生態(tài)浮床功能作用

生態(tài)浮床根系網(wǎng)絡(luò)

利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，能過濾吸附水體中大量的懸浮物，并形成富氧環(huán)境；此外，逐漸在植物根系表面形成生物膜，而根系膜內(nèi)微生物既產(chǎn)生多聚糖，有效吸附水中懸浮物，也能吞噬和代謝水中的污染物，轉(zhuǎn)化成為無機(jī)物。通過植物的根系吸收或吸附作用，削減水體中的氮、磷及有機(jī)污染物質(zhì)，使其成為植物的營養(yǎng)物質(zhì)，通過光合作用轉(zhuǎn)化為植物細(xì)胞的成分，促進(jìn)其生長，最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)物質(zhì)；

生態(tài)浮床遮光作用

浮島通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用，減少浮游植物生長量，通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度，其作用相對于前者更為明顯，同時(shí)浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境。

為了恢復(fù)一度失去的自然，其費(fèi)用是很大的。經(jīng)過對近些年的施工事例的調(diào)查，造價(jià)在6000元/m的比較多，不過最近也有低于這個(gè)價(jià)格做下來的。在國外，比如美國，使用的是再生材料，其造價(jià)不到600元/m。日本也好，美國也好，人工費(fèi)相對比較高，只要是經(jīng)過加工的材料、物品，其價(jià)格也會相應(yīng)提高很多，中國和日本、美國的國情不一樣，他們的造價(jià)只能作參考。

生態(tài)浮島是綠化技術(shù)與漂浮技術(shù)的結(jié)合體，一般由四個(gè)部分組成，即浮島框架、植物浮床、水下固定裝置以及水生植被。

1.植物：

一般選擇各類適宜的陸生植物和濕生植物。

2.浮床框體：

框架可采用親自然的材料如竹、木條、蘆葦簾、藤條等，植物生長的浮體一般是由高分子輕質(zhì)材料制成，質(zhì)輕耐用。現(xiàn)在材質(zhì)選用成型環(huán)保PE材料?？紤]到浮床的單體形狀必須容易組裝，組裝后需要便于植物的種植、收割，布設(shè)后要方便檢修通行，單體與單體之間連接的便利性和組合后的組合單元的經(jīng)濟(jì)性。

3.栽培基質(zhì)：

植物栽培基盤用椰子樹的纖維、魚網(wǎng)之類的材料和土壤混合在一起使用的比較多，由于裝入土壤會增加重量且促進(jìn)水質(zhì)惡化，目前使用的比較少，只有20%左右。濕式浮島上面通常栽植水生植物花卉，如荷花、蘆葦、香蒲、茭白、水蔥、美人蕉、千屈菜等等。

4.外形：

一塊浮島的大小一般來說邊長2～3m的比較多形狀上四邊形的居多，也有三角形、六角形或各種不同形狀組合起來的。施工時(shí)趨向各單元之間留一定的間隔，相互間用繩索連接。這樣做:①可防止由波浪引起的撞擊破壞；②可為大面積的景觀構(gòu)造降低造價(jià)；③單元和單元之間會長出浮葉植物、沉水植物，絲狀藻類等也生長茂盛，成為魚類良好的產(chǎn)卵場所、生物的移動(dòng)路徑；④有水質(zhì)凈化作用。

5.固定：

人工浮島的水下固定，既要保證浮島不被風(fēng)浪帶走，還要保證在水位劇烈變動(dòng)的情況下，能夠緩沖浮島和浮島之間的相互碰撞。水下固定形式要視地基狀況而定，常用的有重量式、錨固式、杭式等。另外，為了緩解因水位變動(dòng)引起的浮島間的相互碰撞，一般在浮島本體和水下固定端之間設(shè)置一個(gè)小型的浮子的做法比較多。也可以通過木樁將其固定。設(shè)計(jì)通過直徑150毫米，長度為4米的木樁對浮床進(jìn)行固定，木樁浮出水面10-20cm，其余部分打入水中，作為固定。

6.布設(shè)規(guī)模：

因目的的不同，規(guī)模也不同，到目前還沒有固定的公式可套。研究結(jié)果表明提供鳥類生息環(huán)境至少需要1000m的面積；若是以凈化水質(zhì)為目的，除了小型水池以外，相對比較困難，專家認(rèn)為覆蓋水面的30%是很必要的；若是以景觀為主要目的的浮島，至少應(yīng)在視角10%～20%的范圍內(nèi)布設(shè)。

生態(tài)工程學(xué)（Ecologicalengineering或Ecotechnology）的概念最早是由W.J.Mitsch和S.J.Jorgensen提出來的，他們給生態(tài)工學(xué)下的定義是“Wedefineecologicalengineeringandecotechnologyasthedesignofhumansocietywithitsnaturalenvironmentforthebenefitofboth.(Mitsch.，1988)

作為水中的環(huán)境保護(hù)技術(shù)——生態(tài)浮島，20年前是由德國的BESTMAN公司想出來的。在日本的琵琶湖，作為給魚類用的產(chǎn)卵床的人工浮島在70年代末就開始被使用。在近年來，隨著人們對環(huán)境問題的越來越關(guān)心，周圍的自然環(huán)境特別是水邊的自然景觀狀況也越來越受到重視，在此背景下，人們不僅將水的凈化，還將創(chuàng)造多樣性的生態(tài)系統(tǒng)寄希望于人工浮島技術(shù)。

現(xiàn)在，人工浮島因具有凈化水質(zhì)、創(chuàng)造生物的生息空間、改善景觀和消波等綜合性功能。在水位波動(dòng)大的水庫、因波浪的原因難以恢復(fù)岸邊水生植物帶的湖沼、在有景觀要求的池塘等閉鎖性水域得到廣泛的應(yīng)用。隨著人工浮島工程事例的不斷增加，經(jīng)驗(yàn)也越來越多，在評價(jià)人工浮島的功能及效果方面已逐步從定性評價(jià)上升到定量評價(jià)的高度。

近年來，中國的人工浮床技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用正好處于快速發(fā)展時(shí)期。研究與應(yīng)用結(jié)果表明，在藻化嚴(yán)重的富營養(yǎng)化水體致力于修復(fù)過程中，采用人工浮床作為先鋒技術(shù)可以使得一部分水生動(dòng)物得到自然恢復(fù)或在人工協(xié)助下恢復(fù)。

濕式浮島大致分為四代技術(shù)。

①　第一代，主要以竹子，土工網(wǎng)搭建，具有造價(jià)低，效果差，壽命短，無法維護(hù)等特點(diǎn)（注：隨著人工成本的提升，目前該方式在造價(jià)上也沒有優(yōu)勢）

②　第二代，主要是泡沫或泡沫加金屬固定件產(chǎn)品，具有造價(jià)低，制造工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度不足，金屬泡沫容易分離，且泡沫本身屬于白色污染，目前基本已經(jīng)沒有應(yīng)用（特別是限塑今后基本絕跡）

③　第三代，主要是PE產(chǎn)品，一般9-11m，有類似面包圈的浮體和分體的種植籃，雖然克服以上兩代的缺點(diǎn)，但是不同廠商生產(chǎn)的浮島產(chǎn)品質(zhì)量和壽命不一，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有待建立。

④　第四代，主要是新材料浮島，植物根系和浮島材料可溶為一體，且材料本身為中空管狀結(jié)構(gòu)，能夠形成很好的水體微動(dòng)力循環(huán)。目前代表產(chǎn)品為美國產(chǎn)品，由于材料專利壁壘，在國內(nèi)無應(yīng)用，且目前售價(jià)很高。

1.依據(jù)功能：

消浪形、水質(zhì)凈化性和提供棲息地型三類，浮床的外觀形狀有正方形、三角形、長方形、圓形等多種。

2.依據(jù)與水接觸：

干式和濕式兩種。

1)干式浮島：

干式因植物與水不接觸，可以栽培大型的木本、園藝植物，通過不同木本的組合，構(gòu)成良好的鳥類生息場所，同時(shí)也美化了景觀。但這種浮島對水質(zhì)沒有凈化作用。一般大型的干式浮島是用混凝土或是用發(fā)泡聚苯乙烯做的。

2)濕式浮島：

有框架的濕式浮島，其框架一般可以用纖維強(qiáng)化塑料、不銹鋼加發(fā)泡聚苯乙烯、特殊發(fā)泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂、鹽化乙烯合成樹脂、混凝土等材料制作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，濕式有框架型的人工浮島的施工事例比較多，占了7成。

無框架浮島一般是用椰子纖維編織而成，對景觀來說較為柔和，又不怕相互間的撞擊，耐久性也較好也有用合成纖維作植物的基盤，然后用合成樹脂包起來的做法。常見材質(zhì)有竹木、泡沫、海綿、塑料、橡膠、藤草編制、葦席編制等等，根據(jù)材質(zhì)不同，結(jié)構(gòu)和價(jià)格以及制作工序都各不相同。

通常用于生態(tài)修復(fù)城市農(nóng)村水體污染或建設(shè)城市濕地景區(qū)等等。人們把特制的輕型生物載體按不同的設(shè)計(jì)要求，拼接、組合以及搭建成所需要的面積和幾何形狀，放入受損水體中，并將經(jīng)過篩選、馴化的水生或陸生植物（這些植物可以強(qiáng)力吸收水中有機(jī)污染物），植入預(yù)制好的漂浮載體種植槽內(nèi)，讓植物在類似無土栽培的環(huán)境下生長。植物根系自然延伸并懸浮于水體中，吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有機(jī)污染物質(zhì)，降低COD（化學(xué)需氧量）；在為水體中的魚蝦、昆蟲和微生物提供生存和附著的條件的同時(shí)，釋放出抑制藻類生長的化合物，人工營造一個(gè)動(dòng)物、微生物良好的生長環(huán)境，在植物、動(dòng)物、昆蟲以及微生物的共同作用下使環(huán)境水質(zhì)得以凈化，達(dá)到修復(fù)和重建水體生態(tài)系統(tǒng)的目的?？梢哉f是當(dāng)今生態(tài)文明建設(shè)的又一新利器。

另外，生態(tài)浮床通過與其他環(huán)保設(shè)備配合使用能形成一個(gè)凈水能力更加強(qiáng)大的生態(tài)浮島系統(tǒng)。大大降低治水效果的反復(fù)風(fēng)險(xiǎn)。

水體富營養(yǎng)化是全球性的水環(huán)境問題，我國現(xiàn)有湖泊2 700余個(gè)，總面積達(dá)9.1萬km2.根據(jù)調(diào)查資料和國內(nèi)、外評價(jià)湖泊富營養(yǎng)化指標(biāo)，我國比較典型的37個(gè)主要湖泊中，中營養(yǎng)型和中一富營養(yǎng)型的占55.8%,富營養(yǎng)型的占14.7%,重富營養(yǎng)型的占8.8%.中國90%以上的水域污染是因水體中的N、P含量過高而引起的富營養(yǎng)化造成的，而N、P則是植物生長最基本的必需營養(yǎng)元素。

一、景觀水體生態(tài)修復(fù)

二、雨水收集凈化與應(yīng)用

三、生活污水處理與回用

四、湖泊河道生態(tài)治理

五、生態(tài)浮床設(shè)計(jì)與應(yīng)用

生態(tài)工程凈化水質(zhì)生態(tài)浮床

生態(tài)浮床技術(shù)是利用農(nóng)藝學(xué)中無土栽培技術(shù)，把高等水生植物或改良的陸生草本、木本植物，以浮床作為載體，種植到富營養(yǎng)化水體水面，通過植物根部的吸收、吸附作用和物種競爭相克機(jī)理，削減富營養(yǎng)化水體中的氮、磷及有機(jī)物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)和美化景觀。

20 世紀(jì) 80 年代，德國首次將浮床技術(shù)應(yīng)用于污染水體的凈化，1995 年國際湖泊會議認(rèn)可該技術(shù)后，該技術(shù)迅速在日本、歐美等發(fā)達(dá)國家得到推廣應(yīng)用，我國自 1991 年引進(jìn)生態(tài)浮床技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于湖泊、水庫、河道等水體的治理中，如南京煦園上海徐匯區(qū)金家塘、閔行區(qū)楊樹灣河道、閔行區(qū)寶華小區(qū)河道、青浦區(qū)躍進(jìn)河等地進(jìn)行的試驗(yàn)研究。

生態(tài)工程凈化水質(zhì)人工濕地

Hammer 等人定義人工濕地為：一個(gè)為了人類的利益，通過人工設(shè)計(jì)與建造的模擬自然濕地的復(fù)合體，由基質(zhì)、挺水與沉水植被、動(dòng)物和水體等組成。人工濕地的四個(gè)基本要素為水體、植物、微生物及基質(zhì)，按照水體的流動(dòng)方式，人工濕地污水處理系統(tǒng)可分為表面流人工濕地(SFW)、垂直流人工濕地(VCW)和潛流人工濕地(SSF)。

濕地應(yīng)用于污水凈化開始于 20 世紀(jì) 50 年代，但其進(jìn)行污水凈化的研究始于 20 世紀(jì) 70 年代末，它被廣泛應(yīng)用于處理生活污水、工業(yè)廢水、礦山及石油開采廢水、農(nóng)業(yè)點(diǎn)源污染和面源污染以及水體富營養(yǎng)化的治理。

生態(tài)工程凈化水質(zhì)植物處理塘

植物處理塘是以某種水生植物占絕對優(yōu)勢而組成的特殊水生生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)通過水生植物群落的阻濾、沉降、吸附等物理作用以及植物體的吸收、積累等作用而達(dá)到對污水的凈化效果。在利用水生植物凈化污水時(shí)通常是以植物處理塘的方式，如鳳眼蓮凈化塘、香蒲植物凈化塘、耐寒植物伊樂藻和喜溫植物鳳眼蓮及菱組建的凈化塘等。