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摘要：本文针对近海河道水流速度大、风浪大、水质腐蚀性强的特殊情况，研究并制定了沉重式自动升降水生植物生态浮岛固定技术，具体包括：特制自动升降装置、预制沉重装置及水下整平技术、水生植物根系保护技术，经实际工程应用证明适用于近海河道，该技术可为其他近海河道景观生态浮岛建设提供参考及技术支持。随着我国各大城市的河涌综合治理，该技术存在广阔的应用空间，值得在全国范围中推广使用，具有非常好的应用前景。
关键词：沉重式、自动升降、生态浮岛、固定技术
引言
人工生态浮岛具有净化水质、美化水面景观、提供水生生物栖息空间及进行环境治理等多种功能，在治理污水的同时又获得了一定的经济价值。目前国内外的研究及示范工程主要集中在对水生植物生态浮岛的净化作用的研究，对浮岛固定技术的研究鲜有报道，且研究的水域多为湖泊、水库、小河等水流速度小、风浪小、水腐蚀性小的水域，本文针对近海河道水流速度大、风浪大、水质腐蚀性强的特殊情况，研究并制定了沉重式自动升降水生植物生态浮岛固定技术，经实际工程应用证明适用于近海河道，本文的研究成果可为其他近海河道景观生态浮岛建设提供参考及技术支持。
一、特制自动升降装置
1.1技术原理
通过设置倒置的特制自动升降装置，将浮岛整体精确、牢固限位于设计要求的摆放位置，浮岛可随水位涨落自由上下浮动。实现了保护水生植物在水位上涨时不被淹没、水位下降时不脱离水面。且该技术的钢管、沉重物等结构构件均藏于水面以下，不影响浮岛造型。
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图一、特制自动升降装置设计
1.2使用特制自动升降装置的优点
①限位作用。可控制浮岛与河岸的距离保持在设定值，可有效遮挡河岸污渍，形成景观效果，可防止植物与河岸摩擦损坏，有利于植物生长。
①浮岛结构稳定耐用，保证浮岛不被风浪吹走，且可防止浮岛被风浪打翻。
②浮岛整体可随水位高度自动升降，保证植物不被淹没，可防止因水位降低时浮岛架空于水面造成水生植物缺水死亡。
③通过设置特制自动升降装置防脱节限位装置，以及特制自动升降装置长度最高水位时重叠部分富余量计算设计，可防止在水位涨幅超过最高水位时伸缩杆之间脱节，起到了双保险的作用。
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图二、自由伸缩钢管防脱节限位装置
④钢管、沉重物等结构构件均藏于水面以下，不影响浮岛的景观造型。
⑤通过大管套小管的方式进行伸缩，管与管之间有富余量，可不必精确调整钢管的垂直度。
⑥对软质河床及硬质河床均可适用，特别适用于河底不平整的硬质河床，适用范围十分广泛。
⑦施工过程不破坏原有河岸、河床结构，施工简便，施工速度快。
二、预制沉重装置及水下整平技术
2.1技术原理
通过先在河床底部铺设花岗岩碎石并水下整平，后放置预制混凝土板块作为沉重物，可避免在硬质河床钻孔施工，且有效保证钢管垂直度。施工过程不破坏原有河岸、河床结构，施工简便、高效。
预制沉重装置的设计，依据整体抗风抗滑移计算得出的混凝土板的重量、河床底部地形地貌等因素，将预制沉重装置设计为2.6（长）*0.9（宽）*0.2（厚）的板状。为方便运输，将一小段钢管（而不是整根钢管）浇筑时预埋于混凝土中，运输到施工现场后再通过不锈钢螺丝连接预埋钢管与下段钢管。为吊装方便，在预制混凝土板底部两个方向均配有钢筋，且在预制混凝土板的四个角预埋钢筋吊环，混凝土采用C25快硬混凝土，节省制作预制混凝土板的硬化等待时间。
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图三、预制沉重装置示意图
2.2水下整平技术
为解决原有的硬质河床不平整，导致安放预制沉重装置后，特制自动升降装置不垂直于水面的问题。本项目技术采取了在安放预制沉重装置前，水下铺设花岗岩碎石找平的方法。水下整平技术难度在于：水上施工作业、水下看不见摸不着，水下找平难度大。具体施工步骤如下：
①运输船在整平前，应在设计的预制沉重装置位置上横向驻位。
②船上花岗岩碎石通过挖掘机挖斗向水下运送。
③用挖掘机水下铺花岗岩碎石应分层进行，每次铺土厚度不大于10cm，每层铺土后，先将铲斗翻转，斗齿向下，配合大小臂操作，利用挖斗将地表面刮平。然后将铲斗放平进行“扫平”或是“压平”，物料不足的时候还需要使用物料进行填补，物料多余堆积时，及时装载到其他位置。
④将座钉尺立在初步整平后的水下花岗岩碎石上，根据座钉尺的垂直情况检查水下花岗岩碎石的找平情况。
⑤若座丁尺尚未垂直，将座丁尺取出水面，用挖掘机反复多次“扫平”或“压平”，重新立座丁尺检查，直至水下铺设的花岗岩碎石表面平整度符合要求。
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图四、利用座钉尺找平
三、水生植物根系保护技术
3.1技术原理
通过在浮岛下安装密目聚酯网，并采用PVC管形成架空的水下空间，能有效防止鱼类吃掉水生植物根系，保护了水生植物，且不影响鱼类的正常繁殖，有利于水生植物与鱼类共生共荣。
水生植物的根系是鱼卵的孵化基地，鱼卵受精后要附着在水生植物的根系或水中的倒斜的树枝上。若无水生植物及水中的倒斜的树枝，受精卵则会沉没于水底。由于水底氧气含量低，会导致受精卵因缺氧而不能成活。所以在鱼的繁殖季节，水中的植物丛中鱼会特别多。对于直接种植在河道内的水生植物，如何保证不影响植物对鱼类的有益作用，又可避免河道中的鱼类啃食水生植物的根系？
本项目技术通过在浮岛下安装密目聚酯网，通过控制聚酯网的网孔尺寸，选用规格为1400目的聚酯网，以便孵化后小鱼可以游出架空的水下空间，而大鱼不能游进网内啃食水生植物的根系。使得水生植物的根系发达，保护了水生植物。有利于水生植物与鱼类的共生共荣。
3.2构造方式
为防止河中鱼类啃食水生植物根系，浮床组合完成后，下水前。在浮床下挂密目聚酯网，并采用以下两种措施之一形成架空的水下空间。
①在流速平缓的河道，可在密目聚酯网内沿着网面弧度间隔一定距离绑扎砖块作为沉坠物，把密目聚酯网沉向河底，以形成架空的水下空间。此方式经济适用，操作简便。适用于流速平缓的河道。
②在流速较急的河道，为防止因河水的流动使得靠近浮床外延的聚酯网便移，导致水下空间减少，靠近浮床外延的水生植物根系被鱼啃食掉。采用PVC管弯曲成弧线，撑开密目聚酯网，以形成架空的水下空间。此方式结构稳定，适用范围广。对缓流、急流的河道均可适用。
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图五、形成架空的水下空间方式一
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图六、形成架空的水下空间方式二
密目聚酯网与浮床之间通过扎带绑扎连接，且每间隔5米设置一张密目聚酯网与浮床采用挂钩连接，以便定期检查时，把一些滞留在网内由小鱼长成大鱼而不能自主游出架空水下空间的鱼催赶出水下空间，保证水下空间没有大鱼生长，保护了水生植物生长。
3.3水生植物根系保护技术效果
在浮岛下安装密目聚酯网，通过形成架空的水下空间，可达到以下效果：
①大鱼类不能穿过密目聚酯网，不能啃食水生植物的根系，保护了水生植物，使得水生植物的根系发达。
②鱼卵、小鱼等能自由进出密目聚酯网，不影响鱼类的正常繁殖，有利于水生植物与鱼类的共生共荣。
③水生植物的根系能够直接接触水体，能吸附水中的颗粒悬浮物，也为微生物的生长提供了场所，好氧微生物和厌氧微生物共同发挥作用，降低水中的氮、磷、有机物的含量，达到净化水质的目的。
四、结论
本研究针对近海河道景观水流速度大、风浪大、水质腐蚀性强的特殊情况，研究并制定了沉重式自动升降水生植物生态浮岛固定技术，该技术可控制浮岛整体精确限位于设计要求的摆放位置，有效遮挡河岸污渍。可防止植物与河岸摩擦损坏，有利于植物生长。浮岛整体可随水位高度自动升降，保证水位上涨时植物不被淹没，水位下降时浮床不会折断、植物不会脱离水面。浮岛结构稳定耐用，保证浮岛不被风浪吹走，且可防止浮岛被风浪打翻。所采用的钢管、沉重物等结构构件均藏于水面以下，确保不影响浮岛造型。对软质河床及硬质河床均可适用，特别适用于河底不平整的硬质河床，适用范围十分广泛。施工过程不破坏原有河岸、河床结构，施工简便，施工速度快。能有效防止鱼类吃掉水生植物根系，且不影响鱼类的正常繁殖，有利于水生植物与鱼类的共生共荣。随着我国各大城市的河涌综合治理，该技术存在广阔的应用空间，值得在全国范围中推广使用，具有非常好的应用前景。
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