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1、10申请公布号CN102561257A43申请公布日20120711CN102561257ACN102561257A21申请号201210047150922申请日20120228E02B3/0220060171申请人福建工程学院地址350108福建省福州市闽侯大学城学园路3号（福建工程学院电子信息与电气工程系）72发明人不公告发明人54发明名称城镇内河的生态河床及其制作方法57摘要本发明是在城镇内河上进行清淤10、冲洗11、暴晒12、垫铺细沙13、垫铺细石子14、垫铺生态河泥15后所创建的人造生态河床7，营造了生物降解与生态治污净水所必需的环境；恢复种植河流两岸储水湿润带1、2的湿身植物和河道。
2、两边浅水滩3、4的挺水植物，河内浮床5的水上植物与河底6的沉水植物以及河内所引进的鱼类物种。在打开内河水闸8引进外河水源时，河水绕市区内河流动的过程中，河内庞大的生物群落，为了各自的繁衍生息，自觉地、不断地进行着自然界的生态循环，从而达到净化内河水质和修复原污染河床的目的，净水后的河水从内河另一端9流出至外河。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页1/1页21一种在城镇内河上进行清淤10、冲洗11、暴晒12、垫铺细沙13、垫铺细石子14、垫铺生态河泥15后所创建的人造生态河床7，在河流两岸储水湿润带1、2，。
3、河道两边浅水滩3、4，河内浮床5与河底6所引进的水生生物，在自然界的生态循环中净化了水质，其主要特征在于当打开内河水闸8引进外河水源时，河水绕市区内河流动的过程中，河内庞大的生物群落，为了各自的繁衍生息，各物种自觉地参与了自然界的生态循环达到净化内河水质的目的，净水后的河水从内河另一端9流出至外河。2根据权利要求书1的要求，其特征是河道在清淤、清洗、暴晒后，然后依次铺上沙、石、淤泥所构成的生态河床，在其上所引进相应的生物群落构成了自然界的生态循环系统，不仅起到治污、净水的效果，还修复了原污染的河床。3根据权利要求书1的要求，其特征在于内河底部最上端用生态淤泥铺垫、生态淤泥的下面用细石子铺垫、细。
4、石子的下面用细沙子铺垫。4根据权利要求书1的要求，其特征在于生态淤泥采用外河无污染的河泥或地下井里抽上来无污染的淤泥。5根据权利要求书1的要求，生态淤泥铺垫高度典型值为25厘米，细石子铺垫高度典型值为5厘米，垫铺细沙子的高度典型值为6厘米。6根据权利要求书1的要求，细石子与细沙子的菱边最长距离典型值分别为115厘米和01厘米。权利要求书CN102561257A1/5页3城镇内河的生态河床及其制作方法技术领域0001本发明涉及一种城镇内河治污的环境保护工程，设计出适合城镇内河生态自净所需的环境空间；以及推出城镇内河的生态河床净水原理及其制作方法；本发明还创建了内河净水、修复河床所需的生态循环系统。
5、，护河治污可做到一次投资、永久受益。背景技术0002随着工业的发展，世界各国都面临着城镇内河污染日趋严重的态势，治理方法各有奇招，但其效果不容乐观。有的城市内河改造在部分已完工的项目中，有的采用混凝土浇铸而成，有的采用石头或鹅卵石铺垫等方法，这样做虽然可以减少河水及土壤中的污染物渗入河体，但另一方面混凝土、石头以及鹅卵石上无吸附污染物的功能、也不容易生长各种生物，削弱了水体的自净能力，滚滚的污水冲向外河，加深了水资源的污染，也增加了饮用水的治污成本。0003现有生态河床已公开技术中查询到有的采用碎石、建筑垃圾、粘土颗粒以及土壤等为材料制作，分为炉渣层、泥炭层和土壤层。虽然从某种程度上说短时间内。
6、或许会起到一定的生态治污效果；但从长远来看，因建筑垃圾不乏含有建筑用胶、涂料、油漆等，这些物质不仅是难以生物降解的高分子聚合物材料，还含有有害的重金属元素。这些废弃物被埋在地下，轻则其释放出来的物质会造成地下水的污染，直接危害到周边居民的生活；重则即使将建筑垃圾集中填埋于非河道的地下，由于建筑垃圾属性与土壤不同，还会使填埋区域的地表产生沉降和下陷，要经过相当长的时间才能达到稳定状态。因此建筑垃圾填满于河道，作为河底的基质垫层进行铺设，不管其用量多与少，总会对河道造成或多或少的二次污染，不利于水生生物的繁衍生息，更不适合于生态循环所需的环境。0004现有生态河床已公开的技术中还查询到垫铺河底通道。
7、底层物质有的是采用圆形小砾石，小砾石上有中砾石，中砾石上有粗砂，此举做法空隙大，难以起到隔离原污染河底的作用；由于砾石的间隙大部分空间被粗砂占据，土壤上的植被根系难以延伸、生长。有的则用无纺面料包裹植生基质，经压板机、成型机制成毯状，外面包裹一层尼龙网，形成植生型生态毯等，这些技术虽然对局部区域治污会起到一定的效果，但难以形成整个内河生态治污所需的环境。0005生态河床已公开的技术或已实施的项目工程中，其一还未查询到对内河河底进行全面系统的清淤处理、根除污染源等技术；其二还未查询到能全面启动内河生态循环治污所需的外部环境、真正做到生态治污、自净水质。因此现有内河治污的环境工程也总是在反反复复中。
8、进行，无法做到一次投资，永久受益，这是现有技术的缺陷之所在。发明内容0006本发明克服了现有生态河床治污的技术缺陷，提供根除污染源的全套技术，循序渐进地提供内河生态河床的制作方法；构建内河生态大循环所需的各区域生态小循环的框架，设计出内河不同区域生态小循环所需的各种外部环境和生物物种，最终真正达到利用说明书CN102561257A2/5页4生态循环来修复内河、净水治污的目的。0007本发明是在城镇内河上采用无污染的原生态材料细沙、细石子、淤泥所创建出一种人造生态河床，营造生物降解与生态治污所需的环境，恢复河流两岸储水湿润带和河岸水边植物以及河内、河底多样性的生物群落，不断地进行着自然界的生态循。
9、环来净化水质，达到呵护内河的目的，永久性地实现“内河水质清澈见底、鱼虾欢快畅游，沿岸落英缤纷、鸟语花香”的景象，尽显人与自然的和谐与统一。附图说明0008图1为人造生态河床及其净水生态循环系统示意图，图2为人造生态河床的横断面图。具体实施方式0009本发明创建城镇内河生态河床的前提条件是必须把所有直排内河的污水管彻底改道至城市公共污水管网中，从源头上根除了污染源。0010以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。0011参照图1，在城镇内河上按以下步骤进行清淤10、冲洗11、暴晒12、垫铺细沙13、垫铺细石子14、垫铺生态河泥15后构成的人造生态河床7，营造了生物降解与生态治污净水所必需的环境；。
10、恢复种植河流两岸储水湿润带1、2的湿身植物和河边浅水滩3、4的挺水植物，河内浮床5的水上植物以及河底6的沉水植物。在打开内河水闸8引进外河水源时，河水绕市区内河流动的过程中，从岸边陆地、河水、河底淤泥以及在其上的各种生物等为了各自的繁衍生息，自觉地参与了自然界的生态循环，同时在不断地净化水质，净水后的河水从内河另一端9流出至外河。0012参照图2，紧贴河底的细沙层18、在其上先铺上细石子17后再铺上生态淤泥16构成了生态河床沙、石、淤泥的结构，细沙可起到隔离原污染的河底土壤与生态淤泥之间的直接链接，起到缓冲区的作用，由于沙、石与河底土壤的属性相近，河床在生态循环过程中，随着时间的推移，河底原污。
11、染物毒性会慢慢减弱，最终达到内河水质清澈见底，到那时整个河床将融为一体，达到修复原污染的河床；细石头一方面起定位河床不会随着水流而变动，另一方面由于细沙的微小空隙、细石头彼此间的空隙会让部分少量淤泥渗透其间，给沉水植物的根系延伸创造了条件，在细石头的重力作用下，起到定位河底植物不会随波逐流，便于各种生物在其上繁衍生息，给自然界生态循环创造了稳定的空间。0013内河水质生态净化全过程生态河床上的生态河泥，指外河无污染的河泥或地下井里抽上来无污染的淤泥，是一种由有机物（如树木枝体）残片、微生物（如无害细菌菌体）与悬浮物质、无机颗粒（如二氧化硅）、胶体物质等组成极其复杂的非均质体茶褐色或浅灰色的絮凝。
12、体。0014有机污染物对生态河泥中的微生物来说就是营养质，微生物能与污水里的有机物等污染物发生生化反应，生成无害的物质，这就是所谓的生物降解效应。0015生态河床的水质自净原理其一生态河泥能吸附和降解河水中的部分污染物，不仅能使内河水质更清，而且河泥中富含的微生物对水生生物提供了及其丰富的营养物质，以利于水生植物、浮游生物的繁衍生息；水中藻类及水草植物能吸附河水中的氮、磷、氨氮说明书CN102561257A3/5页5等污染物；河岸边的水生植物，能吸附雨天沿路边倾泻而下的部分污水，同时又是蛙类等动物的天然栖息地；水中的鱼、虾能吃掉水中的浮游微生物（包括藻类的种子），使藻类不会无节制的繁殖，不会造。
13、成水面透光率降低而导致水体溶解氧量下降而影响水质。0016成年青蛙在岸边草丛中嬉戏、觅食，浮游植物、蚊虫的幼卵、蛙卵是鱼的上等饲料，鱼的排泄物又成为水中微生物的饲料，而水中微生物又是虾的食物，这样不断地进行着良性的生态循环，起着不断净化水质的作用，使内河的水质越来越好。0017生态河床制作方法2008年在蚊虫孳生的地方制造出的生态河床（1）清淤把污泥（微生物的尸体以及重金属沉淀物等污物）全部挖走集中填埋，制造出长6米，宽25米，深15米的模拟生态河床，污泥运走后，整个河面应为一个平面。0018（2）冲洗确保污泥清除干净后，将“河床”围起，对“河床”的两壁及河底残余的污染物用内接自来水的高压水枪。
14、进行清洗，清洗粘在河壁、河底上的污物，以便日后做为水生植物、鱼类的温床；对清洗出的污物应全部抽出流入城市污水管网中。0019（3）暴晒河底抽干后暴晒在太阳光下2周以上，进行天然紫外线消毒。0020（4）垫铺细沙子河底历经清淤、冲洗、暴晒后，铺上细沙后夯实，沙子夯实后其高度经验值达6厘米，细沙菱长的最长距离应小于或等于1毫米，细沙铺成后，整个河面应为一个平面。0021（5）垫铺细石子在沙子上方铺上细石子并夯实，其高度经验值达5厘米，细石菱长应介于105毫米之间，细石子铺成后，整个河面也应为一个平面。0022（6）垫铺生态淤泥在细石子上方铺上一层生态河泥，其高度经验值达25厘米，河泥铺成后，整个河。
15、面应为一个平面。0023本发明适合于对污染严重的内河，而对于新建城区等污染不严重的内河不必用沙石隔离，按上述（1）（3）的方法处理后，直接在其上垫铺生态河泥不低于25厘米即可。0024本发明适合于水流流速较缓慢的河道，对于水流湍急或水流流势有一定落差的河道、河段中，应根据实地勘探情况，可适当加大石子、沙子的单粒体积以及它们的数量，同时在选择生态淤泥时，此河段可采用粘度强的淤泥；也可在河道里每隔一段距离从河底的横断面围起一个石头小护栏，护栏的下方相对流速趋缓处彼此间还要错开设置一些小洞，便于水下生物的繁衍生息，护栏的高度略高于淤泥面即可，这样即可防止淤泥被冲走，又可保证河道的畅通。0025（7）。
16、引入外江河水本发明实例所创建出的模拟生态河床是引入天然雨水来代替外河江水，模拟制造出一款“生态河床”，后又到偏远农村收集到对水质敏感的野生青蛙蛙卵20只和20只野生泥鳅放入池塘中，均已全部健康成长并不断地繁殖，现已成为青蛙、泥鳅的乐园，月光下的人造模拟生态河床，水质清澈，水上的植物倒影如墨，水中蛙声阵阵，此起彼伏。说明书CN102561257A4/5页60026内河净水、修复河床的生态循环系统在生态河床的立体空间上构建内河净水生态循环系统，在河内引进些多样性的生物群落，适宜本地生长的浮游生物如青蛙、虾、金鱼、非洲鲫鱼，鲢鱼等；在河岸边、浅滩、河底以及生态浮床上适当地种植些既适宜当地生长又具有观。
17、赏性的植物，引进的所有单一植物物种不得太多、繁殖过快而成为外来入侵植物。因此频临灭绝、四季常绿的植物应予以优先考虑，让植物回归大自然。鱼类代谢排放的氮、磷等营养物被河内的植物吸收，特别是河底植物得以生长的同时其根系也在不断的延伸，到一定时候就会穿过细石与细沙层进入河底土壤层，此时原被污染的土壤层其毒性也在减弱，水下植物根系在继续的延伸，通过植物的吸收，被污染的土壤层的毒性就会越来越弱，最终达到完全修复原污染的河床；水生植物同时又庇护着鱼类，进行着良性的生态循环，达到美化护河、净化水质的功效。0027在生态河床的立体空间中，适当地引进些上述所描述的适宜本地生长的水生生物，这样就提供了生态循环所需。
18、的各种因素。河水在流动过程中，沿途经历了淤泥、鱼类生物群、植物等共同参与了生态循环；在物理、化学、生物的三重效应共同协调作用下，污染物历经了土壤的吸附、沉淀、微生物降解、植物根系吸收等过程，水质不断地得到了净化，呵护了内河，成为一道城市内河生态治污独特亮丽的风景线。0028（1）浮床的净水生态循环系统生态浮床由四个部分组成，即主体框架、植物种植基质、水下固定装置和水生植物植被。框架采用空心UPVC管材，牢固且浮力大。植物生长水下固定装置的载体为尼龙网，耐水性强、质轻耐用，为植物生长提供了稳定适宜的空间。浮床上的水上植物为景观效果好、适应当地生长能力强的品种，如鸭舌草、黄花鸢尾、花叶芦竹、睡莲以。
19、及荇菜等。0029A、生态浮床对水体的净化作用，水生植物在河床下的水体中产生一个很大的植物根系浓密网，能吸附水体中大量的悬浮物。在发达的植物根系里形成一个强大的生物膜，通过生物膜中微生物的代谢活动，成为植物的营养物质，在水面上叶子的光合作用下，促进了植物的生长，人们通过采摘、收割浮床上植物的果实等行为，来控制浮床上植物的密度，确保水体的通光率。0030B、生态浮床通过遮挡部分阳光来抑制藻类植物的光合作用，以减少浮游植物生长量，间接地保护了水质。0031C、生态浮床上的植物可供鸟类栖息，鸟的排泄物又是浮床植物和水中鱼类的营养物质，浮床下部的植物根系是鱼类和水生昆虫等的生息环境。生态浮床区域形成了。
20、一个水体生态小循环，在一定范围内实现了水体的自我净化功能。0032（2）建立岸边植物护河的间接净水生态循环系统在河岸的两侧储水湿润带和河岸水边有选择性地种植些适宜本地生长且又可供观赏性的湿身植物，如美人蕉、芦苇、香蒲、再力花、灯芯草等植物。这些植物一方面是鸟类与蛙类动物的天然栖息地，同时又会吸附雨水从路面冲刷下来的部分污染物；鸟的排泄物促进了植物的茁壮成长，植物在光合作用下吸收二氧化碳、释放出氧气的同时净化了内河空气，也增大了蛙类动物的生存空间，使蛙类动物繁殖加快，而蛙类动物又是鸟的美味佳肴，如此不断地进行着陆地生态小循环，起到间接净化水质的效果。0033（3）创建河底绿洲的净水生态循环系统创。
21、建河底绿洲应根据当地的气候、水质、河底土质等诸多情况，进行小规模试种，在靠说明书CN102561257A5/5页7近河道两边浅水滩上种植些挺水型植物。挺水型水生植物植株高大，花色艳丽，绝大多数有茎、叶之分，直立挺拔，下部或基部沉于水中，根或茎扎入泥中生长发育，上部植株浮出水面。挺水型植物种类繁多，如荷花、千屈菜、菖蒲、水葱和梭鱼草等。0034而在河底，同样也要根据实际情况，尽量多引种些适宜鱼类生存的植物，如引种些沉水植物苦草、密齿苦草、水车前、金鱼藻和眼子菜等。当小规模种植经过时间考验，真正获得成功后，方可大面积的种植，实现所谓的“河底绿洲”。0035上述这些植物，在水中微弱太阳光的作用下，能。
22、吸收环境中的二氧化碳，释放出氧气，同时还能吸收水体中许多有害元素，如氮、磷、氨氮、重金属及有机污染物。由于水体中含氧量的增加，增加了鱼类的存活率，而植物间的空隙是鱼类绝好的栖息地，部分落叶又是鱼的上等饲料，从而加快了鱼类的生长与繁殖力度，鱼的排泄物又促进了水底植物的生长，不断地进行着河底绿洲净水生态小循环。从而大大消除了污染，净化了水质、改善了水体质量。0036引进水生生物具体实施措施（1）各地的气候、土壤、水质各不相同，因此在引种植物时，切不可搞一刀切，因地制宜地进行试种，各地域试种成功后再全面铺开。如先在河道的上、中、下游各取100米的河长进行试种试验；对岸边、浅水滩、浮床、河底四个区域，。
23、各区域所对应可种植的植物类别分别为湿身植物、挺水植物、水上植物和沉水植物，各区域分别选取所对应类别植物物种中的一种在各自地域上分别按4株/平方米、4株/平方米、6株/平方米、3株/平方米的密度进行种植，种植一批成活后，按同样的方法再种植另一批不同区域不同品种的植物。种植植物观测期不低于一年，待一年种植成功后，选择出相对最具有生命力、最具有观赏性的多品种植物来，方可进行中规模地推广并适当地予以密植，两年过后方可大面积推广。0037（2）当内河水质净化后，即可循序渐进、适当引进些适宜当地生长不同品种的水生鱼类、蛙类等物种。0038（3）对河床上引进所有物种的生物，要派专人管理，注意观测，记录好他们的繁衍生息情况，以便日后分析比较。0039本发明构建了内河各区域的生态小循环所需的外部环境和不同的生物物种，它们为了各自的繁衍生息，自觉地、不停地履行着各自的“职责和任务”，进行着生态小循环，这些小循环所有物种“各司其职”后，自然地就汇集成了规模化的内河生态大循环，从而不断地净化水质，达到一次投资、永久受益。0040本发明虽不限于上述实施方式，但对于本领域普通技术人员或专业人士而言，对上述实施方式所做出的任何显而易见的改进或变更，本发明都不求予以保护，希望更多的人士共同参与环保事业，共同把我们的地球家园保护好。说明书CN102561257A1/1页8图1图2说明书附图CN102561257A。