CN115367886B - 一种生物滞留池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物滞留池，它的池体由前置塘和蓄渗塘构成，前置塘设置在来水侧且其深度小于蓄渗塘深度，池体的边沿随地形走向进行布置；前置塘用于对来水进行沉淀、拦截和吸附，蓄渗塘用于对经前置塘处理后的水进行保存、渗滤；前置塘与蓄渗塘通过石块隔离带进行分隔，前置塘与蓄渗塘内均种植有水生植物，池体边沿间隔种植有池周树和带刺绿篱隔离体，所有相邻的两组带刺绿篱隔离体之间均有池周树。方便矿山生态修复区的小动物日常饮水、繁衍和栖息，兼具排灌功能、蓄水功能、生物功能和景观功能。

Description

一种生物滞留池

技术领域

本发明属于矿山生态修复技术领域，具体涉及一种生物滞留池。

背景技术

矿山通常位于人烟稀少的山区，特别是在径流量大、存在潜在污染且雨季分布不均/季节性缺水的历史遗留和关闭矿山，经常存在土地综合整治/矿山生态修复后的植被管护用水严重缺乏、生物繁衍生息条件恶劣等问题。对此，现有方式通常是在修复区域建设混凝土水池/泥水池，但这种方式存在诸多缺点：每年需要定期进行维护，池体容易开裂、损坏，旱季后再蓄水时容易漏水，成本高。

在海绵城市建设、维护和污水治理过程中，可以采用生物滞留池净化雨水和控制溢流，实现渗滤、蓄和排水功能。例如，已公开文献CN210065316U（具有渗、滞、蓄、净、用、排功能的生物滞留池），包括：池本体，内设有土壤层和砾石层，池本体上设有出水口，砾石层位于土壤层的下方，出水口位于砾石层的下方；储水槽，在竖直方向上储水槽的内顶面的高度小于等于砾石层上表面的高度，储水槽与池本体构成U型连通器，砾石层具有厌氧状态和好氧状态且厌氧状态和好氧状态交替出现以去除水中的氮元素；引水件，一端设在土壤层内且另一端设在储水槽内以将储水槽内的水引导至土壤层内。然而，前述方案属于现有生物滞留池的典型结构，并不适合矿山生态修复，且其结构较为复杂。

更关键地是，矿山生态修复过程中存在土层沉降的问题，而直接借鉴现有的普通水池或生物滞留池，必须要定期进行维护/管护，即使成林后也需要进行管护，不仅存在设施成本和维护成本高昂的问题，而且存在池水损失快、生态修复后期池底渗水的难题。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种方便矿山生态修复区的小动物日常饮水、繁衍和栖息，兼顾排灌功能、蓄水功能、生物功能和景观功能的生物滞留池。

本发明采用的技术方案如下。

一种生物滞留池，它的池体由前置塘和蓄渗塘构成，前置塘设置在来水侧且其深度小于蓄渗塘深度，池体的边沿随地形走向进行布置；前置塘用于对来水进行沉淀、拦截和吸附，蓄渗塘用于对经前置塘处理后的水进行保存、渗滤；前置塘与蓄渗塘通过石块隔离带进行分隔，前置塘与蓄渗塘内均种植有水生植物，池体边沿间隔种植有池周树和带刺绿篱隔离体，所有相邻的两组带刺绿篱隔离体之间均有池周树。

在前述方案的基础上，本发明目的之二在于提供一种结构简单，设施成本和维护成本低，且能够有效防止池底在生态修复后期渗水的问题。它的池底结构自下往上依序为原土夯实层、黏土过渡层、防渗土工膜、黏土层、乱石层，黏土过渡层的厚度为20±5mm，黏土层的厚度为300-400mm，乱石层的厚度不小于20mm。

进一步地，防渗土工膜采用埋入式结构，其平面和坡面（即铺设在池体底壁和斜壁的防渗土工膜）的自然褶皱分别为5%~8%（即防渗土工膜未被拉直时的截面呈均匀的波形结构，具有规则的褶皱特征，且防渗土工膜在完全被拉直时的长度为其在自然状态下长度的1.05~1.08倍），预留伸缩量为3%~5%，渗透系数控制在10-8m/s以内。作为更优选，其平面和坡面的自然褶皱分别为5%，也即是防渗土工膜在完全被拉直时的长度为其在自然状态下长度的1.05倍。

进一步地，在前置塘与蓄渗塘的过渡区的石块隔离带种植有挺水植物。

作为优选，在前置塘内种植有荐菖蒲、芦苇、花叶芦苇、美人蕉、鸢尾中的至少两种植物；在蓄渗塘内种植有3-4种随机组合的沉水植物和/或挺水植物和/或湿生植物。

作为优选，前置塘内，菖蒲的种植密度控制为30-40芽/m²，芦苇或花叶芦苇的种植密度控制为20-30芽/m²，美人蕉或鸢尾的种植密度控制为10-15株/m²；蓄渗塘内，沉水植物主要采用黑藻（30-40芽/m²）和金鱼藻（30-40芽/m²）并按1:1种植，挺水或湿生植物按照菖蒲（30-40芽/m²）、茭白（10-15株/m²）、水葱（30-40芽/m²）、灯芯草（30-40芽/m²)进行种植，挺水或湿生植物高度控制为菖蒲H=45cm、芦苇H=60cm、花叶芦苇H=60cm、美人蕉H=60cm、鸢尾H=40cm。

作为优选，池周树采用乡土乔和/或灌木，带刺绿篱隔离体由带刺的乡土绿篱植物构成。

为了更好地解决池水损失快的问题，前置塘长度约为池体总长的1/3，前置塘深度不大于100cm，蓄渗塘的深度不大于150cm。

进一步地，前置塘与蓄渗塘的过渡区位于呈腰形结构池体的颈部位置。作为优选，前置塘容量小于蓄渗塘容量。

进一步地，在前置塘的进水侧设置有沉砂凼，沉沙凼断面尺寸大于其水沟断面，沉沙凼底部设置矿山废弃石块。

有益效果：本发明提供的生物滞留池不仅能够方便生态修复区的小动物日常饮水、繁衍和栖息，其池底种植的水生植物为蟾蜍、蛙、蛇等小动物营造出了较好的繁衍栖息环境，而且兼具排灌功能、蓄水功能、生物功能和景观功能，还具有雨水沉淀、拦截、吸附和蓄水、渗滤功能；本发明提供的生物滞留池相比于常规水池，在旱季的池水蒸发量（单位时间内的池水蒸发量）更小，较常规水池的池水蒸发量减少约50%，具有实时、自适应性调整池水挥发面的能力，池周植物也具有一定保水蓄水作用，能够更好地保证了区域用水；本发明提供的生物滞留池设施成本（造价）低，同等容量（200m³）条件下，本发明生物滞留池造价低，仅约传统浆砌块石水池成本的35%，仅约传统钢筋混泥土水池成本的50%，仅约常规海绵城市用生物滞留池成本的30%。

更重要的是，本发明提供的生物滞留池无需维护，池周成林后无需管护，且在生态修复的整个过程中都不存在渗水的问题。

附图说明

图1为实施例中生物滞留池剖面示意图；

图2为实施例中生物滞留池平面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1和图2所示，一种生物滞留池，它的池体由前置塘4和蓄渗塘6构成，蓄渗塘6设置有溢水通道9，前置塘4设置在来水侧且其深度小于蓄渗塘6深度，池体的边沿主要随地形走向进行布置；前置塘4用于对来水进行沉淀、拦截和吸附，蓄渗塘6用于对经前置塘4处理后的水进行保存、渗滤；前置塘4与蓄渗塘6通过石块隔离带进行分隔，前置塘4与蓄渗塘6内均种植有水生植物，池体边沿间隔种植有池周树7和带刺绿篱隔离体8，所有相邻的两组带刺绿篱隔离体8之间均有池周树7，在合适的带刺绿篱隔离体8设置安全门，方便人员进出，带刺绿篱隔离体8和池周树7所在区域未正式成林或存在安全隐患情况下，应在适宜位置设置警示牌，预防人、牲畜的误跌水发生安全事故。

本实施例中，池底结构自下往上依序为原土夯实层12、黏土过渡层13、防渗土工膜14（两布一膜，可以降低植物根系和紫外线对薄膜的影响）、黏土层15、乱石层16，黏土过渡层13的厚度为20±5mm，黏土层15的厚度为350mm，乱石层16的厚度为25mm，乱石层16的乱石就地取材，采用矿山废弃石块，原土夯实层12的压实度＞93%。

本实施例中，防渗土工膜采用埋入式结构，铺设时，防渗土工膜不宜拉得过紧，将位于池体内平面和坡面的防渗土工膜的自然褶皱均控制为5%，预留伸缩量为5%，渗透系数控制在 10-8m/s以内。

本实施例中，在前置塘4与蓄渗塘6的过渡区的石块隔离带5种植有挺水植物，即石块隔离带5作为前置塘4与蓄渗塘6分界区，该挺水植物采用芦苇和/或鸢尾之类的植物（附图标记11表示）。

本实施例中，在前置塘4内种植有菖蒲、芦苇、花叶芦苇、美人蕉、鸢尾中的至少两种植物；在蓄渗塘6内种植有3-4种随机组合的沉水植物和/或挺水植物和/或湿生植物。其中，菖蒲的种植密度控制为30-40芽/m²，芦苇或花叶芦苇的种植密度控制为20-30芽/m²，美人蕉或鸢尾的种植密度控制为10-15株/m²；蓄渗塘6内，沉水植物主要采用黑藻（30-40芽/m²）和金鱼藻（30-40芽/m²）并按1:1种植，挺水或湿生植物按照菖蒲（30-40芽/m²）、茭白（10-15株/m²）、水葱（30-40芽/m²）、灯芯草（30-40芽/m²)进行种植，挺水或湿生植物高度控制为菖蒲H=45cm、芦苇H=60cm、花叶芦苇H=60cm、美人蕉H=60cm、鸢尾H=40cm。在一个具体应用案例中，前置塘4内，菖蒲、芦苇、鸢尾或其类似植物（用附图标记10表示）种植在靠近来水侧的坡面，灯芯草种植在前置塘4的下凹区；蓄渗塘6内，芦苇、鸢尾或其类似植物中种植在蓄渗塘6的溢水通道9所在坡面，蓄渗塘6的下凹区内种植黑藻、金鱼藻、苦草等沉水植物。

本实施例中，池周树7采用乡土乔和/或灌木，带刺绿篱隔离体8由带刺的乡土绿篱植物构成。

本实施例中，前置塘4长度约为池体总长的1/3，前置塘4深度不大于100cm，蓄渗塘6的深度不大于150cm；前置塘4与蓄渗塘6的过渡区位于呈腰形结构池体的颈部位置；前置塘4容量小于蓄渗塘6容量。

本实施例中，在前置塘4的进水侧设置有沉砂凼2，沉沙凼2断面尺寸大于其水沟断面，沉沙凼2底部设置矿山废弃石块。具体地：根据区域汇水面情况，在位于前置塘4的进水侧且长度超过100m的排水沟或汇水路径的转角处/末端设置沉沙凼2，沉沙凼2以土质为主，其断面尺寸宜大于所在排水沟断面，最大深度不超80cm，沉沙凼2底部设置矿山废弃石块。在沉沙凼2的边沿间隔种植有池周树7和带刺绿篱隔离体8，相邻的两组带刺绿篱隔离体8之间均有池周树7。图2中示意的沉砂凼2具有三个进水口1和一个出水口3。

本例中的生物滞留池，不仅能够方便生态修复区的小动物日常饮水、繁衍和栖息，其高低起伏的池底以及池中种植的水生植物为蟾蜍、蛙、蛇等小动物营造出了较好的繁衍栖息环境，而且兼具排灌功能、蓄水功能、生物功能和景观功能，还具有雨水沉淀、拦截、吸附和蓄水、渗滤功能；相比于常规水池，其在旱季的池水蒸发量（单位时间内的池水蒸发量）更小，较常规水池的池水蒸发量减少约50%，具有实时、自适应性调整池水挥发面的能力，池周植物也具有一定保水蓄水作用，能够更好地保证了区域用水；这种生物滞留池设施成本（造价）低，同等容量（200m³）条件下，本例中生物滞留池造价不到七万元，仅约传统浆砌块石水池成本的35%，仅约传统钢筋混泥土水池成本的50%，仅约常规海绵城市用生物滞留池成本的30%。更重要的是，该生物滞留池的池底采用了软层（黏土过渡层）夹软层（黏土层）和硬层（原土夯实层、乱石层）夹软层的结构，无需维护，池周成林后无需管护，且在生态修复的整个过程中都不存在渗水的问题，特别是在旱季后再蓄水时既不存在池底渗水问题，也不存在漏水问题。

Claims (4)

1.一种生物滞留池，其特征在于：它的池体由前置塘和蓄渗塘构成，前置塘设置在来水侧且其深度小于蓄渗塘深度，池体的边沿随地形走向进行布置；前置塘用于对来水进行沉淀、拦截和吸附，蓄渗塘用于对经前置塘处理后的水进行保存、渗滤；前置塘与蓄渗塘通过石块隔离带进行分隔，前置塘与蓄渗塘内均种植有水生植物，池体边沿间隔种植有池周树和带刺绿篱隔离体，所有相邻的两组带刺绿篱隔离体之间均有池周树；

它的池底结构自下往上依序为原土夯实层、黏土过渡层、防渗土工膜、黏土层、乱石层，黏土过渡层的厚度为20±5mm，黏土层的厚度为300-400mm，乱石层的厚度不小于20mm；

防渗土工膜采用埋入式结构，其平面和坡面的自然褶皱分别为5％～8％，预留伸缩量为3％～5％，渗透系数控制在10-8m/s以内；

在前置塘与蓄渗塘的过渡区的石块隔离带种植有挺水植物；

前置塘长度约为池体总的1/3，前置塘深度不大于100cm，蓄渗塘的深度不大于150cm；

前置塘与蓄渗塘的过渡区位于呈腰形结构池体的颈部位置；前置塘容量小于蓄渗塘容量；

在前置塘的进水侧设置有沉砂凼，沉沙凼断面尺寸大于其水沟断面，沉沙凼底部设置矿山废弃石块；

蓄渗塘设置有溢水通道，蓄渗塘内，芦苇、鸢尾或其类似植物中种植在蓄渗塘的溢水通道所在坡面；前置塘内，菖蒲、芦苇、鸢尾种植在靠近来水侧的坡面，灯芯草种植在前置塘的下凹区；蓄渗塘的下凹区内种植黑藻、金鱼藻、苦草。

2.根据权利要求1所述的生物滞留池，其特征在于：在前置塘内种植有荐菖蒲、芦苇、花叶芦苇、美人蕉、鸢尾中的至少两种植物；在蓄渗塘内种植有3-4种随机组合的沉水植物和/或挺水植物和/或湿生植物。

3.根据权利要求2所述的生物滞留池，其特征在于：前置塘内，菖蒲的种植密度控制为30-40芽/m2，芦苇或花叶芦苇的种植密度控制为20-30芽/m2，美人蕉或鸢尾的种植密度控制为10-15株/m2；蓄渗塘内，沉水植物主要采用黑藻(30-40芽/m2)和金鱼藻(30-40芽/m2)并按1:1种植，挺水或湿生植物按照菖蒲(30-40芽/m2)、茭白(10-15株/m2)、水葱(30-40芽/m2)、灯芯草(30-40芽/m2)进行种植，挺水或湿生植物高度控制为菖蒲H＝45cm、芦苇H＝60cm、花叶芦苇H＝60cm、美人蕉H＝60cm、鸢尾H＝40cm。

4.根据权利要求3所述的生物滞留池，其特征在于：池周树采用乡土乔和/或灌木，带刺绿篱隔离体由带刺的乡土绿篱植物构成。