CN104018463A - 一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，包括池体，所述池体上部设置有空心六边形护坡砖护坡区，池体下部设置有挡土块护坡区，池底设有挺水植物区及沉水植物区。池体上部和下部的护坡区为两种不同倾角的护坡形式。所述空心六边形护坡砖护坡与水平面倾角≤45°。所述挡土块护坡与水平面60°＜倾角≤78°。本发明为既美观、易维护，又占地面积省、适应不同地形的垂向多生境生态塘系统，在生态塘的垂直方向上，通过不同类型的植物配置，形成了“厌氧-好氧”的不同区域，从而在改善流域生境的同时，也达到了对农田排水及降雨径流等高氮磷含量的废水高效去除的目的。

Description

一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统

技术领域

本发明属于农田氮磷污水处理、环境保护技术领域，具体涉及一种应用于农田面源氮磷污染的生态净化生态塘系统。

背景技术

太湖水体污染已进入较为严重的富营养化阶段，尽管近年来采取了一定的治理措施，但湖泊水质并未得到根本改善，根本原因之一在于农田非点源污染的巨大影响。农田排水、雨水径流是农田非点源污染入湖的主要途径，因此，研究制定有效的农田非点源污染物拦截措施，消减农田排水中氮磷等污染物直接入湖负荷，遏制水体富营养化，成为控制农业非点源污染研究方面的重要内容。

当前，农业面污染源氮磷流失拦截主要包括生态沟渠技术，拦截坝技术、ET造流生化技术以及生态塘/人工湿地处理技术等，生态塘(ecological pond，简称EP)又称稳定塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的污水生物处理技术。污水在塘内缓慢地流动，较长时间的贮留，通过在污水中存活的微生物的代谢活动，包括水生植物在内的多种生物的综合作用，使污染物降解，污水得以净化。生态塘处理系统已在许多国家得到广泛应用。中国从上个世纪80年代开始至今在全国范围开展了研究。虽然与传统活性污泥法、A2/O法、氧化沟法、AB法以及近几年出现的SBR法、生物膜法、高压膜法等相比，具有占地面积大的缺点，但其投资少、运行费用低、运行管理简单等优点是其他处理方法无法相比的。在生态塘处理系统中，既可以养殖鱼虾、水禽等，又可以种植藕、芦苇等水生植物，形成复杂的生态系统，同时处理后的水可灌溉农田，改良土地，或经进一步处理后回用于工业用水，具有很好的环境效益和经济效益。

生态塘技术也有其固有的缺点：水力停留时间较长、效率低下、占地面积大、基建费用高等，限制了塘处理工艺的推广应用。目前,生态塘的处理工艺正在向着正规化、系统化、资源化、生态化、美学化的方向发展。筛选、培育高效水生净化植物，组合曝气、水生植物、水产养殖等多个生物处理单元的综合功能，营建生化一体化的水生动植物的复合生态体系，将成为生态塘处理工艺的发展方向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，克服现有技术中传统生态塘的占地面积大、不美观的问题。

本发明的技术方案是：

一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，包括池体，所述池体上部设置有空心六边形护坡砖护坡区，池体下部设置有挡土块护坡区，池底设有挺水植物区及沉水植物区。

池体上部和下部的护坡区为两种不同倾角的护坡形式。所述空心六边形护坡砖护坡与水平面倾角≤45°。所述挡土块护坡与水平面60°＜倾角≤78°，作为优选，挡土块护坡与水平面为78°。

在生态塘的垂直方向上为不同的植物配置。所述生态塘的空心六边形砖护坡区种植有陆生草本植物；挡土块护坡区内种植有水生草本植物；生态塘的底部靠近护坡一侧种植有挺水植物；生态塘的中央底部区域种植有沉水植物。作为优选，所述生态塘的空心六边形砖护坡区种植有狗牙根；挡土块护坡区内种植有蒲草；生态塘的底部靠近护坡一侧种植有芦苇；生态塘的中央底部区域种植有苦草。

所述挡土块护坡区内侧设有碎石垫层。

本发明的有益效果是：(1)通过塘体上部的空心六边形砖护坡结构的设计，不仅起到与普通混凝土块同样的稳定坡面、防止护坡受降雨侵蚀的作用，而且护坡砖内种植的草本植物可以对土壤进一步固定且可以拦截去除降雨径流的部分氮磷；(2)生态塘的塘壁采用不同形式的护坡结构，一方面解决了单一形式护坡结构受倾角不能过大的约束，另一方面也均衡了两种护坡结构的高度，使得整个塘体在深度方向更加牢固，出现塌方的概率大大降低。(3)塘体下部挡土块采用干砌的方式铺设，整个挡土墙具有良好的透水性，挡土墙内侧的碎石表面易形成生物膜，加之植生型挡土块孔内种植植物，使得整个挡土墙形成了一个“植物-微生物”混合去除氮磷系统，从而使得氮磷去除效率大大的增加；(4)生态塘垂直方向上采用不同的植物配置，不仅可以增加氮磷的降解效率从而节省占地面积，而且有助于改善当地的生境条件；(5)在塘底部靠近塘壁种植芦苇等挺水植物在去除水体氮磷的同时，可以利用挺水植物的茎为塘底部的微生物输送氧气，从而增加了氮磷的去除效率；(6)塘底部种植苦草等沉水植物，不仅可以吸收去除水体中氮磷等污染物，而且可以防止塘底部的淤泥悬浮，能显著提高塘里水的透明度，使得整个生态塘系统更加的具有观赏价值。

本发明为既美观、易维护，又占地面积省、适应不同地形的垂向多生境生态塘系统，在生态塘的垂直方向上，通过不同类型的植物配置，形成了“厌氧-好氧”的不同区域，从而在改善流域生境的同时，也达到了对农田排水及降雨径流等高氮磷含量的废水高效去除的目的。

附图说明

图1为这种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统在垂直方向的结构图；

图2为空心六边形护坡砖的大样图(a)及其铺设结构大样图(b)；

图3为植生型挡土块的大样图(a)及其铺设结构图(b)；

其中，1-空心六边形护坡砖；2-陆生草本护坡植物；3-植生型挡土块；4-挺水植物；5-沉水植物；6-水生草本植物；7-碎石垫层；8-细石混凝土压顶；9-连接植生型挡土块的钢筋；10-C20混凝土浇底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明的适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，包括池体，所述池体上部设置有空心六边形护坡砖护坡区1，与水平面倾角≤45°，池体下部设置有挡土块护坡区3，与水平面60°＜倾角≤78°，池底设有挺水植物区4及沉水植物区5。

整个生态塘系统的外形、大小，以及护坡和挡土墙的高度、塘的进出水方式均可依据农田所在地的地形地貌、处理水量不同而变化，在依据处理水量以及当地的地形地貌确定了生态塘的形状、大小、及护坡和挡土墙的高度后，首先进行塘基础的开挖。塘基础挖好后进行挡土墙的施工，首先应用C20的混凝土浇底10，挡土墙的最佳坡度为78°，挡土墙的最佳深度为1m，依据当地的素土夯实程度确定碎石垫层7的厚度，垫层厚度一般为30-50cm。挡土块3的铺设层数应小于或等于8，如果受施工地地形的影响要增加挡土墙高度时，需增设土工布及土工格栅，挡土墙施工结束后进行空心六边形护坡砖的铺设，空心六边形护坡砖1的设计最佳厚度为5cm，高度依据护坡砖的大小可设计9-15cm不等。护坡砖铺设结束后对塘体进行细石混凝土压顶，待塘进口及出口等相应的水工设施施工结束后需对生态塘植物进行种植，一般在一场降雨之后或农田第一次退水后，塘里有部分积水时进行植物的种植，植物的选取应满足“易维护管理、避免引入外来物种”的原则，由于本发明是针对太湖流域农业氮磷面源污染拦截所设计，所以最佳的护坡陆生草本植物为狗牙根，最佳的水生草本植物为蒲草，最佳的挺水植物为芦苇以及最佳的沉水植物可选择苦草。系统运行初期可以通过控制出水闸门的方式以达到不同植物的最佳生长状态。

Claims (9)

1.一种适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，包括池体，其特征在于，所述池体上部设置有空心六边形护坡砖护坡区，池体下部设置有挡土块护坡区，池底设有挺水植物区及沉水植物区。

2.根据权利要求1所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，池体上部和下部的护坡区为两种不同倾角的护坡形式。

3.根据权利要求2所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述空心六边形护坡砖护坡与水平面倾角≤45°。

4.据权利要求2所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述挡土块护坡与水平面60°＜倾角≤78°。

5.据权利要求4所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述挡土块护坡与水平面为78°。

6.根据权利要求1所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，在生态塘的垂直方向上为不同的植物配置。

7.根据权利要求6所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述生态塘的空心六边形砖护坡区种植有陆生草本植物；挡土块护坡区内种植有水生草本植物；生态塘的底部靠近护坡一侧种植有挺水植物；生态塘的中央底部区域种植有沉水植物。

8.根据权利要求7所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述生态塘的空心六边形砖护坡区种植有狗牙根；挡土块护坡区内种植有蒲草；生态塘的底部靠近护坡一侧种植有芦苇；生态塘的中央底部区域种植有苦草。

9.根据权利要求1所述适应大坡角的垂向多生境生态塘系统，其特征在于，所述挡土块护坡区内侧设有碎石垫层。