陶 陪

（浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315012）

1 問題的提出

城市河道生態(tài)是城市景觀中一個(gè)流動(dòng)的、與城市居民生活環(huán)境緊密聯(lián)系，且相對(duì)開放的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。城市河道由于沿岸居民數(shù)量眾多，居民的生產(chǎn)生活對(duì)城市河道造成巨大影響，致使城市河道生態(tài)功能不斷退化和喪失，出現(xiàn)黑臭、蚊蟲滋生等，不僅喪失了作為城市景觀的功能，反而成為城市負(fù)擔(dān)，影響了居民的正常生產(chǎn)與生活，造成環(huán)境污染。

目前國(guó)內(nèi)的河道往往是被外來(lái)污染物所污染，而且由于污染程度遠(yuǎn)超出河道自身的凈化能力而導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生態(tài)破壞，而截污作為一項(xiàng)有效的措施，基本能夠解決河道的污染之源，防止水體進(jìn)一步惡化。但是，河道截污工程浩大，涉及面廣，包括大量管網(wǎng)鋪設(shè)、污水廠建設(shè)、人員動(dòng)遷、河道周邊生態(tài)修復(fù)、工廠企業(yè)排污控制等，其巨額的工程投資、漫長(zhǎng)的工期與復(fù)雜的工程實(shí)施，使其進(jìn)展比較緩慢。目前多采用生態(tài)浮板對(duì)河道進(jìn)行污水處理，它能為生物生長(zhǎng)提供生長(zhǎng)空間，水生植物和水中的微生物協(xié)同作用，形成立體處理效果，提高處理效率，可以恢復(fù)水體的自凈能力。但是現(xiàn)有生態(tài)浮板中的種植盆在河水的沖擊下容易側(cè)翻，導(dǎo)致植物死亡，降低了自凈功能。針對(duì)這種情況，本文提出一種用于城市河道污水處理的生態(tài)浮板，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙合理，形狀美觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作和搬運(yùn)，施工組裝快速方便，并且通過(guò)主基板和支撐底板的設(shè)計(jì)，有效提高浮板體的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而使得拼裝后的生態(tài)浮板的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，提高生態(tài)浮板上種植盆的穩(wěn)定性，種植盆在河水的沖擊下不易側(cè)翻，提高生態(tài)浮板處理水質(zhì)的效果和質(zhì)量。

2 生態(tài)浮板概況

本文研究的一種用于城市河道污水處理的生態(tài)浮板，包括浮板體，如圖1。其中浮板體包括主基板和支撐底板，主基板卡接在支撐底板上，主基板包括主固定塊和四個(gè)輔助固定塊，四個(gè)輔助固定塊沿周向均勻分布在主固定塊的圓周外側(cè)，輔助固定塊通過(guò)連接桿與主固定塊連接固定，支撐底板由四個(gè)支撐條環(huán)繞組成，四個(gè)支撐條的一端依次相互連接，相鄰兩個(gè)支撐條之間通過(guò)限位框連接固定，限位框上設(shè)置有卡槽，連接桿與卡槽相匹配，連接桿卡接在卡槽內(nèi)。

圖1 一種用于城市河道污水處理的生態(tài)浮板結(jié)構(gòu)示意圖

四個(gè)支撐條的另一端均設(shè)置有生態(tài)穿孔，四個(gè)支撐條上均設(shè)置有過(guò)濾槽孔，如圖2。生態(tài)穿孔的設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)不同的功能。它既可以實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)浮板體之間的進(jìn)一步連接固定，也可以實(shí)現(xiàn)拼裝好的生態(tài)浮板與河岸上固定物之間的連接固定，從而有效確保生態(tài)浮板的整體牢固性和穩(wěn)定性，使生態(tài)浮板更能抗擊水流的沖擊力，延長(zhǎng)生態(tài)浮板的使用壽命，降低后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用。在實(shí)際運(yùn)用中，還可以在生態(tài)穿孔中延伸一定長(zhǎng)度的生態(tài)繩至水體內(nèi)部，再在生態(tài)繩上懸掛一些生物填料裝置，通過(guò)生物填料裝置的輔助作用，有效去除水中的有機(jī)物，進(jìn)一步提高生態(tài)浮板對(duì)水體的凈化質(zhì)量和速率。過(guò)濾槽孔的設(shè)計(jì)既可以節(jié)省材料，同時(shí)又可以進(jìn)一步增加浮板體的美觀性，并且可以使支撐條上雨水快速排入到河道內(nèi)，避免浮板體負(fù)載過(guò)重，影響浮板體的使用壽命。

圖2 支撐底板的結(jié)構(gòu)示意圖

四個(gè)支撐條相連的一端形成間隙槽，主固定塊位于間隙槽內(nèi)，四個(gè)支撐條與限位框?yàn)橐惑w成型結(jié)構(gòu)，間隙槽的設(shè)計(jì)便于主固定塊的限位放置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙合理，便于實(shí)際浮板體的拼裝。輔助固定塊、連接桿和主固定塊為一體成型結(jié)構(gòu)，輔助固定塊上設(shè)置有輔助種植孔，主固定塊內(nèi)設(shè)置有主種植孔，輔助種植孔和主種植孔內(nèi)均設(shè)置有種植盆，種植盆卡接在輔助種植孔、主種植孔內(nèi)，輔助固定塊、連接桿和主固定塊為一體成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以確保主基板的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)也便于實(shí)際的加工成型。輔助種植孔和主種植孔的多重設(shè)計(jì)可以增加浮板體的種植面積，從而增加浮板體對(duì)水體的凈化速率和質(zhì)量，加快恢復(fù)水體的自凈能力。

種植盆的頂部設(shè)置有卡環(huán)，卡環(huán)與種植盆為一體成型結(jié)構(gòu)。種植盆通過(guò)卡環(huán)卡接在輔助種植孔、主種植孔內(nèi)，種植盆的底部設(shè)置有穿孔?？ōh(huán)的設(shè)計(jì)便于種植盆與輔助種植孔、主種植孔之間的限位卡接，穿孔的設(shè)計(jì)可以便于種植盆內(nèi)植被根部的延伸生長(zhǎng)，卡環(huán)與種植盆為一體成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以確保種植盆的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)種植盆的使用壽命。

主基板上設(shè)置有兩組連接件，連接件包括第一連接塊和第二連接塊。第一和第二連接塊分別位于兩個(gè)分布在同一直線上的輔助固定塊上，以便于相鄰兩個(gè)浮板體之間的拼裝限位，如圖3。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得更加緊湊合理，也方便施工拼裝，簡(jiǎn)化了操作步驟。

第一連接塊上設(shè)置有嵌位槽，第二連接塊與嵌位槽相匹配，卡接在嵌位槽內(nèi)。嵌位槽的設(shè)計(jì)可以便于第一和第二連接塊之間的卡接，實(shí)現(xiàn)相鄰浮板體之間的牽制連接，施工簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理。

第一連接塊上設(shè)置有第一穿孔，第一穿孔與嵌位槽相貫通，第二連接塊上設(shè)置有第二穿孔，第二穿孔與第一穿孔相匹配。第一和第二穿孔的設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步提高相鄰兩個(gè)浮板體之間的連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)兩個(gè)浮板體安裝好后，其中一個(gè)浮板體上的第二連接塊卡入到另一個(gè)浮板體上的第一連接塊的嵌位槽內(nèi)，接著采用螺栓組件將其進(jìn)一步連接，螺栓穿過(guò)第一和第二穿孔，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)浮板體之間的連接，從而有效提高拼裝后的生態(tài)浮板的整體牢固性和穩(wěn)定性。這樣，生態(tài)浮板更能抗擊水流的沖擊，而相鄰生態(tài)浮板之間不會(huì)脫開，且連接靈活，安裝方便，穩(wěn)定可靠。

圖3 浮板體的拼裝結(jié)構(gòu)示意圖

3 生態(tài)浮板的安裝

采用上述用于城市河道污水處理的生態(tài)浮板的施工方法，包括如下步驟。

3.1 施工準(zhǔn)備

首先要對(duì)待處理的河道地理分布形狀進(jìn)行測(cè)量和圖紙繪制，并將河道進(jìn)行分段劃區(qū)域處理。再是測(cè)量每一段河域的水質(zhì)質(zhì)量和污染物，進(jìn)而根據(jù)水質(zhì)質(zhì)量和污染物的種類確定每一段生態(tài)浮板中種植物的品種。

3.2 浮板體的制備、拼裝

首先根據(jù)主基板的設(shè)計(jì)尺寸制備主基板的加工模具，采用主基板的加工模具沖壓切割出主基板。再根據(jù)尺寸依次在主基板的輔助固定塊上開設(shè)輔助種植孔、主固定板上開設(shè)主種植孔、第一連接塊上上開設(shè)第一穿孔和嵌位槽、第二連接塊上開設(shè)第二穿孔。

其次根據(jù)支撐底板的設(shè)計(jì)尺寸制備支撐底板的加工模具，沖壓切割處支撐底板，再根據(jù)尺寸依次在支撐底板的限位框上開設(shè)卡槽、支撐條上開設(shè)過(guò)濾槽孔和生態(tài)穿孔。

最后是根據(jù)施工要求加工出相對(duì)應(yīng)數(shù)量的主基板和支撐底板，再將制備的主基板與支撐底板之間安裝卡接，確保主基板上的四個(gè)連接桿分別卡入到支撐底板上四個(gè)限位框的卡槽內(nèi)，并且主基板上的主固定塊正好設(shè)置在支撐底板的間隙槽內(nèi)，直至完成所需個(gè)數(shù)的浮板體的安裝。

3.3 浮板體之間的拼裝

首先根據(jù)不同河域段的地域形狀確定每一處河域段浮板體的拼裝形狀，再進(jìn)行每段河域中生態(tài)浮板的拼裝。其次是進(jìn)行生態(tài)浮板的拼裝：將兩個(gè)浮板體相對(duì)設(shè)置，確保兩個(gè)浮板體上相對(duì)應(yīng)的支撐條的端部抵緊貼合，并且正對(duì)面的一個(gè)浮板體上的第二連接塊正好卡入到另一個(gè)浮板體的第一連接塊的嵌位槽內(nèi)；用螺栓組件將第一連接塊與第二連接塊之間連接固定，螺栓穿過(guò)第一穿孔和第二穿孔，實(shí)現(xiàn)第一連接塊和第二連接塊之間的連接固定；用螺母限位固定，將相鄰兩個(gè)浮板體上相互貼合的支撐條之間采用生態(tài)繩進(jìn)一步連接，將生態(tài)繩的兩端分別與貼合的兩個(gè)支撐條上的生態(tài)穿孔連接固定。兩塊浮板體拼裝好后，再進(jìn)行第三塊浮板體的拼裝，無(wú)論是左右相鄰的兩塊浮板體，還是上下相鄰的兩塊浮板體之間的拼裝均和按照據(jù)上述步驟進(jìn)行，直至完成所有浮板體之間的安裝。

3.4 植被的放置

浮板體拼裝好后，在浮板體上的輔助種植孔、主種植孔內(nèi)分別放入相對(duì)應(yīng)尺寸的種植盆，接著在種植盆內(nèi)放入土壤，植入對(duì)應(yīng)河域段所需品種的種植物，然后將拼裝好的生態(tài)浮板放入到對(duì)應(yīng)的河域段內(nèi)。由于拼裝好的生態(tài)浮板中最外側(cè)支撐條上的生態(tài)穿孔沒有與其他支撐條相連接，可用生態(tài)繩穿過(guò)最外側(cè)支撐條上的生態(tài)穿孔，將其與河道岸邊的固定物之間連接固定。

3.5 定期檢查和維護(hù)

定期對(duì)生態(tài)浮板進(jìn)行檢查和維護(hù)，并對(duì)河域內(nèi)的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)水域內(nèi)的水質(zhì)污染源發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)對(duì)生態(tài)浮板內(nèi)的種植物品種進(jìn)行更換，確保生態(tài)浮板對(duì)水質(zhì)的凈化效果。

4 結(jié)論

本文研究的用于城市河道污水處理的生態(tài)浮板，將浮板體分為主基板和支撐底板，通過(guò)主基板可以實(shí)現(xiàn)植被的種植，通過(guò)支撐底板可以加強(qiáng)浮板體的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提高浮板體的防撞防擠壓性能和抗風(fēng)浪性能，減少水波浪起伏對(duì)浮板體穩(wěn)定性的影響，防止浮板體被浪打翻，保證水生植物的正常生長(zhǎng)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)主基板和支承底板具體形狀的設(shè)計(jì)，不僅使浮板體的整體美觀性更好，相鄰兩個(gè)浮板體之間的拼裝方式也更簡(jiǎn)單方便，而且有效增大了浮板體的種植面積。輔助固定塊和主固定塊的設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際的需求種植多種不同品種的植被，有效提高了浮板體對(duì)水體的多樣凈化。同時(shí)，主基板和支撐底板具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使相鄰兩個(gè)浮板體之間的連接更為緊密牢固，主基板上連接件的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)主基板之間的連接，再與螺栓組件相配合，進(jìn)一步提高了兩個(gè)主基板之間的連接強(qiáng)度。支撐底板上生態(tài)穿孔的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)支撐底板之間的連接，從多個(gè)連接方式實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)浮板體之間的連接固定，有效確保了浮板體連接的牢固性，使拼裝好的生態(tài)浮板結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，延長(zhǎng)生態(tài)浮板的使用壽命，保證了生態(tài)浮板使用的穩(wěn)定性、安全性和長(zhǎng)期性，尤其適用于常伴有暴雨的地區(qū)。

這種生態(tài)浮板拼裝簡(jiǎn)單方便，對(duì)河道分段施工處理，根據(jù)每一段河域污染源和水質(zhì)的不同選擇不同植被種類，水質(zhì)處理更具有針對(duì)性，為生物提供生息空間，改善景觀，并且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)美觀，極大提高了生態(tài)浮板的凈水效應(yīng)和景觀功能，使水體和水體內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)良性協(xié)調(diào)的發(fā)展。