【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置、生態(tài)治理方法和設(shè)計(jì)方法，是一種生態(tài)治理和保護(hù)的裝置和設(shè)計(jì)方法，是一種用于防治水華、改善生態(tài)環(huán)境的裝置和設(shè)計(jì)方法。
技術(shù)介紹
1、城市河湖中，底部存在大量沉積物，沉積物中普遍存在氮、磷、有機(jī)物等污染物，甚至含有金屬化合物。水體沉積物表面通常含有95％～99％的水，其中，只有一小部分與其它組分結(jié)合成水合物，大部分以自由移動(dòng)的介質(zhì)形態(tài)存在，即間隙水。間隙水和上部水體之間有很大的濃度梯度，這種濃度梯度導(dǎo)致了氮、磷、有機(jī)物等污染物從沉積物中釋放，形成通過(guò)沉積物-水界面向上覆水的擴(kuò)散通量，使上層水體富含氮、磷及有機(jī)物，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。
2、河湖水體中大量氮、磷及有機(jī)物促使藻類大量繁殖，抑制沉水植物生長(zhǎng)，阻礙水體復(fù)氧，使水中浮游生物缺氧死亡。水生生物在死亡后分解、礦化形成耗氧有機(jī)物及氨氮，導(dǎo)致出現(xiàn)季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象。水溫升高將加快水體中微生物和藻類殘?bào)w分解有機(jī)物及氨氮速度，加快水中溶解氧的消耗，加劇水體黑臭。水體黑臭主要是水體缺氧造成的，同時(shí)也與水體富營(yíng)養(yǎng)化和沉積物沉積有關(guān)。
3、現(xiàn)有技術(shù)解決上述問(wèn)題的方法主要有曝氣、換水、補(bǔ)水、清淤、生態(tài)浮床等措施，在這些方法中，除清淤之外其它方法均是針對(duì)上部水體采取的措施，并不能從根本上解決問(wèn)題。而清淤是針對(duì)底部沉積物采取的措施，能夠從根本上解決藻類大量繁殖的問(wèn)題，但現(xiàn)有的技術(shù)所采取的清淤方法主要采用人工清淤或采用機(jī)械方式進(jìn)行清淤。人工或機(jī)械方式進(jìn)行清淤是一個(gè)需要消耗大量人力物力財(cái)力的工作，如果水體經(jīng)常遭到污染，還需要經(jīng)常不斷的進(jìn)行
4、實(shí)際中，只有沉積物表層20cm部分的污染物才向上部水體釋放、擴(kuò)散，沉積物表層污染物釋放、擴(kuò)散的強(qiáng)度、通量均較低時(shí)，上部水體污染程度自然減輕。
5、自然界水中氮、磷及有機(jī)物的去除途徑包括微生物的吸收轉(zhuǎn)化、植物吸收吸附、氧化、顆粒物質(zhì)的重力沉降以及植物對(duì)顆粒態(tài)物質(zhì)的攔截等，是物理、化學(xué)、生物等多方面的綜合作用，其中，水生植物起著至關(guān)重要的作用。
6、在水培條件下，植物的養(yǎng)分供給均源于水體，底部水體中具有豐富的氮磷物質(zhì)向水表傳輸，促使其旺盛生長(zhǎng)，水生植物在污水處理過(guò)程中的作用與其生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)，生長(zhǎng)越旺盛，生物量越大，其凈化作用越大；微生物的吸收轉(zhuǎn)化是氨氮、硝態(tài)氮、溶解性磷、小分子有機(jī)物的主要去除途徑，水生植物為微生物的主要載體，為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了充足的空間，增加了微生物及植物與氮、磷及有機(jī)物的接觸面積和機(jī)會(huì)；挺水植物將光和作用產(chǎn)生的或是葉片吸收的氧氣通過(guò)氣道輸送至根部，在植物根區(qū)的還原態(tài)介質(zhì)中形成氧化態(tài)的區(qū)域環(huán)境，沉水植物的莖、葉均能進(jìn)行光合作用，在整個(gè)植株體周圍均能形成好氧-厭氧微環(huán)境，為氮、磷和有機(jī)物的轉(zhuǎn)化提供了有利條件和保障；水生植物體能形成特殊的生物膜結(jié)構(gòu)，對(duì)污染物的過(guò)濾、吸附、吸收和轉(zhuǎn)化等有相當(dāng)重要的作用，且表面也是重金屬相有機(jī)物沉積的場(chǎng)所。
7、植物生長(zhǎng)越旺盛，凈化效果越顯著。然而，水生植物的生長(zhǎng)與水深、水質(zhì)有密切關(guān)系，如挺水植物，只能在一定水深條件下才能生長(zhǎng)，沉水植物只能在一定透明度條件下才能生長(zhǎng)。一些人工渠道，包括經(jīng)過(guò)河坡治理的城市河道，河岸是直上直下的，水深也不斷變化，水生植物很難生長(zhǎng)發(fā)育。如何不斷的進(jìn)行水底清淤，并能在水深較深的水體中種植能夠起到凈化作用的水生植物是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本專利技術(shù)提出了一種河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置、生態(tài)治理方法和設(shè)計(jì)方法。所述的裝置和方法及設(shè)計(jì)方法使用有連通管的上下兩部分箱體利用水面蒸發(fā)、植物蒸騰作用，無(wú)需任何人工或機(jī)械作用下，不斷的將水體底部的淤泥輸送至水體表層，為上箱體中所種植的水生植物提供養(yǎng)分，改善了河流湖泊的水環(huán)境。
2、本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置，包括：沉于水下并接近水底的下箱體和頂端敞開半沉水中并浮出水面的上箱體，所述的上箱體和下箱體之間由能夠伸縮的連通管連接；所述的連通管在上箱體中的出口處周圍設(shè)有調(diào)節(jié)上箱體在水面懸浮深度的上中空箱，所述的上中空箱頂部種植挺水植物，所述的上中空箱周圍設(shè)有種植沉水植物的深水區(qū)，所述的上箱體內(nèi)水體的水面與上箱體外水體的水面相互隔絕，底部連通；所述的連通管在下箱體的進(jìn)口為喇叭形，周圍設(shè)調(diào)節(jié)下箱體距離水底深度的下中空箱；所述的上箱體和下箱體設(shè)有防止被水流沖走的設(shè)施。
3、進(jìn)一步的，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為多邊形，材質(zhì)為玻璃鋼或工程塑料。
4、進(jìn)一步的，所述的多邊形的上箱體中挺水植物與沉水植物的種植面積的比例為2：1～3：2。
5、進(jìn)一步的，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為圓形，圓形上箱體的中心為連通管，周圍同心圓分布種植挺水植物，挺水植物周圍同心圓分布種植沉水植物，挺水植物分布的圓形直徑與沉水植物分布的直徑之比為0.7～0.8。
6、進(jìn)一步的，所述的上箱體上緣高出外水體0.4～0.6米。
7、進(jìn)一步的，所述的上箱體內(nèi)設(shè)有箱式種植體，所述的箱式種植體的外形為水平截面為矩形的六面體，頂部敞開，底部和左右兩側(cè)封閉，前后兩側(cè)為透水壁。
8、進(jìn)一步的，所述的透水側(cè)壁的透水面積為50％～70％。
9、進(jìn)一步的，所述的防止被水流沖走的設(shè)施是固定在水底或岸邊的錨柱和分別與上箱體和下箱體固定連接的錨環(huán)，所述的上箱體和下箱體用錨環(huán)套在錨柱上，使上箱體和下箱體能夠沿錨柱上下浮動(dòng)。
10、一種使用上述生態(tài)治理裝置的河湖渠道底部水體生態(tài)治理方法，所述方法包括如下步驟：
11、步驟1，設(shè)置下箱體：將下箱體的錨環(huán)套在錨柱上，通過(guò)在下中空箱中注入粗砂或水，調(diào)節(jié)下箱體在水中的位置，保證下箱體與水體底部距離為0.3～0.5m；
12、步驟2，設(shè)置上箱體：用連通管將下箱體與上箱體連接，并將上箱體的錨環(huán)套在錨柱上，在上箱體中放入種植挺水植物或沉水植物的箱式種植體，對(duì)箱式種植體進(jìn)行組合，形成挺水植物和沉水植物的面積比為2：1～3：2，以及多個(gè)植物品種，確保生物多樣性；在上中空箱中注入粗砂或水，調(diào)節(jié)上箱體在水面的沉浮度，以確保上箱體上緣高出水面0.4～0.6米；
13、步驟3，吸納水體底部：在水面蒸發(fā)、植物蒸騰作用下使上箱體內(nèi)的水量減少，形成上箱體內(nèi)水位下降的趨勢(shì)，這一水位下降趨勢(shì)在連通管中形成向下箱體吸取水量的趨勢(shì)，繼而形成向上的自然水流，在下箱體的擴(kuò)口作為下，水流吸取擴(kuò)口范圍的水體底部沉積物至上箱體中，并在上箱體中擴(kuò)散作為上箱體中植物的養(yǎng)分；
14、步驟4，降雨稀釋水體底部：降雨時(shí)，雨水在上箱體內(nèi)聚集，形成漲水的趨勢(shì)，這一漲水趨勢(shì)形成對(duì)連通管中的向下壓力，繼而形成連通管中向下的自然水流，向下水流會(huì)產(chǎn)生對(duì)水體底部沉積物的攪動(dòng)作用，并稀釋水底的雜質(zhì)含量。
15、一種權(quán)利要求上述的河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置的設(shè)計(jì)方法，所述設(shè)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置，其特征在于，包括：沉于水下并接近水底的下箱體和頂端敞開半沉水中并浮出水面的上箱體，所述的上箱體和下箱體之間由能夠伸縮的連通管連接；所述的連通管在上箱體中的出口處周圍設(shè)有調(diào)節(jié)上箱體在水面懸浮深度的上中空箱，所述的上中空箱頂部種植挺水植物，所述的上中空箱周圍設(shè)有種植沉水植物的深水區(qū)，所述的上箱體內(nèi)水體的水面與上箱體外水體的水面相互隔絕，底部連通；所述的連通管在下箱體的進(jìn)口為喇叭形，周圍設(shè)調(diào)節(jié)下箱體距離水底深度的下中空箱；所述的上箱體和下箱體設(shè)有防止被水流沖走的設(shè)施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為多邊形，材質(zhì)為玻璃鋼或工程塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的多邊形的上箱體中挺水植物與沉水植物的種植面積的比例為2：1～3：2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為圓形，圓形上箱體的中心為連通管，周圍同心圓分布種植挺水植物，挺水植物周圍同心圓分
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體上緣高出外水體0.4～0.6米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體內(nèi)設(shè)有箱式種植體，所述的箱式種植體的外形為水平截面為矩形的六面體，頂部敞開，底部和左右兩側(cè)封閉，前后兩側(cè)為透水壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的透水側(cè)壁的透水面積為50％～70％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的防止被水流沖走的設(shè)施是固定在水底或岸邊的錨柱和分別與上箱體和下箱體固定連接的錨環(huán)，所述的上箱體和下箱體用錨環(huán)套在錨柱上，使上箱體和下箱體能夠沿錨柱上下浮動(dòng)。
9.一種使用權(quán)利要求8所述生態(tài)治理裝置的河湖渠道底部水體生態(tài)治理方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
10.一種權(quán)利要求1所述的河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種河湖渠道底部水體生態(tài)治理裝置，其特征在于，包括：沉于水下并接近水底的下箱體和頂端敞開半沉水中并浮出水面的上箱體，所述的上箱體和下箱體之間由能夠伸縮的連通管連接；所述的連通管在上箱體中的出口處周圍設(shè)有調(diào)節(jié)上箱體在水面懸浮深度的上中空箱，所述的上中空箱頂部種植挺水植物，所述的上中空箱周圍設(shè)有種植沉水植物的深水區(qū)，所述的上箱體內(nèi)水體的水面與上箱體外水體的水面相互隔絕，底部連通；所述的連通管在下箱體的進(jìn)口為喇叭形，周圍設(shè)調(diào)節(jié)下箱體距離水底深度的下中空箱；所述的上箱體和下箱體設(shè)有防止被水流沖走的設(shè)施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為多邊形，材質(zhì)為玻璃鋼或工程塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的多邊形的上箱體中挺水植物與沉水植物的種植面積的比例為2：1～3：2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)治理裝置，其特征在于，所述的上箱體和下箱體的豎直截面形狀為矩形，水平截面形狀為圓形，圓形上箱體的中心為連通管，周圍同心圓分布種植挺水植...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳桐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：吳桐，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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