1.本发明涉及护岸生态修复技术领域，尤其涉及一种净化水质的生态护岸系统。
背景技术：
2.岸坡设计是水体结构设计的重要的部分，过去人们由于过度追求防汛要求和边坡稳定性，多采用混凝土或块石对岸坡进行浇筑，忽略了岸坡的生态功能。近年来，随着人们环保意识的提高，岸坡的生态功能也逐渐受到重视，随之产生了多种生态护坡技术。目前生态护坡技术多应用于自然河岸改造和新建的护坡上，现有的生态护坡仅占河流、湖泊和水库总护坡数的1％-5％，原有存在的不透水、不透气的混凝土或浆砌块等硬质护岸仍占城市水体护坡的绝大多数。
3.硬质护岸的生态修复主要包括两种方式：一是破除原有硬质护岸进行生态化改造；二是在原有硬质护岸的前提下采用生态修复的方法进行生态化改造。但就目前来看，完全拆除原有的硬质护岸后重建生态护岸是不切实际的，该方法不仅需要较高的成本投入，还会造成水体的二次污染。河道硬质护岸基础上的生态修复是较经济可行的方法，目前主要有坡面开洞回填技术及坡面开槽结合爬地植物及抛石方法，但这些方法的整治效果有限，还会影响岸坡原有坡体稳定性等问题。因此，在原有硬质护岸结构条件下寻找一种简单易行、经济高效，又不影响原有坡体结构和功能的工程技术，已成为生态护岸研究中急需解决的问题。
技术实现要素：
4.有鉴于此，本发明提出了一种净化水质的生态护岸系统，能够在不改变原有护岸结构的基础上，起到绿化坡岸和净化水质的效果。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种净化水质的生态护岸系统，其包括若干水生植物，水生植物起着净化水质和绿化护岸的作用，还包括若干水培装置、若干固定装置和水循环装置，其中，
6.若干水培装置位于护岸的斜坡上，并沿斜坡的长度方向间隔阵列设置，水培装置包括若干浮力水培箱，水生植物的根系位于浮力水培箱中，若干浮力水培箱沿斜坡的斜度方向顺次连接固定；
7.若干固定装置位于护岸上，并与若干水培装置对应设置，固定装置包括固定部和活动部，固定部与护岸的顶部平台固定连接，活动部的一端与固定部固定连接，活动部的另一端与远离水面的浮力水培箱连接固定；
8.水循环装置的进水端位于水面下，水循环装置的出水端通过软管分别与各浮力水培箱连通。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，所述浮力水培箱包括浮力箱体、进水管和水培槽，其中，
10.浮力箱体包括浮力板、第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、若干溢流板和填
充层；浮力板的下表面与斜坡接触，第一侧板和第二侧板分别固定设置于浮力板上沿斜坡长度方向的两端；第三侧板固定设置于浮力板上沿斜坡斜度方向远离水面的一端；第四侧板固定设置于浮力板上沿斜坡斜度方向接近水面的一端；
11.若干溢流板间隔固定设置于浮力板上，溢流板的两端分别与第一侧板和第二侧板固定连接；相邻的两块溢流板之间、第三侧板与相邻的溢流板之间和第四侧板与相邻的溢流板之间均为水培槽，水生植物的根系位于水培槽中，填充层设置于水培槽底部；
12.进水管设置于第一侧板上，进水管上设置有阀门，进水管一端与浮力箱体上远离水面的水培槽连通，另一端通过软管与水循环装置连通。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，所述浮力水培箱还包括水培箱盖，所述浮力箱体还包括若干第一卡扣，其中
14.若干第一卡扣间隔固定排设于第四侧板上以及若干溢流板上，
15.水培箱盖包括若干第二卡扣和若干培栽杯；若干第二卡扣间隔固定排设与水培箱盖的下表面，若干第二卡扣在水培箱盖上的位置与若干第一卡扣在浮力板上的位置一一对应，且第一卡扣与第二卡扣相适配；
16.水培箱盖上对应浮力板上的水培槽设置有若干培栽通孔，若干培栽杯分别穿过若干培栽通孔，培栽杯的底部位于水培槽中，培栽杯顶部位于培栽通孔中，培栽杯的杯壁和底部均设置有孔洞。
17.在以上技术方案的基础上，优选的，所述浮力水培箱还包括两连接板和两连接柱，其中，
18.两连接板分别设置于第三侧板的两端，连接板一端与浮力板固定连接，另一端设置有定位通孔；
19.两连接柱分别设置于第四侧板的两端，连接柱一端与浮力板固定连接，另一端竖直向上并远离浮力板的上表面，连接柱与定位通孔相适配；
20.连接柱穿过定位通孔与连接板连接，从而实现一浮力水培箱与远离水面的另一浮力水培箱首尾连接；活动部穿过定位通孔与连接板连接，从而实现将浮力水培箱固定于护岸的斜坡上。
21.在以上技术方案的基础上，优选的，所述浮力水培箱还包括若干防脱装置，若干防脱装置间隔排设于第三侧板上，防脱装置包括第一防脱板和第二防脱板；第一防脱板和第二防脱板均位于第三侧板远离水面的一侧，第一防脱板与浮力板平行，第二防脱板与第三侧板平行，第一防脱板接近水面的一端与第三侧板远离浮力板的一端的固定连接，第一防脱板远离水面的一端与第二防脱板远离浮力板的一端固定连接；第二防脱板与第三侧板之间的距离与第四侧板的厚度相适配，两相邻的第一防脱板之间的距离可以容纳一个第一卡扣，第四侧板上两相邻的第一卡扣之间的距离可以容纳一块第一防脱板。
22.在以上技术方案的基础上，优选的，所述防脱装置还包括若干第三卡扣和若干第四卡扣，其中，
23.若干第三卡扣分别设置于第四侧板接近水面的板面上和第四侧板远离水面的板面上，且若干第三卡扣均位于第四侧板两相邻的第一卡扣之间；
24.若干第四卡扣分别设置于第二防脱板接近水面的板面上和第三侧板远离水面的板面上；
25.若干第三卡扣在第四侧板上的位置与若干第四卡扣在第三侧板上的位置对应，第三卡扣与第四卡扣相适配。
26.在以上技术方案的基础上，优选的，所述浮力水培箱还包括若干出水装置，若干出水装置均设置于第二侧板上，并分别与水培槽一一对应连通。
27.在以上技术方案的基础上，优选的，所述出水装置包括出水管、管口盖和档条，其中，
28.出水管一端与水培槽连通，另一端朝向斜坡、且端口管壁与管口盖上表面铰连接，管口盖的下表面与斜坡接触；
29.档条设置于出水管的管外壁与管口盖之间，并与出水管的管外壁固定连接，与管口盖选择性接触；可控制管口盖与出水管的管口翻转角度。
30.在以上技术方案的基础上，优选的，所述水循环装置包括太阳能供电装置、控制装置、吸水泵、水箱，其中，
31.太阳能供电装置、控制装置和水箱均设置于护岸的顶部平台上；太阳能供电装置与控制装置电性连接，控制装置与吸水泵电性连接；控制装置内设置有蓄电池和控制电路，控制装置可控制吸水泵工作；
32.吸水泵的吸水端位于水面下，吸水泵的出水端通过管道与水箱上端的连通，水箱的下端通过管道与各浮力水培箱连通。
33.在以上技术方案的基础上，优选的，所述固定部为固定钉，所述活动部为钢丝。
34.本发明的一种净化水质的生态护岸系统相对于现有技术具有以下有益效果：
35.(1)通过设置浮力水培箱，浮力水培箱包括浮力箱体、进水管、水培槽和水培箱盖，浮力箱体放置于护岸的斜坡上，水培槽设置于浮力箱体的箱内，水生植物的根系位于水培槽中，填充层设置于水培槽底部，进水管与浮力箱体上远离水面的水培槽连通，另一端与水循环装置连通；水循环装置将河水从水培装置的上端输入，河水经水生植物的过滤和净化后，受水培装置倾斜放置的影响，净化后的河水由上至下流出水培装置，并流回河中；从而起到了绿化护岸和净化水资源的作用。
36.(2)设置连接板和连接柱，两连接板分别设置于第三侧板的两端，连接板一端与浮力板固定连接，另一端设置有定位通孔；两连接柱分别设置于第四侧板的两端，连接柱一端与浮力板固定连接，另一端竖直向上并远离浮力板的上表面，连接柱与定位通孔相适配；连接柱穿过定位通孔与连接板连接，从而实现一浮力水培箱与远离水面的另一浮力水培箱首尾连接；活动部穿过定位通孔与连接板连接，从而实现将浮力水培箱固定于护岸的斜坡上；从而使得两个沿斜坡的斜度方向相邻的浮力水培箱能够首尾相连，这种结构设计，使得生态护岸系统在搭建时简单快捷；当水面退潮后，浮力水培箱回落至斜坡上时，连接板和连接柱可以使两个相连的浮力水培箱能够准确搭合，防止回落至斜坡上的浮力水培箱连接错位。
37.(3)设置出水装置，出水管、管口盖和档条，出水管一端与水培槽连通，另一端朝向斜坡、且端口管壁与管口盖上表面铰连接，管口盖的下表面与斜坡接触；档条设置于出水管的管外壁与管口盖之间，并与出水管的管外壁固定连接，与管口盖选择性接触；可控制管口盖与出水管的管口翻转角度；在水面涨潮时，浮力水培箱浮于水面上，此时，浮力水培箱内若干水培槽内的水，无法再通过重力由上至下的从若干水培槽中溢流排出，出水装置在此
时起到了排水作用；档条可以防止管口盖因与出水管翻转的角度过大，而导致浮力水培箱在回落至护岸的斜坡上时，管口盖的上表面直接与斜坡接触，而不能使出水管的管口闭合的问题。
38.(4)设置防脱装置，在接近水面的浮力水培箱与相邻的远离水面的浮力水培箱连接后，防脱装置可以使远离水面水培箱内的水顺利溢流至与之相邻的接近水面的浮力水培箱内，也可以防止这两个浮力水培箱连接脱落。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明的一种净化水质的生态护岸系统的结构示意图；
41.图2为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中浮力箱体的结构示意图；
42.图3为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中水培箱盖的结构示意图；
43.图4为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中浮力水培箱的侧面剖视图；
44.图5为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中两个浮力水培箱连接示意图；
45.图6为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中出水装置的结构示意图；
46.图7为本发明的一种净化水质的生态护岸系统中培栽杯的结构示意图。
47.图中：1、水生植物，2、护岸，3、水培装置，31、浮力水培箱，311、浮力箱体，3111、浮力板，3112、第一侧板，3113、第二侧板，3114、第三侧板，3115、第四侧板，3116、溢流板，3117、填充层，3118、第一卡扣，312、进水管，313、水培槽，314、水培箱盖，3141、第二卡扣，3142、培栽杯，3143、培栽通孔，315、连接板，3151、定位通孔，316、连接柱，317、防脱装置，3171、第一防脱板，3172、第二防脱板，3173、第三卡扣，3174、第四卡扣，318、出水装置，3181、出水管，3182、管口盖，3183、档条，4、固定装置，41、固定部，42、活动部，5、水循环装置，51、太阳能供电装置，52、控制装置，53、吸水泵，54、水箱，6、水面。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
49.如图1-7所示，本发明的一种净化水质的生态护岸系统，包括水生植物1、水培装置3、固定装置4和水循环装置5，水生植物1起着净化水质，绿化护岸2的作用，若干水培装置3位于护岸2的斜坡上，并沿斜坡的长度方向间隔阵列设置，水培装置3包括若干浮力水培箱31，水生植物1的根系位于浮力水培箱31中，若干浮力水培箱31沿斜坡的斜度方向顺次连接固定；若干固定装置4位于护岸2上，并与若干水培装置3一一对应设置，固定装置4包括固定部41和活动部42，固定部41与护岸2的顶部平台固定连接，活动部42的一端与固定部41固定连接，活动部42的另一端与远离水面6的浮力水培箱31连接固定；水循环装置5的进水端位
于水面6下，水循环装置5的出水端通过软管分别与各浮力水培箱31连通。水培装置3通过固定装置4挂在护岸2的斜坡上，因此水培装置3相对于地平面呈倾斜放置，水培装置3上栽培有水生植物1，水循环装置5将河水从水培装置3的上端输入，河水经水生植物1的过滤和净化后，受水培装置3倾斜放置的影响，河水由上至下流经水培装置3，河水经水培装置3上的水生植物1的过滤和净化后，流回河中；从而起到了绿化护岸2和净化水资源的作用。
50.在本发明的一个具体实施例中，浮力水培箱31为水生植物1的培栽装置，其包括浮力箱体311、进水管312、水培槽313、水培箱盖314、两连接板315、两连接柱316和防脱装置317；浮力箱体311包括浮力板3111、第一侧板3112、第二侧板3113、第三侧板3114、第四侧板3115、若干溢流板3116和填充层3117；浮力板3111所采用的浮力材料满足，浮力水培箱31在浮于水面6上时，水培槽313内的水位与水培槽313外的河水水位平齐；浮力板3111的下表面与斜坡接触，第一侧板3112和第二侧板3113分别固定设置于浮力板3111上沿斜坡长度方向的两端；第三侧板3114固定设置于浮力板3111上沿斜坡斜度方向远离水面6的一端；第四侧板3115固定设置于浮力板3111上沿斜坡斜度方向接近水面6的一端；若干溢流板3116间隔固定设置于浮力板3111上，溢流板3116的两端分别与第一侧板3112和第二侧板3113固定连接；相邻的两块溢流板3116之间、第三侧板3114与相邻的溢流板3116之间和第四侧板3115与相邻的溢流板3116之间均为水培槽313，水生植物1的根系位于水培槽313中，填充层3117设置于水培槽313底部；在浮力水培箱31正常运行时，水培槽313内填充海绵、木炭和呼吸环等材料形成填充层3117，填充层3117能起到为植物根系保水的作用，还能为微生物生长提供栽体；进水管312设置于第一侧板3112上，进水管312上设置有阀门，进水管312一端与浮力箱体311上远离水面6的水培槽313连通，另一端通过软管与水循环装置5连通。
51.浮力箱体311还包括若干第一卡扣3118，水培箱盖314包括若干第二卡扣3141和若干培栽杯3142；若干第二卡扣3141间隔固定排设与水培箱盖314的下表面，若干第二卡扣3141在水培箱盖314上的位置与若干第一卡扣3118在浮力板3111上的位置一一对应，且第一卡扣3118与第二卡扣3141相适配；水培箱盖314上对应浮力板3111上的水培槽313设置有若干培栽通孔3143，若干培栽杯3142分别穿过若干培栽通孔3143，培栽杯3142的底部位于水培槽313中，培栽杯3142顶部位于培栽通孔3143中，培栽杯3142的杯壁和底部均设置有孔洞，水生植物1的根部位于培栽杯3142中，水生植物1根部根茎穿过培栽杯3142杯壁上的孔洞和底部上的孔洞后，伸入水培槽313内的水中。两连接板315分别设置于第三侧板3114的两端，连接板315一端与浮力板3111固定连接，另一端设置有定位通孔3151；两连接柱316分别设置于第四侧板3115的两端，连接柱316一端与浮力板3111固定连接，另一端竖直向上并远离浮力板3111的上表面，连接柱316与定位通孔3151相适配；连接柱316穿过定位通孔3151与连接板315连接，从而实现一浮力水培箱31与远离水面6的另一浮力水培箱31首尾连接；活动部42穿过定位通孔3151与连接板315连接，从而实现将浮力水培箱31固定于护岸2的斜坡上。
52.防脱装置317能够使上方浮力水培箱31内的水顺利的溢流至下方相连的浮力水培箱31中，还能起到加固两浮力水培箱31的连接，防止脱落的作用。若干防脱装置317间隔排设于第三侧板3114上，防脱装置317包括第一防脱板3171、第二防脱板3172、若干第三卡扣3173和若干第四卡扣3174；第一防脱板3171和第二防脱板3172均位于第三侧板3114远离水面6的一侧，第一防脱板3171与浮力板3111平行，第二防脱板3173与第三侧板3114平行，第
一防脱板3171接近水面6的一端与第三侧板3114远离浮力板3111的一端的固定连接，第一防脱板3171远离水面6的一端与第二防脱板3173远离浮力板3111的一端固定连接；第二防脱板3172与第三侧板3114之间的距离与第四侧板3115的厚度相适配，两相邻的第一防脱板3171之间的距离可以容纳一个第一卡扣3118，第四侧板3115上两相邻的第一卡扣3118之间的距离可以容纳一块第一防脱板3171；若干第三卡扣3174分别设置于第四侧板3115接近水面6的板面上和第四侧板3115远离水面6的板面上，且若干第三卡扣3174均位于第四侧板3115两相邻的第一卡扣3118之间；若干第四卡扣3174分别设置于第二防脱板3173接近水面6的板面上和第三侧板3114远离水面6的板面上；若干第三卡扣3174在第四侧板3115上的位置与若干第四卡扣3174在第三侧板3114上的位置对应，第三卡扣3174与第四卡扣3174相适配。接近水面6的浮力水培箱31上第三侧板3114通过第一防脱板3171和第二防脱板3172与远离水面6的浮力水培箱31上的第四侧板3115连接，可以防止两浮力水培箱31的连接脱落；接近水面6的浮力水培箱31上的第四卡扣3174与远离水面6的浮力水培箱31上的第三卡扣3174扣接在一起时，防脱效果更强；由于河水时常涨潮，在水面6涨起来时，与水面6接触的浮力水培箱31可通过浮力板3111浮于水面上，该浮力水培箱31已脱离护岸2的斜坡，而上方位于水面6接触的浮力水培箱31却仍位于护岸2的斜坡上，此时防脱装置317可以起到防止两浮力水培箱31连接脱落的作用；但当防脱装置317失效时，连接板315仍套在连接柱316，连接柱316可以采用较长的柱体，此时，即使防脱装置317失效，两浮力水培箱31仍然连接在一起，当退潮时，两浮力水培箱31回落至斜坡上，受浮力水培箱31自身重力的影响，第三卡扣3174与第四卡扣3174再次扣合，使得防脱装置317再次发挥防脱效果，连接板316和连接柱315可以使两个相连的浮力水培箱31能够准确搭合，防止回落至斜坡上的浮力水培箱31连接错位。
53.出水装置318，在水面6涨潮时，浮力水培箱31浮于水面6上，此时，水培槽313内的水可通过出水装置318与水培槽313外的河水连通。出水装置318包括出水管3181、管口盖3182和档条3183，出水管3181一端与水培槽313连通，另一端朝向斜坡、且端口管壁与管口盖3182上表面铰连接，管口盖3182的下表面与斜坡接触；档条3183设置于出水管3181的管外壁与管口盖3182之间，并与出水管3181的管外壁固定连接，与管口盖3182选择性接触；可控制管口盖3182与出水管3181的管口翻转角度。当浮力水培箱31浮于水面6上时，管口盖3182脱离护岸2的斜坡，使得管口盖3182与出水管3181的管口呈打开状态，水培槽313内的水可以与水培槽313外的河水连通，以保证水生植物1的营养所需，同时也使得水生植物1处于净化水质的状态；档条3183可以控制管口盖3182与出水管3181的管口翻转角度，当退潮时，浮力水培箱31会回落至护岸2的斜坡上，而管口盖3182的下表面会再次与斜坡接触，使出水管3181的管口闭合；档条3183可以防止管口盖3182因与出水管3181翻转的角度过大，而导致浮力水培箱31在回落至护岸2的斜坡上时，管口盖3182的上表面直接与斜坡接触，使出水管3181的管口不能闭合的问题。
54.水循环装置5能够将河中的水输送至浮力水培箱31中进行水质净化，由浮力水培箱31将净化后的水排出，水循环装置5包括太阳能供电装置51、控制装置52、吸水泵53、水箱54，太阳能供电装置51、控制装置52和水箱54均设置于护岸2的顶部平台上；太阳能供电装置51与控制装置52电性连接，控制装置52与吸水泵53电性连接；控制装置52可以采用现有技术，控制装置52内设置有蓄电池和控制电路，控制装置52可控制吸水泵53工作；吸水泵53
的吸水端位于水面6下，吸水泵53的出水端通过管道与水箱54上端的连通，水箱54的下端通过管道与各浮力水培箱31连通。
55.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明：
56.在具体使用时，根据本发明所述的一种净化水质的生态护岸系统，两个固定装置4对应一个水培装置3设置，固定部41固定在护岸2的顶部平台上，活动部42的一端与固定部41连接固定，活动部42的另一端穿过定位通孔3151与连接板315连接固定，从而与远离水面6的浮力水培箱31连接固定，使得浮力水培箱31在没有接触水面6时位于护岸2的斜坡上，在涨潮时，可以浮于水面6上；通过连接柱316穿过连接板315上的定位通孔3151，使得接近水面6的浮力水培箱31能够与相邻的远离水面6的浮力水培箱31连接，可通过防脱装置317防止两浮力水培箱31的连接脱落；水生植物1的根部通过培栽杯3142位于浮力箱体311内，且水生植物1的根茎穿过培栽杯3142上的孔洞，伸向水培槽313内的水中，从而对水培槽313内的水起到净化作用，还能绿化护岸2。
57.水培槽313内的水通过水循环装置5进行补充，当河中的水质较差时，仅将最上方进水管312打开即可，河水从上方的水培槽313逐步溢流至同一浮力水培箱31内下方的水培槽313中，待最下方的水培槽313中的水满时，则满过该浮力水培箱31的第四侧板3115和与第四侧板3115防脱连接的第三侧板3114，溢流至下方浮力水培箱31的水培槽313中，从而每个水培槽313内的填充层3117和水生植物1的根茎均能对河水进行净化，由于较差的水质内富含水生植物1所需的营养物质，因此水培装置3上的水生植物1可以从上之下依次得到营养补充；当河水中的水质一般或良好时，此时，水中水生植物1能从水中获得所需的营养物质较少，则需要把所有的进水管312打开，使每个浮力水培箱31均能独立得到河水流入，以保证每个浮力水培箱31内的水生植物1均能得到所需的营养物质。当水面6涨潮，如果所有的浮力水培箱31均浮于水面6上时，可以将水箱54出水端的水阀关闭，从而停止对浮力水培箱31供水；此时，水培槽313内的水位与水面6的水位平齐，浮力板3111可根据这一浮力要求采用对应浮力的材料进行制作，具体的浮力值在此不做限定，只需在浮力水培箱31浮于水面6上时，水培槽313内的水可以满足水生植物1的生存所需即可；由于浮力水培箱31浮于水面6上，管口盖3182也脱离斜坡，使得管口盖3182与出水管3181的管口呈打开状态，水培槽313内的水可以与水培槽313外的河水连通，以保证水生植物1的营养所需，同时也使得水生植物1处于净化水质的状态；当水面6退潮后，浮力水培箱31回落至斜坡上时，连接板315和连接柱316可以使两个相连的浮力水培箱31能够准确搭合，防止回落至斜坡上的浮力水培箱31连接错位。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。