[实用新型]水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置

说明书

水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置及应用，包括以下步骤：(1)构建实验所需的波浪水槽，该模拟装置一端设有推波器，通过推波板模拟产生水体水利扰动，使产生波高能达到所模拟实验所需距离及高度。(2)装置的另一端设有模拟构造的水陆交错带体系，对其岸坡基底地形改造，形成沟槽和凹坑，结合多孔材料构建新型岸坡。(3)在岸坡基底上搭配种植植物形成植物群落。(4)可模拟不同污染程度的地表水体的水质，筛选净化效果较好的植物，并优化植物群落，构建净化效率高的水陆交错带体系；可投加微生物菌剂研究微生物菌剂与植物作用关系以及促进水陆交错带体系对氮磷去除作用效果。

技术领域

本实用新型属于地表水生态修复技术领域，具体涉及一种水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置

背景技术

当前已有相当数量的地表水体低于Ⅲ类水标准，污染物浓度水平高，使得水生态系统失调，功能作用衰退，并制约生态文明的建设。据2018年《中国生态环境状况公报》数据显示，在对全国地表水监测的1935个水质断面中，低于Ⅲ类水标准的地表水体占29％，一些监测点存在重金属、有机污染物超标现象。在对107个重要湖泊营养化监测中，有29％湖泊处于富营养化状态，61.7％中营养化状态。如果不对地表水环境加以治理保护，在人为因素影响下会加快地表水体恶化速度，因此地表水环境治理形势依旧严峻。

水陆交错带又称为湖滨带，是连接陆地系统与湖泊系统的枢纽，保护地表水体生态环境的一种天然屏障，不仅拦截过滤外来污染源，还能净化水体内污染源改善水质，可有效治理水体。现有的水陆交错带恢复建设和生态保护探索中，主要对水陆交错带植物群落优化结构、建立湿地系统、岸坡基底改造等来拦截外来污染源以及防砂护坡。水陆交错带岸坡构造多采用石砾、沙粒等传统材料，结合新型多孔材料对岸坡基底重组改造应用较少，并且直接采用工程措施对实际水陆交错带应用，未建立模拟装置探究其功能效果，缺少实际应用前的效果评价。

为此在原有水陆交错带基础上结合水力学、材料学、生态学等设计一种水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置，可用于筛选去除污染物效率高的优势植物并优化植物群落，完善水陆交错带体系净化功能；研究微生物菌剂对水陆交错带体中的促进作用；可模拟构建不同水域的水陆交错带来治理改善水体环境。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于设计一种水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置及应用

本实用新型目的可通过以下技术方案来实现

水陆交错带污染物捕集和植物群落消减模拟仿真装置及应用，主要由波浪水槽构筑物系统和构建的水陆交错带体系构成。该模拟装置一端设有推波器，装置的另一端设有模拟构造的水陆交错带体系，包括模拟岸坡基底，岸坡基底上设置多孔材料组成的沟槽和花盆，沟槽填充网袋包裹多孔材料层，沟槽中设置的取水PVC管，花盆里填充硅基多孔陶瓷材料颗粒和土壤混合体，以及种植陆岸植物和挺水植物植物构成植物群落。

所述的波浪水槽主体构筑物尺寸根据水陆交错带、地表水水区实际大小范围以及能有效合理满足实验需求设定，该水槽为上端开口的长方形槽体，长度为15～25m，宽度为3～6m，深度为1～3m，水槽内装填有0.5～1.5m深的污染的地表水体。所述的推波器位于模拟地表水水域处的波浪水槽构筑物宽边A处，所述的推波器的推波板与所述的波浪水槽构筑物长边垂直、宽边平行，推波板长边二侧距离对应的所述的波浪水槽构筑物长边的二侧分别为5～10cm，朝向所述的波浪水槽构筑物另一宽边B，所述的推波器模拟水体水利扰动产生的波浪周期为0.3～5s，工作时间为6～12h，分成2～4次运行，每次1～6h，相邻二次运行间隔1～3h，可模拟水体水利扰动于推波板处产生5～30cm的波浪向宽边B移动，并且在破浪因素下移动距离最远达到水陆界面最远的沟槽以上。