高新多功能组合式生态浮岛技术

高新多功能组合式生态浮岛技术

本高新技术涉及一种多功能组合式生态浮岛。

背景技术:

现有的生态浮岛在浮岛植物的种植和采收上较为繁琐,耗时耗力,本高新技术采用独立穴盆种植结构,方便植物的种植和采收。生态浮岛最大的效用是除去水体中的氮磷等营养元素,通过浮岛植物的生长,将水体中的氮磷等元素固定在植物体内,但自然条件下,浮岛植物生长缓慢,除去氮磷的效率有限,本高新技术通过提高植物的生长速率来提高除氮磷的效率,目前投入使用的生态浮岛多种植挺水植物,本高新技术通过添加沉水植物种植单元实现沉水植物与挺水植物的混合种植。另外,在风浪较大的江河中,尤其在一些恶劣天气的影响下,生态浮岛存在丢失的风险,本高新技术通过添加太阳能电池板板,安装定位装置来跟踪浮岛。

技术实现要素:

鉴于现有产品在实际应用方面存在的不足,本高新技术进行了改进和完善。

本高新技术的目的通过以下材料和技术实现:一种多功能组合式生态浮岛,包括十字形主体单元10,挺水植物种植单元9,沉水植物种植单元8,太阳能电池板3(12v50w),组合功能单元4,包括蓄电池(12v20ah胶体蓄电池)、gps定位系统(普通小型定位器gt02a12-24v200ma)和光控开关(kg-fdc12v≤25a),光控led植物生长灯5(12v12w全光源led)。所述十字形主体单元10包括四条浮臂,每条浮臂上都设置卡槽结构11用于连接挺水植物种植单元9。所述十字形主体单元10的中心位置安装太阳能电池板3和一个组合功能单元4(包括蓄电池、gps定位系统和光控开关)。所述太阳能电池板3通过一个与水平呈45°角度的支架固定在组合功能单元4,并通过电线(pv1-f16500v41a)连接在蓄电池上,储存电能为其他用电单元供电。所述十字形主体单元10的四条浮臂两侧各设置一排光控led植物生长灯5,浮臂内铺设电路系统。所述蓄电池、光控开关与光控led植物生长灯5构成闭合回路,多个光控led植物生长灯5之间并联。所述挺水植物种植单元9上设置穴孔2,所述穴孔2内间隔种植各类挺水植物。所述挺水植物种植单元9的最外围设置挂钩6,并通过挂线7与沉水植物种植单元8相连。所述沉水植物种植单元8主要结构为无纺布穴盆,无纺布穴盆内设置泥沙颗粒,用于固定沉水植物的根系。

所述浮岛的主体分为两部分,十字形主体单元10和挺水植物种植单元9,这两部分均由聚乙烯泡沫板组成,均由小的正方形单元通过卡槽结构11拼装而成,方便组装和拆卸。其中十字形主体单元10为80cm×80cm,挺水植物种植单元9为20cm×20cm。

所述太阳能电池板3通过支架与组合功能单元4相连,并与水平面呈45°,且固定角度不变。

所述光控led植物生长灯5可提供红蓝两种波长的光线,覆盖光合作用所需的波长范围。有研究表明,采用led照明,植物的生长速率、光合速率可提高20%。其原理是在夜间或光线昏暗条件下为植物补充光照,增加植物光合作用时长,提高生长速率。所述光控led植物生长灯5分布在十字形主体单元10四条浮臂的两侧,每个光控led植物生长灯之间相隔20cm,供电线路铺设在浮臂之上,所需电能由蓄电池供给,并通过光控开关控制电路,可在光线较暗和夜间环境下为植物补充光照。

所述穴孔2的结构为倒置圆台形,上孔直径为12cm、下孔直径为9cm、深度为9cm,并有与之大小匹配的穴盆。所述穴盆整体由聚乙烯材料制成,底部带有网状孔洞,使植物的根系能够透过孔洞伸入水面以下。所述穴盆内种植有挺水植物1,所述挺水植物1可采取不同植物间隔种植的方式,有利于提高水体中氮磷的吸收。

附图说明

图1为浮岛的侧面图;

图2为浮岛的俯视图;

图3为十字形主体单元平面图;

图4为十字形主体单元立体图;

图5为植物种植单元平面图;

图6为植物种植单元立体图;

图7为浮岛用电模块电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本高新技术进行详细说明。

本高新技术为一种多功能组合式生态浮岛,结构如图所示:主体由植物种植单元9和十字形主体单元10构成,种植单元9分为挺水植物种植单元1、2,以及沉水植物种植单元6、7、8。其中挺水植物1栽植在带网孔的穴盆2中,穴盆固定在浮岛上的穴孔内。沉水植物种植在设置无纺布的穴盆8中,通过挂线7和挂钩6连接在浮岛四周边缘处。在十字形主体单元10中心处安装太阳能电池板3和组合功能单元4,组合功能单元4由蓄电池、和光控开关组成。十字形主体单元10的四条浮臂两侧安置光控led植物生长灯5,并通过铺设在10上的线路连接到蓄电池和光控开关。

生态浮岛的种植单元9和十字主体单元10由聚乙烯材料制成,单元9和单元10之间通过卡槽11连接,可自行组装和拆卸,方便运输和布置,其大小根据水体实际情况而定。种植单元9上有上孔直径12cm、下孔直径9cm以及深度9cm的穴孔2,并配套有相同尺寸的穴盆8,穴盆8整体由聚乙烯材料制成,底部带有网状孔洞,使植物的根系能够透过孔洞伸入水面以下。由于穴盆8和穴孔2上下等直径圆柱形设计,保证了穴盆8既不会落入水中,也易于取出。穴盆8内种植挺水植物1,采用不同植物组合的种植方式,将有利于提高水体中氮磷的吸收。浮岛的四周设置有一排挂钩6,挂钩6固定在浮岛上,沉水植物单元通过挂线7连接在挂钩6上,挂线的长度可视水体的浑浊程度而定,要保证沉水植物在水面下能够接收到光照的深度以上。穴盆8关键设计在于内置无纺布包裹的沙粒和土壤,可以用于固定沉水植物的根系。沉水植物完全浸没在水面以下,其根部主要用于固定植株,叶部主要用于吸收水体中的氮、磷等营养盐,因此需要为沉水植物设置固定根系的装置。无纺布既可以透过水又能够留存大颗粒的沙粒和土壤,满足了固定沉水植物的要求。另外,将沉水植物单元6、7、8放置在浮岛四周的设计既有利于获得充足的光照,又方便沉水植物的布防和采收。沉水植物和挺水植物的配合种植大大提高了生态浮岛去除水体中氮、磷等营养盐的效率。

太阳能电池板3通过支架固定在浮岛的中心位置,并与组合功能单元4中的蓄电池连接,将光能转化为电能储存起来,为其他需电功能单元供电。组合功能单元4同样固定在浮岛的中心,共分为三个部分:蓄电池、gps定位系统和光控开关。蓄电池与太阳能电池板3和其他需电功能单元相连。光控开关控制电路,当光照强度高于阈值时,开关处于断开状态,当光照强度低于阈值时,开关处于闭合状态,为下游需电功能单元供电。光控led植物生长灯5排列在十字主体单元10的四条浮臂两侧,通过光控开关的控制在日间熄灭,并在夜间通电,为植物提供光照。此设计大大提高了光能的利用效率以及植物的生长效率,从而提高了生态浮岛除氮磷的效率。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本高新技术的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本高新技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本高新技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征:

1.一种多功能组合式生态浮岛,其特征在于:包括十字形主体单元(10),挺水植物种植单元(9),沉水植物种植单元(8),太阳能电池板(3),组合功能单元(4),包括蓄电池、gps定位系统和光控开关,光控led植物生长灯(5),所述十字形主体单元(10)包括四条浮臂,每条浮臂上都设置卡槽结构11用于连接挺水植物种植单元(9),所述十字形主体单元(10)的中心位置安装太阳能电池板(3)和一个组合功能单元(4),所述太阳能电池板(3)固定在组合功能单元(4),并通过电线连接在蓄电池上,储存电能为其他用电单元供电,所述十字形主体单元(10)的四条浮臂两侧各设置一排光控led植物生长灯(5),浮臂内铺设电路系统,所述蓄电池、光控开关与光控led植物生长灯(5)构成闭合回路,所述挺水植物种植单元(9)上设置穴孔(2),所述穴孔(2)内间隔种植各类挺水植物,所述挺水植物种植单元(9)的最外围设置挂钩(6),并通过挂线(7)与沉水植物种植单元(8)相连,所述沉水植物种植单元(8)主要结构为无纺布穴盆,无纺布穴盆内设置泥沙颗粒。

2.如权利要求1所述的一种多功能组合式生态浮岛,其特征在于:所述浮岛的主体分为两部分,十字形主体单元(10)和挺水植物种植单元(9)。

3.如权利要求1所述的一种多功能组合式生态浮岛,其特征在于:所述太阳能电池板(3)通过支架与组合功能单元(4)相连。

4.如权利要求1所述的一种多功能组合式生态浮岛,其特征在于:所述光控led植物生长灯(5)可提供红蓝两种波长的光线,所述光控led植物生长灯(5)分布在十字形主体单元(10)四条浮臂的两侧,供电线路铺设在浮臂之上。

5.如权利要求1所述的一种多功能组合式生态浮岛,其特征在于:所述穴孔(2)上孔直径为12cm、下孔直径为9cm、深度为9cm,并有与之大小匹配的穴盆,所述穴盆整体由聚乙烯材料制成,底部带有网状孔洞,所述穴盆内种植有挺水植物(1),所述挺水植物(1)可采取不同植物间隔种植的方式。

技术总结
一种多功能组合式生态浮岛,其特征是通过太阳能电池板和蓄电池为其他用电元件持续供电,GPS定位系统实时定位报告位置信息,以防浮岛在恶劣风浪条件下丢失。此浮岛可以同时种植挺水植物和沉水植物,并且通过添加夜间LED灯的方式,在夜间和昏暗条件下补充光照,大大提高植物光合作用时长,提高植物生长速率,更为高效地去除水体中氮磷等营养盐。浮岛整体由多个单元组合而成,方便组装和拆卸,并且可以根据需要添加其他功能单元,实现生态浮岛的多功能化。

技术开发人、权利持有人:高天珩;赵占伟;朱雪霞;贾煊赫;许保林;张向磊

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