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1、生 态 浮 岛,目 录,1.生态浮岛的原理2.生态浮岛的功能3.生态浮岛的分类4.生态浮岛的固定5.生态浮岛的操作.6.生态浮岛的案例,1.生态浮岛的原理,生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。浮岛植物不仅营造了水面的景观，在进行光合作用的时候，吸收周围的CO2释放O2，同时净化着空气；植物在生长过程中有蒸腾作用，蒸腾作用通过植物气孔蒸发水分调节环境温度。,因此，生态浮岛植物的光合作用与蒸腾作用调节着水面的微气候，这种良好的微气候适宜于鸟类等的栖息场所
2、。由于浮岛的遮阳效果、涡流效果等创造了鱼类生存的良好条件。但更为重要的是NH-2浮岛植物的根系在水中形成的富氧环境和根系表面的生物膜能高效的降解水中的COD、氮、磷的含量，而根系膜内微生物产生的多聚糖能有效吸附水中悬浮物。,调节微气候,2.生态浮岛的功能,生态浮岛主要具有四大功能,净化水质，降解水中的COD、氮、磷等创造生物(鱼类鸟类)的生息环境改善景观，恢复生态，绿化环境消波效果，对岸边构成保护作用,主要针对富营养化的水质而言的，通过减少COD（化学需氧量）、氮、磷的浓度来抑制赤潮的发生提高水的透视度为目的。,1.净化水质，降解水中的COD、氮、磷等,水质净化要素有：1. 植物茎等表面对生物
3、特别是藻类的吸附；2. 植物的营养吸收；3. 水生昆虫的摄饵、羽化等；4. 鱼类的摄饵、捕食；5.防止已沉淀的悬浮性物质再次上浮；6. 日光的遮蔽效果；7. 在湖泥表面的除氮 。,2.创造生物(鱼类鸟类)的生息环境,本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果，构成了鱼类生息的良好条件 。 为了强化人工浮岛作为鱼类产卵床的机能，有的在浮岛的下面系上一些绳子，改善鲤鱼等鱼类的浮式产卵床的结构 。,3.改善景观，恢复生态，绿化环境,人工浮岛的布设规模因目的的不同，规模也不同。研究结果表明：提供鸟类生息环境至少需要1000平方的面积，若是以净化水质为目的的，除了小型水池以外，专家认为覆盖水面的30%是很必要
4、的，若是以景观为主要目的，至少应在视角1020的范围内布设。,4.消波效果，对岸边构成保护作用,1. 因有较高的水交换机能，防止堤防内的水污染作用较大 。2. 即使在深水区也比固定式防波堤的建设费用要低。3 .与水下地基的好坏没什么关系，即使设置在软弱地基上，也不需要进行地基处理。 4 .设置场所的变更容易。5. 现场施工的工期短。除了上述的优点外，作为防波用的浮岛，比起其它防波建筑物，与岸边的植物带的融和性更好。,3.生态浮岛的分类,生态浮岛可分为干式浮岛和湿式浮岛两种，水和植物接触的为湿式，不接触的为干式。,干式浮岛,湿式浮岛,干式浮岛因植物与水不接触，可以栽培大型的木本、园艺植物，通过不
5、同木本的组合，构成良好的鸟类生息场所，同时也美化了景观，但这种浮岛对水质没有净化作用，一般这种大型的干式浮岛是用混凝土或是用发泡聚苯乙烯做的。,干式浮岛,无框架浮岛一般是用椰子纤维编织而成，对景观来说较为柔和，又不怕相互间的撞击，耐久性也较好也有用合成纤维作植物的基盘，然后用合成树脂包起来的做法,湿式浮岛,湿式浮岛里又分有框架浮岛和无框架浮岛,无框架浮岛,有框架的湿式浮岛，其框架一般可以用纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等材料制作。据统计，到目前为止，湿式有框架型的人工浮岛的施工事例比较多，占了7成,有框架浮岛,湿式浮岛的五代技术,1
6、）第一代，主要以竹子，土工网搭建，具有造价低，效果差，寿命短，无法维护等特点（注：随着人工成本的提升，目前该方式在造价上也没有优势）2）第二代，主要是泡沫或泡沫加金属固定件产品，具有造价低，制造工艺简单等优点，但强度不足，金属泡沫容易分离，且泡沫本身属于白色污染目前基本已经没有应用（特别是限塑令后基本绝迹）,3）第三代，主要是PE产品，市面上以圆形产品为主，一般9-11个平方，有类似面包圈的浮体和分体的种植篮，虽然克服以上两代的缺点，但是由于对浮岛净化原理没有做深入研究，且植物固定不牢固，分体设计不稳固，边沿设计未考虑波浪磨损等，目前只能小片应用，且主要作为景观应用。,4）第四代 ，主要是PE
7、、PP产品，也是目前国内的主力产品，典型代表是NH-2浮岛，在南水北调等大型水利生态项目中被广泛应用。产品设计考虑了通气，透光遮蔽率的计算、浮岛边缘抗磨损设计，整体一体化更耐用，人工成本更低，维护更简单，且可适应不同水生植物，株距一般从3cm-30cm可调。净化能力更强，大约是第三代的4-10倍。5）第五代，主要是新材料浮岛，植物根系和浮岛材料可溶为一体，且材料本身为中空管状结构，能够形成很好的水体微动力循环。目前代表产品为德国产品，由于材料专利壁垒，在国内无应用，且目前售价很高。,4.生态浮岛的固定,一.水下重物牵拉式二.锚钩式三.竖杠式四.绳索牵拉式,生态浮岛的固定可选用的方法有四种：,一
8、.水下重物牵拉式,这种固定方法依靠水下重物的牵引作用来固定水面浮岛，通过控制拉绳的长度能适应任何深度的水体。这种固定方式不受水滴地质条件的限制，费用较低，基本不会对环境照成影响,二.锚钩式,锚钩式的固定方法在实现固定和转移时都比较方便，控制拉绳的长度也可以在各种水深的条件下实现浮岛的固定，但锚钩在水底固定时对水底环境有一定的要求，这种固定方式没有露出水面的部分，景观影响基本可以忽略。,三.竖杠式,四.绳索牵拉式,竖杠式固定通过插在浮岛周围的竖杠来固定水面浮岛，这种固定方式要求水深不能太大，由于起固定作用的竖杠顶端暴露出水面，对景观会造成一定的影响。但在水深较浅的情况下，这种固定方法非常方便，也
9、是采用较多的一种固定方式,在水面较窄或靠近岸边的情况下，常常用绳子牵拉的方式把浮岛固定在岸边的固定物上。这种方式对水底地质没有任何要求，但由于岸边固定物和绳索暴露，对景观可能造成一定的影响,5.生态浮岛的操作,操作的六个关键性因素：,一. 光线VS氧气VS覆盖率VS活水二. 肥料三. 杯内填介质四. pH 五. 季节气候的变化六. 排放VS盐度(电导度),一.光线VS氧气VS覆盖率VS活水,光线的入射水体量，决定水中藻类只制造氧气的量，也就决定水中的溶氧量.地球的氧气的最大制造者不是雨林而是海洋。,水中的氧气主要来源：水中的浮游植物的光合作用，这个途径占水中氧气的89.2%由大气直接扩散溶解到
10、水中的共占7.2%加入新水带入的氧气占3.6%。,利用藻类提供水体氧气是最自然的方式,覆盖率可决定光的入射量(1),无覆盖,过量覆盖,覆盖率可决定光的入射量(2),覆盖率可决定光的入射量(3),水质仍清澈菜生长良好,水质仍然清澈,水质恶化,水质仍然清澈,水质恶化,覆盖率可决定光的入射量(4),若有长期阴天等不确定因素，且不在意水体的水色，建议覆盖率50%,活水,动力循环叶绿素浓而磷淡；不动水体叶绿素淡而磷浓,动力马达与单胞藻的浓度关系:,动力供氧叶子较多，可多段果采收,二. 肥 料,不断有养料补充的环境，就要看肥料的成分而定。分析其成分再透过无机肥来修正所要的氮磷钾等肥份含量,有稳定肥份提供的
11、环境,封闭的水环境,如水耕栽培场，建议养鱼虾来稳定水质。,为抵销水体变酸，需要使用缓冲溶液来维持水体的pH接近7。用磷与钙为基底的缓冲溶液，磷钙都可被植物利用。,三. pH,介质的粗细影响透气性：,四. 杯内填介质,春天开的花,夏天开的花,五. 季节气候的变化,六. 排放VS盐度(电导度),换水量：水体就是肥料，换水太频繁会浪费肥份。建议换水量每日2-5%,6.生态浮岛应用案例,（1）景观浮岛,改善水泥岸化景观 绿建筑空中花园的使用 屋顶隔热调降都市热岛效应 生产食物提供都会区休憩空间,1.室内生态水族箱,降低水位留约20-35公分，让出植物的空间。 避免水泡产生，保持玻璃清洁。 放入花飞碟，
12、排列出自己喜欢的样式，种入适合的植物。,2. 人工或自然水域之景观美化,控制水面覆盖率在70%左右,生态水培水降温：放置福田板与花飞碟,3. 室内外展场快速布置美化,隔热、免浇水、无杂草，种菜、种花、养鱼皆可。可大可小，无限制。,隔热、免浇水、无杂草，种菜、种花、养鱼皆可。可大可小，无限制。,隔热、免浇水、无杂草，种菜、种花、养鱼皆可。可大可小，无限制。,绿 建 筑,生态水培屋顶花园-冬季蔬菜,生态水培屋顶果园,生命共存-鱼虾虫人,护岸消波作用日用潭的消波浮岛,（2）生态浮岛,提供生物多样性基盘保护本土鱼类、鸟类等繁殖栖地,生态杀手浮水植物,保护本土水域生态系统,人工浮岛（生态浮岛)各种生物栖
13、身之所新港大潭,保护本土鱼类、水鸟等繁殖栖地,（3）循环净水型浮岛,生态废水的处理与利用,1.小区、饭店、牲畜养殖场有机废水吸收再利用,人为活动必然造成污染，利用生态循环模式将有机污染降到最低且再利用。污水处理厂不是最终点，循环利用才能永续。,中研院 基隆新山水库试验,2.水库、湖泊、水塘、养殖鱼塘等水域水质优化,上种植物,下悬挂河蚌,日月潭水质净化试验,冬季水生植物的休眠会降低净水效果,采用耐低温植物以适应中高湖泊的环境,采用耐低温植物以适应中高湖泊的环境,珍珠河“水面绿化”工程的建设与研究陆生植物对污染水域的净化效果研究,中国环境科学研究院-太湖治理,（四）生态农业,自然水田复合生产 环控
14、温室水培植物工厂 海水农业 畜牧、渔业有机废水再利用 生态浮岛在渔业上的应用,水深60公分降低不必要强光、稳定水温波动、稳定水质,1. 自然水田复合生产,青蛙在浮岛上抑制夜盗虫等虫类危害,水中养鱼、水上养鸭，可去除福寿螺危害抑制虫害。,北京锦绣大地的鱼菜共生系统,冬季时生产水芹菜（有机），供北京市民食用。夏季生产空心菜，水深1.5米有鱼。,2. 环控温室水培植物工厂,鱼菜共生系统,上面种菜种花 下面养泰国虾,有机水回收再利用可降低地下水需求量，可让土地不再沉沦,3. 海水农业,食用植物及抗癌植物,海水抗癌植物番杏,海水人工湿地,为什么？,同样的植物左边已死、右边还在存活,适应渗透压利用节水育苗盘渐进式驯化，植物的忍受力就会加强，生物不容易忍受骤然间的渗透压变化。,畜牧、渔业-排放有机废水经过三段式废水处理后的放流水，可以达到法定的畜牧业放流水标准，不过仍会含有相当高量的氮和磷。,4. 畜牧、渔业有机废水再利用,肥水不落外人田,藉本系统遮除部分光线，可控制藻类繁生，降低水质混浊度，减缓水质氧化。,5. 生态浮岛在渔业上的应用,植物根长在水中会分泌根酸来抑制有害细菌的生长，进而达到改善水质，减少养殖生物病害的目的。,利用植物根系分泌的根酸杀菌取代抗生素的滥用,提供仿自然的浮岛给甲鱼、青蛙、虾类等的栖息空间，以脱离含有大量病菌的危险有机底泥。,泰国虾VS 莴苣+空心菜,
