長江下游潮汛影響下生態(tài)浮島建設(shè)技術(shù)研究

王玉梅

(如皋市水產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇 如皋 226500)

生態(tài)浮島是一種針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)、利用生態(tài)學(xué)原理降低水體中化學(xué)需氧量(COD)、氮、磷含量的人工浮島。其結(jié)構(gòu)由眾多浮床(單元)相互聯(lián)結(jié)“錨固”而成，浮于水面。生態(tài)浮島對水質(zhì)凈化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)，如磷、氨氮、有機(jī)質(zhì)等，使得水體的營養(yǎng)得到轉(zhuǎn)移，減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來的水體腥臭、富營養(yǎng)化現(xiàn)象。同時(shí)人工營造一個(gè)對動(dòng)物、微生物良好的生長環(huán)境，提高水體的自凈能力，修復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)，從而達(dá)到自然生態(tài)的平衡。2017－2018年項(xiàng)目組承擔(dān)了《長江南京以下12.5米深水航道二期工程長江如皋段刀鱭國家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)水生生態(tài)補(bǔ)償和漁業(yè)生產(chǎn)安全維護(hù)項(xiàng)目》研究，在長江如皋段漁業(yè)水域完成了生態(tài)浮島建設(shè)技術(shù)研究和建造任務(wù)。筆者參與了“在長江下游潮汐影響下生態(tài)浮島建設(shè)技術(shù)研究”，現(xiàn)將研究情況報(bào)告如下。

一、材料與方法

1.場地

場地位于長江如皋段刀鱭國家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)內(nèi)，長江如皋段福北航道南側(cè)，靖江灘(江心沙島)北側(cè)內(nèi)凹處。選址地特點(diǎn)為背潮、緩流、迎風(fēng)面小，水深適中(5米左右)，底質(zhì)相對結(jié)實(shí)。

2.浮床(單元)的建造

生態(tài)浮島由多個(gè)“浮床單元”組裝而成，共建浮床(單元)116個(gè)，每個(gè)浮床面積(規(guī)格)為36米2(6米×6米)，浮床由浮床框體、浮床床體、浮床基質(zhì)組成(圖1)。建造過程包括搭建框架、網(wǎng)片包裹泡沫板(6面)、栽植水草、活動(dòng)“軟結(jié)構(gòu)”組裝等步驟。

圖1 浮床(單元)

“浮床單元”建造過程中的主要技術(shù)要點(diǎn)：一是“浮床單元”之間的聯(lián)結(jié)采用“活結(jié)扣軟聯(lián)結(jié)技術(shù)”，二是選擇鳶尾草作為生態(tài)浮床上栽植的水生植物。

(1)浮床的“活結(jié)扣軟聯(lián)結(jié)”技術(shù)?；罱Y(jié)扣軟聯(lián)結(jié)技術(shù)就是凡聯(lián)結(jié)部分都采用“活結(jié)扣”聯(lián)結(jié)工藝，達(dá)到活動(dòng)軟聯(lián)結(jié)的目的，從而減小風(fēng)浪的沖擊力?；罱Y(jié)扣軟聯(lián)結(jié)的技術(shù)構(gòu)成主要包括：網(wǎng)片包裹床體(床架泡沫浮體、床體泡沫)、床體之間聯(lián)結(jié)、浮床(單元)之間聯(lián)結(jié)、浮床單元和錨固體之間的聯(lián)結(jié)等。浮床泡沫板采用聚乙烯網(wǎng)片6面包裹，床體之間用塑料繩和鋼管固定，浮床(單元)之間用塑料繩和“U”形金屬環(huán)相連(圖2)，最后把浮床(單元)用鋼絲繩和“U”形金屬環(huán)固定于錨體上，增強(qiáng)其緩沖性和可塑性。

圖2 聯(lián)結(jié)好的浮床(單元)

(2)選擇鳶尾草作為生態(tài)浮床上栽植的水生植物。鳶尾草根系發(fā)達(dá)，根長有30厘米左右，對水中的營養(yǎng)物質(zhì)有較強(qiáng)的吸附作用，高度只有20厘米左右，不易倒伏，穩(wěn)定性強(qiáng)(相比于蘆葦)，多年生，可減少每年江上水面作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)(相比于水芹菜、空心菜)，春天開花，觀賞性強(qiáng)，而且無害(相比于水花生、水葫蘆)。

3.定制錨固結(jié)構(gòu)

“錨固體”原設(shè)計(jì)采用的是鋼筋水泥預(yù)制塊結(jié)構(gòu)，后來考慮當(dāng)?shù)亟资橇魃车踪|(zhì)，隨著江水的沖刷，水泥預(yù)制塊會(huì)發(fā)生移動(dòng)(上游有的江域同類建設(shè)已發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象)，針對這一情況，將“錨固體”改成了兩種規(guī)格的單齒錨(重量分別為1噸/只、0.2噸/只)，共用80個(gè)，其中1噸/只的用了12個(gè)、0.2噸/只的用了68個(gè)。浮島的上下游兩個(gè)迎風(fēng)面(邊)，全部用大錨，其他用小錨。錨為單齒錨。結(jié)構(gòu)主要由錨軸、錨栓、錨齒組成，錨軸與錨齒間夾角為33°。投錨時(shí)錨齒向下，投下后，錨齒和錨栓均埋于泥沙下，錨軸所受的拉力越大，錨齒往泥下挖的力就越大。錨體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 錨體結(jié)構(gòu)示意

4.浮床的投放(布置)

將制作好的浮床運(yùn)至既定浮島設(shè)置地投放。投放浮床時(shí)請有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的漁民進(jìn)行操作，淺水區(qū)可直接投放，深水區(qū)可使用兩艘作業(yè)漁船并排前進(jìn)進(jìn)行投放。投放時(shí)有3個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。

(1)就地單獨(dú)組裝、單體投放技術(shù)。所謂“就地單獨(dú)組裝、單獨(dú)投放”就是制作好1個(gè)浮床(單元)后就投放，而不是等所有的浮床(單元)全部制作完成后整體投放。好處是便于操作，江面風(fēng)大浪高，整體投放時(shí)浮床過長、過大不方便，增加了江面作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)“八”字拋錨固定技術(shù)?！鞍恕弊謷佸^固定技術(shù)就是每4個(gè)浮床(單元)為1組，聯(lián)結(jié)好后兩邊分別向4個(gè)方向呈“八”字形固定拋錨，拋錨的角度根據(jù)水的流向和流速而定，水的流速快，水流方向與拋錨方向線之間的夾角就小點(diǎn)，反之就大點(diǎn)，一般夾角≤45°。在迎風(fēng)面要另加兩根直徑30毫米纜繩再連接固定于拋錨上。這樣才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)浮床隨著潮漲潮落上下起落、水流沖不走、風(fēng)吹“漂”不動(dòng)的目標(biāo)。

(3)生態(tài)浮床“曰”字形排列組合布局方式。原設(shè)計(jì)的生態(tài)浮島的整體平面布置呈“凵”形，后來調(diào)整為“曰”字形?！霸弧钡摹皟韶Q”全是生態(tài)浮床，“三橫”是生態(tài)浮床和人工魚巢“一間一”相隔排列。調(diào)整后的總面積、“魚巢”及浮床的單元數(shù)不變，從而減小生態(tài)浮島的迎風(fēng)面，減小了風(fēng)浪的影響，增強(qiáng)了生態(tài)浮島的穩(wěn)定性和安全性(圖4)。

圖4 生態(tài)浮島

二、結(jié)果

1.建成生態(tài)浮島

生態(tài)浮島面積約5公頃，從空中俯視為“曰”字形。

2.評估生態(tài)浮床的生態(tài)效益

生態(tài)浮床對水質(zhì)凈化最主要的作用是利用植物的根系吸收水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)。在日常管護(hù)中發(fā)現(xiàn)鳶尾草的根須上有長約4毫米的小蝦附著，這表明這里已變成了魚、蝦等水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物產(chǎn)卵、棲息的場所，目測周邊水質(zhì)比較清爽。

三、小結(jié)與討論

本研究針對長江下游潮汛(汐)影響下設(shè)置生態(tài)浮島新課題，研究形成的各項(xiàng)技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和一定的理論性，經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可操作性強(qiáng)，對今后國內(nèi)相似水域建造和設(shè)置生態(tài)浮島(浮床)有著積極的參考意義。

水生鳶尾草為浮床宜栽品種，根系發(fā)達(dá)，須多根長，對吸附水中的富營養(yǎng)物質(zhì)作用較大，同時(shí)是水中魚蝦的附著產(chǎn)卵棲息之地。但是是否還有其他更好的宜栽品種，尚有選擇的空間。

建議今后建造生態(tài)浮床時(shí)，在“床體”材料選擇上改用海綿泡沫。海綿泡沫雖然價(jià)格稍高，但韌性比聚乙烯泡沫板好，在日常管理中發(fā)現(xiàn)，生態(tài)浮床(單元)有部分裂成碎片，出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。包裹浮床的網(wǎng)片網(wǎng)目還可以大點(diǎn)，網(wǎng)目太小，在栽種植物時(shí)不方便，可放大到8厘米。在組裝浮床(單元)時(shí)，在另外兩邊可再各加1個(gè)浮球，對支撐浮床整體會(huì)起到更好的平衡作用。