一种基于沉床-浮床耦合水质净化装置的配重方法

摘要

本发明公开了一种基于沉床‑浮床耦合水质净化装置的配重方法，包括生态沉床的浮力的计算和生态沉床的重力的计算。其中，浮力主要包括浮块所受浮力、基质所受浮力和框架所受浮力；重力主要包括浮块的重力、基质的重力、UPVC框架的重力以及框架注水后增加的重力的总和。计算出生态沉床处于初始状态时所需要的浮块数x；计算出生态沉床由初始状态到达定植水位、由定植水位到达生长水位时所需要注水的重量；计算出生态沉床处于定植水位时所需要注水重量的区间。经验证，该方法可以精确计算出生态沉床在定植水位和生长水位切换时所需注水/抽水的重量。解决了现阶段生态沉床的位置不能在水面‑水下随时变动的问题，为生态沉床维护和收割提供方便。

权利要求

1.一种基于沉床-浮床耦合水质净化装置的配重方法，其特征在于根据装置设定条件如下，

S1：对沉床-浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件所受浮力进行计算，得出整个沉床部分的总体浮力大小；

S2：对沉床-浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件所受重力进行计算，得出整个沉床的总体重力大小；

S3：所述沉床总共有两种水位：定植水位和生长水位，所述定植水位包括沉床UPVC上框架刚露出水面至其即将浸没水中的整个过程；所述生长水位即沉床所受重力大于浮力，沉床完全浸没到水中的状态；

S4：所述S1的浮力和S2的重力相等时，沉床的状态为初始状态，所述初始状态为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床UPVC部分的下边框刚好完全浸没在水中，所述初始状态下的重力记为G0，浮力记为F0，此时G0＝F0，计算出系统达到此状态所需要的浮块数；在此状态下给沉床UPVC框架注水，浮块开始下沉，达到S3所述的两种水位；

可以求出，达到这种状态所需的浮块数x

其中ρ基为基质密度；V基为单盆基质的体积；y为基质总盆数；ρ管为UPVC材料的密度，V管为UPVC材料的体积；ρ水为水的密度；V1为沉床UPVC下边框的体积；V浮为单个浮块的体积；m为单个浮块的重力。

S5：所述初始状态下，从沉床部分的下矩形框的进水口灌入河水，从上矩形框排气口排出管内空气，沉床开始下沉，至UPVC上框架开始接触到水面即达到定植水位的上临界值，此时继续注水，沉床会到达定植水位的下临界值；下临界值点至完全注满水的过程即为沉床重力大于浮力的状态，此过程即为生长水位；

S6：在所述生长水位状态下，从沉床部分下矩形框的进水口抽出管内河水，从上矩形框的排气管中吸入空气，沉床整体所受重力逐渐小于浮力，床体开始上浮，逐渐达到定植水位，继续抽水至框架内的水完全排出，沉床即返回初始状态。

2.根据权利要求1所述的配重方法，其特征在于，所述S1包括：浮块(16)所受浮力F1、基质所受浮力F2和UPVC框架所受浮力，所述沉床在初始状态的总浮力为F0，从初始状态到达定植水位状态这个过程中，由于框架浸没在水中的体积不确定，其所受浮力是变化的；记沉床UPVC下框架完全浸没在水中时所受浮力为F3，记UPVC上框架刚接触水面时所受浮力记为F4，沉床UPVC上框架完全浸没在水中时所受浮力为F5。

3.根据权利要求书1所述的配重方法，其特征在于，所述S2包括：浮块(16)的重力G1、基质的重力G2、UPVC框架的重力G3以及框架注水后增加的重力G4的总和；所述浮块(16)的重力G1是在单个浮块重量的基础上计算的，所述基质重力G2是在单盆基质重量的基础上计算的，所述UPVC框架的重力G3是包括三通管件重量和管材重量的总和。

说明书

一种基于沉床-浮床耦合水质净化装置的配重方法

技术领域

[0001] 发明涉及物理力学技术领域，特别涉及一种沉床-浮床耦合水质净化装置(基于公开号为 CN104743673A的专利的生态沉床部分)的配重方法。

背景技术

[0002] 随着水生态治理研究的不断深入，沉水植物在水环境治理中发挥的作用也逐渐受到重视。沉水植物是一类植物体全部位于水层下面营固着生存的大型水生植物，素有“水下森林”之称。其植物体的各部分都可吸收水分和养料，能有效降低水中总氮、总磷及氨氮的浓度，在水质净化和水环境管理中发挥着巨大的作用。

[0003] 目前，已有不少基于沉水植物的生态沉床方面的专利，例如，公开号为CN201777934，公开日为2011年3月30日的《一种连续可调节式沉水植物种植网床》、公开号为CN202272773，公开日为2012年6月13日的《沉水位置可调的网箱式生态沉床》和公开号为CN203530027，公开日为2014年4月9日的《节杆支撑式沉水植物种植网床》，其中，以上专利中固定生态沉床的方法均是在水底打桩，通过连接绳的长短来调节床体在水下的位置，不仅增加了施工和操作难度，也不利于日后的维护和收割。公开号为CN203513366，公开日期为2014年4月2日的《一种悬浮式沉水植物种植床》和公开号为CN201102925，公开日为2008年8月20日的《水下组合式沉水植物净化装置》是通过在漂浮物下悬挂种植的方式来种植沉水植物的，虽然沉水植物距水面的高度是一定的，但同样面临装置维护和收割等方面的不便。

[0004] 公开号为CN104743673A，公开日为2015年7月1日的《一种沉床-浮床耦合水质净化装置》已经被应用于天津市纪庄子河道的现场水质净化中，但是该装置在定植水位转换为生长水位时是通过现场试验的方法来调节的(每次将装置拉倒岸边，扎破一定数量的浮块，观察其浮力与重力的相对大小，根据结果选择继续扎破与否)，既费时又费力，而且其不确定性很大，不可逆性很强，不能实现沉床的位置在水面‐水下随时变动。

发明内容

[0005] 本发明旨在解决该生态沉床存在的上述问题。

[0006] 为此，本发明的目的在于提出一种基于沉床‐浮床耦合水质净化装置中生态沉床的配重方法，该方法可以计算出沉床‐浮床耦合水质净化装置在定植水位和生长水位切换时所需要注水/ 抽水的重量，以及可以实现沉床在水面‐水下位置自由变动的要求时，装置所需完整浮块的个数，提高该装置的可控性，实现其在水面‐水下位置自由变动的要求。具有简单易懂，计算速度快，能灵活适应不同类型生态沉床计算要求的优点。

[0007] 为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

[0008] 一种基于沉床‐浮床耦合水质净化装置的配重方法，根据装置设定条件如下，[0009] S1：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件所受浮力进行计算，得出整个沉床部分的总体浮力大小；

[0010] S2：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件所受重力进行计算，得出整个沉床的总体重力大小；

[0011] S3：所述沉床总共有两种水位：定植水位和生长水位，所述定植水位包括沉床UPVC上框架刚露出水面至其即将浸没水中的整个过程；所述生长水位即沉床所受重力大于浮力，沉床完全浸没到水中的状态；

[0012] S4：所述S1的浮力和S2的重力相等时，沉床的状态为初始状态，所述初始状态为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床UPVC部分的下边框刚好完全浸没在水中，所述初始状态下的重力记为G0，浮力记为F0，此时G0＝F0，计算出系统达到此状态所需要的浮块数；在此状态下给沉床UPVC框架注水，浮块开始下沉，达到S3所述的两种水位；

[0013] S5：所述初始状态下，从沉床部分的下矩形框的进水口灌入河水，从上矩形框排气口排出管内空气，沉床开始下沉，至UPVC上框架开始接触到水面即达到定植水位的上临界值，此时继续注水，沉床会到达定植水位的下临界值；下临界值点至完全注满水的过程即为沉床重力大于浮力的状态，此过程即为生长水位；

[0014] S6：在所述生长水位状态下，从沉床部分下矩形框的进水口抽出管内河水，从上矩形框的排气管中吸入空气，沉床整体所受重力逐渐小于浮力，床体开始上浮，逐渐达到定植水位，继续抽水至框架内的水完全排出，沉床即返回初始状态。

[0015] 所述S1包括：浮块(16)所受浮力F1、基质所受浮力F2和UPVC框架所受浮力，所述沉床在初始状态的总浮力为F0，从初始状态到达定植水位状态这个过程中，由于框架浸没在水中的体积不确定，其所受浮力是变化的；记沉床UPVC下框架完全浸没在水中时所受浮力为F3，记 UPVC上框架刚接触水面时所受浮力记为F4，沉床UPVC上框架完全浸没在水中时所受浮力为F5。

[0016] 所述S2包括：浮块(16)的重力G1、基质的重力G2、UPVC框架的重力G3以及框架注水后增加的重力G4的总和；所述浮块(16)的重力G1是在单个浮块重量的基础上计算的，所述基质重力G2是在单盆基质重量的基础上计算的，所述UPVC框架；的重力G3是包括三通管件重量和管材重量的总和计算的。

[0017] 该配重计算过程基于公开号为CN104743673A，公开日为2015年7月1日的《一种沉床-浮床耦合水质净化装置》中沉床部分，详细说明如下：

[0018] S1：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件(11)～(19)；所受浮力进行计算，得出整个沉床部分的总体浮力大小。

[0019] S2：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件组件(11)～(19)所受重力进行计算，得出整个沉床的总体重力大小。

[0020] S3：所述沉床总共有两种水位：定植水位和生长水位，所述定植水位包括沉床UPVC上框架刚露出水面至其即将浸没水中的整个过程(附图4中的G′～G″之间)；所述生长水位即沉床所受重力大于浮力(附图4中的G″～G5之间)，沉床完全浸没到水中的状态。

[0021] S4：所述S1的浮力和S2的重力相等时，沉床的状态为初始状态(附图4中的a点)，所述初始状态为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床UPVC部分的下边框刚好完全浸没在水中，所述初始状态下的重力记为G0(为组件(11)～(19)所受重力的总和)，浮力记为 F0(为组件(11)～(19)所受浮力的总和)，此时G0＝F0，可以计算出系统达到此状态所需要的浮块数。在此状态下给沉床UPVC框架注水，浮块开始下沉，就能达到S3所述的两种水位。

[0022] S5：所述初始状态下，从沉床部分的下矩形框的进水口(14)灌入河水，从上矩形框排气口(15)排出管内空气，沉床开始下沉，至UPVC上框架开始接触到水面即达到定植水位的上临界值(b点)，此时继续注水，沉床会到达定植水位的下临界值(c点)；c点至完全注满水的过程即为沉床重力大于浮力的状态，此过程即为生长水位(c点～d点)。

[0023] S6：在所述生长水位(c点～d点)状态下，从沉床部分下矩形框的进水口(14)抽出管内河水，从上矩形框的排气管中(15)吸入空气，沉床整体所受重力逐渐小于浮力，床体开始上浮，逐渐达到定植水位(b点～c点)，继续抽水至框架内的水完全排出，沉床即返回初始状态。

[0024] 本发明中，升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置的浮力‐重力平衡系统在初始状态时的重力G0和浮力F0的计算过程如下：

[0025] G0＝G1+G2+G3

[0026] F0＝F1+F2+F3

[0027] 其中，G1为浮块的重力；G2为基质的重力；G3为UPVC框架的重力；F1为浮块(16)所受浮力； F2为基质所受浮力；F3为UPVC下框架完全浸没在水中时所受浮力。

[0028] 所述G1的计算过程如下：

[0029] G1＝m·g·x

[0030] 其中m为单个浮块(16)的重力；g为重力加速度；x为完整浮块的个数(所述完整浮块即为未扎破的浮块，已经扎破的浮块重力＝浮力，因此不计算在内)。

[0031] 所述G2的计算过程如下：

[0032] G2＝ρ基·V基·g·y

[0033] 其中ρ基为基质密度；V基为单盆基质的体积；g为重力加速度；y为基质总盆数。

[0034] 所述G3的计算过程如下，

[0035] G3＝ρ管·V管·g

[0036] 其中ρ管为UPVC材料的密度，V管为UPVC材料的体积。

[0037] 所述所述F1的计算过程如下：

[0038] F1＝ρ水·V浮·g·x

[0039] 其中ρ水为水的体积；V浮为单个浮块(16)的体积；x为浮块个数。

[0040] 所述F2的计算过程如下：

[0041] F2＝ρ水·V基·g

[0042] 其中V基为单盆基质体积

[0043] 所述所述F3的计算过程如下：

[0044] F3＝ρ水·V1·g

[0045] 其中V1为沉床UPVC下边框(12)的体积。

[0046] 所述初始状态时，重力G0等于浮力F0，可以计算出所需浮块数x

[0047] G0＝F0

[0048] 即ρ水·V浮·g·x+ρ水·V基·g+ρ水·V1·g＝m·g·x+ρ基·V基·g·y+ρ管·V管·g[0049] 可以求出，达到这种状态所需的浮块数x

[0050]

[0051] 沉床刚到达定植水位后(附图4中的G′点)的所受浮力为F4

[0052] F4＝F0+n·ρ水·V′·g

[0053] 其中，V′为沉床UPVC竖直边框管材的体积；n为竖直边框的数量。

[0054] 沉床即将浸没时(附图4中的G″点)所受浮力大小为F5

[0055] F5＝F4+ρ水·V2·g

[0056] 其中，V2为沉床UPVC上框架(11)的体积。

[0057] 沉床UPVC框架完全注满水后增加的重力为G4

[0058] G4＝ρ水·V框·g

[0059] 其中，V框为UPVC框架的内体积。

[0060] 则UPVC框架注满水后的总重力为G5

[0061] F4、F5时所对应的注水重力G′、G″即为沉床达到定植水位时所对应注水重力区间。

[0062] 本发明的效果是：该计算过程基于发明名称为：一种升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置，公开号为CN104355409A的专利的生态沉床部分。可以计算出该生态沉床由定植水位到达生长水位(b点～c点之间)时所需要注水的重量(G′～G″)；可以计算出生态沉床处于定植水位(c 点～d点之间)时所需要注水重量的区间(G″～G5)；可以计算出满足该条件时所需完整浮块的个数(x)。经验证，该方法可以精确计算出生态沉床在定植水位(b点～c点之间)和生长水位 (c点～d点之间)切换时所需注水/抽水的重量。可以在装置应用前计算出所需的具体完整浮块个数，免去了现场试验这种费时又费力的试验过程，解决了现阶段生态沉床的位置不能在水面‐水下随时变动的问题，为生态沉床的维护和收割提供方便。

[0063] 本发明公开了一种基于沉床‐浮床耦合水质净化装置的配重方法，包括生态沉床的浮力的计算和生态沉床的重力的计算。其中，浮力主要包括浮块所受浮力、基质所受浮力和框架所受浮力；重力主要包括浮块的重力、基质的重力、UPVC框架的重力以及框架注水后增加的重力的总和。本发明可以计算出生态沉床处于初始状态(G0＝F0)时所需要的浮块数x；可以计算出生态沉床由初始状态到达定植水位、由定植水位到达生长水位时所需要注水的重量；可以计算出生态沉床处于定植水位时所需要注水重量的区间。经验证，该方法可以精确计算出生态沉床在定植水位和生长水位切换时所需注水/抽水的重量。解决了现阶段生态沉床的位置不能在水面‐水下随时变动的问题，为生态沉床的维护和收割提供方便。该方法具有简单易懂，计算速度快，能灵活适应不同类型生态沉床计算要求的优点。

附图说明

[0064] 图1为本发明所依附的升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床部分的俯视图。

[0065] 图2为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床部分的主侧面示意图。

[0066] 图3为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床部分的左侧面示意图。

[0067] 图4为生态沉床的受力图。

[0068] 图1，图2中：

[0069] 1‐沉床主体  11‐上矩形框   12‐下矩形框    13‐垂直连接管

[0070] 14‐进水口   15‐出气口     16‐沉床浮块    17、23‐塑料种植盆

[0071] 18‐沉水植物 19‐水平连接管 2‐浮床主体     21‐框架式支撑

[0072] 22‐浮床浮块 24‐挺水植物   25‐人工水草    26‐UPVC管

[0073] 27‐UPVC弯头 28‐UPVC三通   29‐线扎        3‐连接绳

[0074] 4‐水位

[0075] 图4中：

[0076] 横坐标是重力，纵坐标为浮力，二者的中线即为重力和浮力相等的点组成的线，其中a点为生态沉床的初始受力点；b点和c点之间即为生态沉床处于定植水位时的受力区间；c点到d 点之间为生态沉床到达生长水位的过程；d点为注满水后，重力大于浮力，生态沉床已到达生长水位。

具体实施方式

[0077] 为了使本发明更易于理解，结合该装置的具体应用案例，进行进一步阐述。

[0078] 该配重计算过程基于公开号为CN104743673A，公开日为2015年7月1日的《一种沉床-浮床耦合水质净化装置》中沉床部分；一种沉床‐浮床耦合水质净化装置，包括沉床(1)和浮床(2)；所述沉床(1)包括由UPVC管材制作的水位调节框架，所述水位调节框架包括形状相同的上矩形框(11)和下矩形框(12)，所述上矩形框(11)和下矩形框(12)之间设有多条垂直连接管 (13)，所述下矩形框(12)内设有多条水平连接管，所述上矩形框(11)、下矩形框(12)、水平连接管和垂直连接管(13)内部形成一连通的空间，所述下矩形框(12)上设有进水口(14)，所述上矩形框上设有出气口(15)，所述进水口(14)和出气口(15)处均分别设有阀门；所述下矩形框(12)内嵌有可拼接的沉床浮块(16)，每个沉床浮块(16)中央设有通孔，通孔中嵌装有塑料种植盆(17)，每个塑料种植盆(17)内种植有沉水植物(18)；

[0079] 所述浮床(2)包括由UPVC管材制作的框架式支撑(21)，所述框架式支撑(21)上嵌装有可拼接的浮床浮块(22)，每个沉床浮块(22)中央设有通孔，通孔中嵌装有塑料种植盆(23)，每个塑料种植盆(23)种植有挺水植物(24)，相邻的浮床浮块(22)之间垂挂有人工水草(25)；所述浮床(2)的整体形状呈回字形，所述沉床(1)放置于所述浮床(2)的内轮廓的中央处；所述沉床(1)与浮床(2)之间连接有可调节的连接绳(3)。

[0080] S1：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件(11)～(19)；所受浮力进行计算，得出整个沉床部分的总体浮力大小。

[0081] S2：对沉床‐浮床耦合水质净化装置中沉床部分中各个组件组件(11)～(19)所受重力进行计算，得出整个沉床的总体重力大小。

[0082] S3：所述沉床总共有两种水位：定植水位和生长水位，所述定植水位包括沉床UPVC上框架刚露出水面至其即将浸没水中的整个过程(附图4中的G′～G″之间)；所述生长水位即沉床所受重力大于浮力(附图4中的G″～G5之间)，沉床完全浸没到水中的状态。

[0083] S4：所述S1的浮力和S2的重力相等时，沉床的状态为初始状态(附图4中的a点)，所述初始状态为升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置中沉床UPVC部分的下边框刚好完全浸没在水中，所述初始状态下的重力记为G0(为组件(11)～(19)所受重力的总和)，浮力记为 F0(为组件(11)～(19)所受浮力的总和)，此时G0＝F0，可以计算出系统达到此状态所需要的浮块数。在此状态下给沉床UPVC框架注水，浮块开始下沉，就能达到S3所述的两种水位。

[0084] S5：所述初始状态下，从沉床部分的下矩形框的进水口(14)灌入河水，从上矩形框排气口(15)排出管内空气，沉床开始下沉，至UPVC上框架开始接触到水面即达到定植水位的上临界值(b点)，此时继续注水，沉床会到达定植水位的下临界值(c点)；c点至完全注满水的过程即为沉床重力大于浮力的状态，此过程即为生长水位(c点～d点)。

[0085] S6：在所述生长水位(c点～d点)状态下，从沉床部分下矩形框的进水口(14)抽出管内河水，从上矩形框的排气管中(15)吸入空气，沉床整体所受重力逐渐小于浮力，床体开始上浮，逐渐达到定植水位(b点～c点)，继续抽水至框架内的水完全排出，沉床即返回初始状态。

[0086] 本发明中，升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置的浮力‐重力平衡系统在初始状态时的重力G0和浮力F0的计算过程如下：

[0087] G0＝G1+G2+G3

[0088] F0＝F1+F2+F3

[0089] 其中，G1为浮块的重力；G2为基质的重力；G3为UPVC框架的重力；F1为浮块(16)所受浮力； F2为基质所受浮力；F3为UPVC下框架完全浸没在水中时所受浮力。

[0090] 所述G1的计算过程如下：

[0091] G1＝m·g·x

[0092] 其中m为单个浮块(16)的重力；g为重力加速度；x为完整浮块的个数(所述完整浮块即为未扎破的浮块，已经扎破的浮块重力＝浮力，因此不计算在内)。

[0093] 所述G2的计算过程如下：

[0094] G2＝ρ基·V基·g·y

[0095] 其中ρ基为基质密度；V基为单盆基质的体积；g为重力加速度；y为基质总盆数。

[0096] 所述G3的计算过程如下，

[0097] G3＝ρ管·V管·g

[0098] 其中ρ管为UPVC材料的密度，V管为UPVC材料的体积。

[0099] 所述所述F1的计算过程如下：

[0100] F1＝ρ水·V浮·g·x

[0101] 其中ρ水为水的体积；V浮为单个浮块(16)的体积；x为浮块个数。

[0102] 所述F2的计算过程如下：

[0103] F2＝ρ水·V基·g

[0104] 其中V基为单盆基质体积

[0105] 所述所述F3的计算过程如下：

[0106] F3＝ρ水·V1·g

[0107] 其中V1为沉床UPVC下边框(12)的体积。

[0108] 所述初始状态时，重力G0等于浮力F0，可以计算出所需浮块数x

[0109] G0＝F0

[0110] 即ρ水·V浮·g·x+ρ水·V基·g+ρ水·V1·g＝m·g·x+ρ基·V基·g·y+ρ管·V管·g[0111] 可以求出，达到这种状态所需的浮块数x

[0112]

[0113] 沉床刚到达定植水位后(附图4中的G′点)的所受浮力为F4

[0114] F4＝F0+n·ρ水·V′·g

[0115] 其中，V′为沉床UPVC竖直边框管材的体积；n为竖直边框的数量。

[0116] 沉床即将浸没时(附图4中的G″点)所受浮力大小为F5

[0117] F5＝F4+ρ水·V2·g

[0118] 其中，V2为沉床UPVC上框架(11)的体积。

[0119] 沉床UPVC框架完全注满水后增加的重力为G4

[0120] G4＝ρ水·V框·g

[0121] 其中，V框为UPVC框架的内体积。

[0122] 则UPVC框架注满水后的总重力为G5

[0123] F4、F5时所对应的注水重力G′、G″即为沉床达到定植水位时所对应注水重力区间。

[0124] 国家重大专项：海河干流水环境质量改善关键技术与综合示范工程的现场河道所使用的升降式双定位模块化沉水植物水质净化装置的尺寸为：600cm(L)*300cm(W)*40cm(H)，所用浮块总数为162块，每个浮块(16)的尺寸为33cm(L)*33cm(W)*6cm(H)，部分参数取值如下：其中 m为300g，其中ρ管为1.38g/cm3，ρ基为1.25g/cm3，ρ水为1g/cm3，g为9.8m/s2，y为162，带入如上数值后，计算结果如下

[0125] x＝47

[0126] 即所需的浮块数是47块，由于本例中所用基质总数为162盆，所需浮块数也是162块，即为使沉床达到上述状态，需要扎破的浮块数为115块。

[0127] 沉床刚到达定植水位时所受的浮力(n＝14)为

[0128] F4＝9388.8N

[0129] 沉床即将浸没在水中时所受浮力大小为

[0130] F5＝9738.5N

[0131] 沉床框架注满水后，增加的重力为

[0132] G4＝677.2N

[0133] 框架注满水后，沉床总重力为

[0134] G5＝9957.8N＞F5

[0135] 即注水时使得沉床总体重力到达G′和G″之间时，可以使沉床处于定植水位状态。

[0136] 生态沉床的受力分析如图4所示，其中阴影部分即为沉床处于定植水位时所受重力和浮力的范围，注满水后，沉床达到d点，此时重力大于浮力，即生态沉床到达定植水位。