升拉绳(4)，使得悬浮种植床减小与水面的距离，增加沉水植物(5)周围的光照强度。

在本发明的一种实施方式中，所述悬浮种植床系统能够根据所栽种的沉水植物生长(5) 对光照强度的要求进行相应调节：当阳光充足时，光照强度调节系统(1)接收到光照强度探测器(2)监测到的有害于植物生长所需要的光照强度数据，系统(1)控制马达下降拉绳(4)，使得悬浮种植床增加与水面的距离，减小沉水植物(5)周围的光照强度。