湿地净化技术-人工浮岛

　1. 浮岛的构造

　　1、1 构造分类

　　从大的方面分，人工浮岛可分为干式和湿式两种。水和植物接触的为湿式，不接触的为干式。干式浮岛因植物与水不接触，可以栽培大型的木本、园艺植物，通过不同木本的组合，构成良好的鸟类生息场所同时也美化了景观。但这种浮岛对水质没有净化作用。一般这种大型的干式浮岛是用混凝土或是用发泡聚乙烯做的。湿式浮岛里又分有框架和无框架，有框架的湿式浮岛，其框架一般可以用纤维强化塑料、不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等材料制作。据统计到目前为止湿式有框架型的人工浮岛的施工事例比较多，占了7成。无框架浮岛一般是用椰子纤维编织而成，对景观来说较为柔和，又不怕相互间的撞击，耐久性也较好。也有用合成纤维作植物的基盘，然后用合成树脂包起来的做法。

　　1、2 植物栽培基盘

　　植物栽培基盘用椰子树的纤维、鱼网之类的材料和土壤混合在一起使用的比较多，由于装入土壤会增加重量且促进水质恶化，目前使用的比较少，只有20%左右。

　　1、3 大小和形状

　　一块浮岛的大小一般来说边长1～5m不等，考虑到搬运性、施工性和耐久性，边长2～3m的比较多。形状上四边形的居多，也有三角形、六角形或各种不同形状组合起来的。以往施工时单元之间不留间隙，现在趋向各单元之间留一定的间隔，相互间用绳索连接（连接形式因人工浮岛的制造厂家的不同而各异）。 这样做的理由有四：①可防止由波浪引起的撞击破坏；②可为大面积的景观构造降低造价；③单元和单元之间会长出浮叶植物、沉水植物，丝状藻类等也生长茂盛，成为鱼类良好的产卵场所、生物的移动路径；④有水质净化作用。

　　1、4 人工浮岛的水下固定设计

　　人工浮岛的水下固定设计是一个较为重要的设计内容，既要保证浮岛不被风浪带走，还要保证在水位剧烈变动的情况下，能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞。以前日本在研究海洋的浮防波堤的时候，曾对水下固定部分的安全性提出过怀疑。而人工浮岛的设计是以湖沼为对象，象琵琶湖、霞浦这两个湖泊属最大规模的项目，和海洋比较起来设计外力仅为海洋的1/10，所以参考过去海洋建筑物及沿岸设计进行琵琶湖、霞浦这两个湖泊的人工浮岛的水下固定计算，得到了安全可靠的计算结果。水下固定形式要视地基状况而定，常用的有重量式、锚固式、杭式等。另外，为了缓解因水位变动引起的浮岛间的相互碰撞，一般在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子的做法比较多。

　　1、5 布设规模

　　人工浮岛的布设规模因目的的不同，规模也不同，到目前还没有固定的公式可套。研究结果表明提供鸟类生息环境至少需要1000m2的面积，若是以净化水质为目的除了小型水池以外，相对比较困难，专家认为覆盖水面的30%是很必要的，若是以景观为主要目的的浮岛，至少应在视角10°～20°的范围内布设。

　　1、6 人工浮岛的造价

　　为了恢复一度失去的自然，其费用是很大的，经过对近些年的施工事例的调查，造价在10万日圆/m2的比较多，不过最近也有每平米几万日圆做下来的。在国外比如美国，使用的是再生材料，其造价每平米不到1万日圆。

　　日本也好，美国也好，人工费相对比较高，只要是经过加工的材料、物品，其价格也会相应提高很多，我国和日本、美国的国情不一样，他们的造价只能作参考。

　　2. 人工浮岛的水质净化机能及效果

　　人工浮岛的水质净化的定义因目的、对象的不同而有所不同，人工浮岛的水质净化主要针对富营养化的水质而言的，通过减少COD（化学需氧量）、氮、磷的浓度来抑制赤潮的发生提高水的透视度为目的。它的净化机理基本上与湖沼沿岸植物带的水质净化机理相似。根据有关研究资料，湖沼沿岸植物带的水质净化要素由以下7个：1. 植物茎等表面对生物特别是藻类的吸附，2. 植物的营养吸收，3. 水生昆虫的摄饵、羽化等，4. 鱼类的摄饵、捕食，5.防止已沉淀的悬浮性物质再次上浮，6. 日光的遮蔽效果，7. 在湖泥表面的除氮。人工浮岛比起湖沼沿岸植物带来它具有附着生物多、水中直接吸收N、P等特点，在对植物性浮游生物的抑制、提高水的透视度等方面效果比较显著。

　　为了对人工浮岛的水质净化效果进行定量分析，1995年专业研究者们在霞浦（土浦市大岩田）进行一次隔离水域试验，他们分别设置3个边长为4m的正方形、水深1.5m的相互隔离的水域，在这三个隔离的水域里，A、B水域各放一个人边长2m（4m2）的人工浮岛，在其上面分别栽培蒲公英和水毛花，C水域为对照水域，没有人工浮岛。