CN102257928A - 一种水田 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能长期悬浮在水域中的框架结构浮床，配上以自然能量为动力的提水装置的水田，提水装置从水田外提水送入到水田内，在压强和水田结构的作用下，使水田内的水从上到下从水田中的土壤和沙石中渗透流过返回到外部水域中，用土壤和沙石及其栽培的生物，截留水体中的污泥和细菌，消化水体及污泥中的污染物质，实现净化水体的目的；调节下层浮力仓内的水位与空气的比例，能使上层物料仓内呈现出水池和旱地之间的转换，实现了利用水域空间，创造耕地、绿地和湿地的目的，为人类社会与自然环境和谐地持续发展提供了一个基础设施。

Description

一种水田

技术领域

本发明涉及一种悬浮在水面上的水田，具体涉及框架结构浮床上种养生物、净化水体和污泥等领域。

背景技术

人类的社会活动和现代化建设，严重污染了空气、水、土壤等自然环境，过渡的开发利用，破坏了生态平衡，使地球上有限的耕地、绿地和湿地日益减少。开发利用水域空间，弥补日益减少的耕地、绿地和湿地，已经是人类生存和发展的必然选择。如中国专利公开号为CN1 063012，公布了一种水上种植水稻的方法，这种种植水稻的方法选用容重小于500kg/m3，且不污染水质的化学材料板为浮体，按水稻生长行株距要求，在浮体上制有固植孔，将水稻秧苗植入固植孔内，并将浮体漂浮在水面上；又如：中国专利公开号为200910148356，公布了一种水上漂浮浮床及植种水稻方法，该浮床采用具有浮力大、质轻、不污染水质等优点的泡沫板作为漂浮浮床，根据水稻生长特点，在漂浮浮床上设置几十个打穿的锥形坐孔，锥形坐孔中安装锥形套杯，利用湖泊、水库、山塘、鱼塘及河道中的污泥做肥料，把肥料灌入锥形套杯里，水稻的种子或秧苗的根部就能直接种植到锥形套杯里的污泥中生长，将锥形套杯安装在漂浮浮床锥形坐孔上；又如：中国专利公开号为200920053453.5，公布了一种水上种植设备，包括种植盆和连接件，还包括供水装置，种植盘由比重小于500kg/m3的材料制成，种植盆为长方形，由底板和侧壁围成，在一条长侧壁上设有当作连接装置的卡槽，与之配套的连接件上的连接装置为卡销，种植盆之间通过连接件连接，供水装置为设置在连接件内的水管和与水管连接的喷头，水管连接淡水源，在种植盘的另一条长侧壁上设有卡孔。连接件把种植盘连接在一起，形成一个大的种植区域，这样，只要在种植盘里填充上植物生长所需要的土壤和肥料，就可以形成像传统耕种的田地一样的成片的农田，可以使用现在比较成熟的种植技术，比如抛秧技术。能实现水上大规模种植农作物的功能。同时供水装置可以提供植物生长所需要的水分，水管连接的淡水源，如果是淡水水域，可以直接用水泵从水里抽水上来，如果是咸水水域，淡水源可以是其他地方的水源。在种植盘侧壁上设置的卡孔，可以安装大棚，实现大棚种植。

上述各种水面上漂浮物及栽培方案，都没有设置提水装置与栽培设施有机地结合起来，整个设施结构中都没有设置促使水体自然地循环流动的功能，因此没有积极地清洁水体保护环境的功能，尽管公开号为200920053453.5中设置有水管和供水装置，但其供水方案和水流结构，都不是为了促使水域水体更好地自我净化，并且上述方案采用比重小于500kg/m3或泡沫材料制作漂浮物，用这种材料制作的漂浮物强度差，很难抵卸风浪的侵袭和长期使用，维护和管理也很困难，并且应用范围小，难以大面积实施。

鉴于上述水面上漂浮物及栽培方案存在的缺陷，本发明公开了一种能长期悬浮在水面上的水田，并设置了用自然能量提水的装置与水田结合起来，能广泛地应用于各种条件的水域中，能与耕地、绿地和湿地一样地种养生物，还能设置生产生活娱乐活动的场地和设施，原理清楚，设施简单，长期维护和操作管理方便，适宜于大面积推广实施。

发明内容

本发明的目的，就是要提供一种能够长期悬浮在水域中的框架结构浮床为载体，配上以自然能量为动力的提水装置，水田外的水被提水装置提起来送入到水田内，使水田内水位升高，在压强和水田结构作用下，水田内的水从上而下流过水田中的土壤、植物根系、沙石等物料后，从水田底部流出返回到外部水域中。水在这一流动过程中，经由了水田中的土壤、植物根系、沙石等一道道拦截，将水体中携带的各类杂质和细菌滞留在水田的土壤和沙石中，使纯净的水体干净地返回自然，而滞留在水田内的各类杂质和细菌正好成为水田上栽培的生物吸收和分解的营养物质，人们收获栽培的生物，将生物带出水田，进入社会大循环，这样使水田中的水、土、生物和人类社会形成了一种能持续地循环进行的状态，为人类社会利用水域空间，创造新的耕地、绿地和湿地提供了基础设置，有利于人类社会与自然环境和谐地持续发展。

为了实现上述目的，本发明的水田用抗风化耐腐蚀的材料，如：钢筋水泥、陶瓷、橡胶、泡沫塑料、玻璃纤维、等，制成上下二层框架结构浮床，上层设置物料仓，物料仓的体积大小是根据环境和需要设置的，物料仓向下设置直达到水田底部的通道，通道底部设置网格状口子，使物料仓内的水与外部水域的水可以相互流通，物料仓和通道内设置沙石等过滤物料，在沙石等过滤物料上设置一层土壤，在土壤上栽培生物，下层设置浮力仓，浮力仓的大小是根据物料仓需要承载的最大重量设置的，浮力仓内储存空气和水，并设置调节浮力仓内空气和水比例的水管和气管，增加或减少浮力仓内水的比例，就能减少或增加浮力仓浮力，改变物料仓在水平面上的高度，使物料仓呈现出水池或旱地或二者之间的转换形态。本发明的水田中设置有从水田外部水域中将水提起来流入到水田内的提水装置，提水装置向水田内送水，使水田内的水位升高，在压强和水田结构的作用下，水从上向下经过水田内土壤和沙石等过滤物料，从通道底部网格状口子，返回到外部水域中。

由于水田的浮力仓大小是根据物料仓最大承载重量设置的，人们还可以在物料仓内设置开展生产、生活、娱乐等活动需要的场地或建筑设施，使水田的功能进一步扩展。

由于浮力仓内水位升高，空气减少，浮力仓的浮力降低，当浮力仓的浮力降低到让上层物料仓内的土壤，低于水平面以下时，上层物料仓形成了水池，也就是说水田呈现出水池的特征，水田上可以栽培适宜于水池环境的生物。

由于浮力仓内水位降低，空气增加，浮力仓的浮力提高，当浮力仓的浮力提高到让上层物料仓内的土壤，高于水平面以上时，上层物料仓形成了旱地，也就是说水田呈现出旱地的特征，水田上可以栽培适宜于旱地环境的生物。上述水池与旱地之间的变化特征，都可以通过调整浮力仓内的水与空气比例来实现。

由于水田上设置的提水装置，是利用当地水域中最丰富的自然能量为动力的，如：在风力资源丰富的水域，设置风能提水装置；在阳光资源丰富的水域，设置太阳能提水装置；潮汐或流水资源丰富的水域，设置流水能提水装置，等，任何水域环境中至少存在一种自然能量，因此水田可以在任何水域中，利用当地的自然能量，让当地的水域中水通过水田流动起来，使水田成为这一水域环境中持续不断的水体净化设施，为人与自然和谐地持续发展提供了基础性设施。当然提水装置也可以使用石油等化工能源或电网上的电能为动力。

由于水田是以框架结构浮床为载体的，框架结构浮床的形状和规格大小，是根据不同水域状态和不同需求，可以进行随意设置的，如将水田设置成大型的方形形状，并多个组合设置在大江大河水库湖泊中，形成连片的农田结构，在栽培农作物或树木的同时，其上搭建建筑物供人们生产、生活和娱乐，营造新的生态环境；如将水田设置成三角形、圆形、船形等，单个分散设置在河岸湖边，既能营造清泉碧水，又能在其上栽培奇花异草、建造亭台楼阁，营造自然景观；如在沙河中将水田设置成样高速公路中间隔离带一样，范围航道，分隔地界，更有利于机械化作业；小型的水田可以设置在家庭房间内，种花养鱼，改善室内环境。

由于本发明的水田结构中设置了提水装置，使水田外部水域中静态的水被提上来流入水田中，使水田内外产生水位差，迫使进入水田内的水体在压强作用下流过水田中设置的土壤、植物根系、沙石等，返回到外部水域中，而这些土壤、植物根系、沙石，能够截留水体中携带的各类杂质和细菌，使水体得到净化，整个水田的设施结构，形成了可持续地将静态的水体有序地流动起来，积极地自我净化的环境，弥补了现有方案的空白。

由于本发明的水田中设置了土壤和沙石等物料，栽培了适宜水田环境的多种生物，使水体中被截留下来的悬浮物质和细菌，能够得到多种生物的吸收和分解，既为生物提供养料，又能消化水体污染物，水田中栽培的生物代谢物及根径遗留在水田的土壤中，既不会直接进入外部水体，又能成为水田中其它生物的养料，人们不断地收获栽培的生物，剩余部分转化为水田中的土壤，当水田融入在人类社会中，能够营造一个完整的人与自然可持续地循环进行的生物链结构，弥补了现有方案的空白。

由于本发明的水田只要调整浮力仓内的水位，就能将水田由水池到旱地之间的多种形式的转换，这一沧海桑田瞬间转换的结构特征，使水田具备了农田、绿地、湿地的多种功能，扩大了水田的应用范围，水田不但能够广泛地应用于江河湖泊和城市中心的景观水池中净化水体、栽培生物，还能够在水田上设置适宜于人们生产生活娱乐的场地和建筑物，弥补了现有方案的空白。

本发明，原理清楚，结构简单，实现了利用水域空间，增添农地、绿地和湿地的目的。

由于专利申请具有的单一性原则，本发明申请中涉及到提水装置及安装结构等专用设施的结构特征，将另案申请。

附图说明

图1是本发明的一个水田结构的实施例的示意图。

附图标记如下：

1：表示提水装置。2：表示框架结构。3：表示气管。5：表示土壤。6：表示沙石等过滤物料。7：表示水管。8：表示空气。9：表示水。10：表示网格状口子。11：表示通道。12：表示生物。13：表示物料仓。14：表示浮力仓。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的一个水田结构的实施例的示意图，从图1的结构中可以看到：水田可以用抗风化耐腐蚀的材料，如：钢筋水泥、陶瓷、橡胶、泡沫塑料、玻璃纤维、等，制成上下二层框架结构2，上层设置的物料仓13的体积大小是可以根据环境和需要设置的，物料仓13向下设置直达到水田底部的通道11，通道11底部设置网格状口子10，物料仓13内的水与外部水域的水是可以相互流通的，物料仓13和通道11内设置有沙石等过滤物料6，在沙石等过滤物料6上设置一层土壤5，在土壤5上栽培生物12，下层设置的浮力仓14的大小是可以根据物料仓13需要承载的最大重量设置的，浮力仓14内储存有空气8和水9，并设置有调节浮力仓14内空气8和水9比例的水管7和气管3，通过水管7和气管3增加或减少浮力仓14内水9的比例，就能减少或增加浮力仓14浮力，改变物料仓13在水平面上的高度。水田中设置有从水田外部水域中将水提起来流入到水田内的提水装置1，提水装置1向水田内送水，使水田内的水位升高，在压强和水田结构的作用下，水从上向下经过水田内土壤5和沙石等过滤物料6，从通道11底部网格状口子10，返回到外部水域中。

根据图1所示不难理解，上层物料仓13内可以设置开展生产、生活、娱乐等活动需要的场地或建筑设施，使水田的功能进一步扩展。

根据图1所示不难理解，浮力仓14内水9位升高，空气8减少，浮力仓14的浮力降低，当浮力仓14的浮力降低到让上层物料仓13内的土壤5，低于水平面下时，上层物料仓13形成了水池，也就是说水田呈现出水池的特征，水田上可以栽培适宜于水池环境的生物。同理，浮力仓14内水9位降低，空气8增加，浮力仓14的浮力提高，当浮力仓14的浮力提高到让上层物料仓13内的土壤5，高于水平面上时，上层物料仓13形成了旱地，也就是说水田呈现出旱地的特征，水田上可以栽培适宜于旱地环境的生物。上述水池与旱地之间的变化特征，都可以通过调整浮力仓14内的水9与空气8比例来实现。

根据图1所示不难理解，水田上设置的提水装置1，是利用当地水域中最丰富的自然能量为动力的，如在太阳能资源丰富的水域，可以设置太阳能提水装置1；风力资源丰富的水域，可以设置风能提水装置1；在潮汐或流水资源丰富的水域，可以设置流水能提水装置1，当然也可以使用石油等化工能源或电网上的电能为动力设置提水装置1。

根据图1所示不难理解，水田是以框架结构2为载体的，框架结构2的形状和规格大小，是可以根据不同水域状态和不同需求进行随意设置的，如将水田的框架结构2设置成大型的方形形状，并多个组合设置在大江大河水库湖泊中，形成连片的农田结构，在栽培农作物或树木的同时，其上搭建建筑物供人们生产、生活和娱乐，营造新的生态环境；如将水田的框架结构2设置成三角形、圆形、船形等，单个分散设置在河岸湖边，营造清泉碧水，其上栽培奇花异草、建造亭台楼阁，营造自然景观；如将水田的框架结构2设置成样高速公路中的隔离带一样，范围航道，分隔地界，更有利于机械化作业；小型的水田框架结构2可以设置在家庭房间内，种花养鱼，改善室内环境。

上述水田的结构方案，用现有的成熟技术，一般的技术人员都能设置。

上述设计的图示实施例结构和应用方式，仅用于对本发明进行说明，便于理解，并不构成对权利要求范围的限制，根据本发明的结构原理，本领域技术人员采用其他实质性等同手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种悬浮在水面上的水田，其特征在于：所述的水田用抗风化耐腐蚀的材料制成上下二层框架结构(2)，上层设置物料仓(13)，物料仓(13)的体积大小是根据需要设置的，物料仓(13)向下设置直达到水田底部的通道(11)，通道(11)底部设置网格状口子(10)，使物料仓(13)内的水与外部水域的水可以相互流通，物料仓(13)和通道(11)内设置沙石等过滤物料(6)，在沙石等过滤物料(6)上设置一层土壤(5)，在土壤(5)上栽培生物(12)，下层设置浮力仓(14)，浮力仓(14)的大小是根据物料仓(13)需要承载的最大重量设置的，浮力仓(14)内储存空气(8)和水(9)，并设置调节浮力仓(14)内空气(8)和水(9)比例的水管(7)和气管(3)，增加或减少浮力仓(14)内水(9)的比例，就能减少或增加浮力仓(14)浮力，改变物料仓(13)与水平面的高度；所述的水田设置有从水田外部水域中将水提起来流入到水田内的提水装置(1)，提水装置(1)向水田内送水，使水田内的水位升高，在压强和水田结构的作用下，水从上向下经过水田内土壤(5)和沙石等过滤物料(6)，从通道(11)底部的网格状口子(10)，返回到外部水域中。

2.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的物料仓(13)内设置适宜于生产生活娱乐的场地或建筑物。

3.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的浮力仓(14)内水(9)位升高，空气(8)减少，浮力仓(14)的浮力降低，当浮力仓(14)的浮力降低到让上层物料仓(13)内的土壤(5)低于水平面以下时，上层物料仓(13)形成了水池，也就是说水田呈现出水池的特征，水田上可以栽培适宜于水池环境的生物。

4.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的浮力仓(14)内水(9)位降低，空气(8)增加，浮力仓(14)的浮力提高，当浮力仓(14)的浮力提高到让上层物料仓(13)内的土壤(5)高于水平面以上时，上层物料仓(13)形成了旱地，也就是说水田呈现出旱地的特征，水田上可以栽培适宜于旱地环境的生物。

5.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的提水装置(1)用风能或太阳能或流水能等自然能量为动力。

6.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的提水装置(1)是用石油等化工能源或电网电能为动力。

7.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的框架结构(2)的形状是可以随意设置的，或三角形或方形或圆形或船形，等。

8.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的框架结构(2)的规格大小是可以随意设置的。

9.根据权利要求1所述的水田，其特征在于：所述的水田的设置方式是可以多样化的，或一个个分散设置或多个排列成行设置或多个集结成块设置。

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