一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，包括池體，所述池體上部設置有空心六邊形護坡磚護坡區，池體下部設置有擋土塊護坡區，池底設有挺水植物區及沉水植物區。池體上部和下部的護坡區為兩種不同傾角的護坡形式。所述空心六邊形護坡磚護坡與水平面傾角≤45°。所述擋土塊護坡與水平面60°＜傾角≤78°。本發明為既美觀、易維護，又占地面積省、適應不同地形的垂向多生境生態塘系統，在生態塘的垂直方向上，通過不同類型的植物配置，形成了“厭氧-好氧”的不同區域，從而在改善流域生境的同時，也達到了對農田排水及降雨徑流等高氮磷含量的廢水高效去除的目的。
【專利說明】一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于農田氮磷污水處理、環境保護【技術領域】，具體涉及一種應用于農田面源氮磷污染的生態凈化生態塘系統。
【背景技術】
[0002]太湖水體污染已進入較為嚴重的富營養化階段，盡管近年來采取了一定的治理措施，但湖泊水質并未得到根本改善，根本原因之一在于農田非點源污染的巨大影響。農田排水、雨水徑流是農田非點源污染入湖的主要途徑，因此，研究制定有效的農田非點源污染物攔截措施，消減農田排水中氮磷等污染物直接入湖負荷，遏制水體富營養化，成為控制農業非點源污染研究方面的重要內容。
[0003]當前，農業面污染源氮磷流失攔截主要包括生態溝渠技術，攔截壩技術、ET造流生化技術以及生態塘/人工濕地處理技術等，生態塘(ecological pond,簡稱EP)又稱穩定塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的污水生物處理技術。污水在塘內緩慢地流動，較長時間的貯留，通過在污水中存活的微生物的代謝活動，包括水生植物在內的多種生物的綜合作用，使污染物降解，污水得以凈化。生態塘處理系統已在許多國家得到廣泛應用。中國從上個世紀80年代開始至今在全國范圍開展了研究。雖然與傳統活性污泥法、A2/O法、氧化溝法、AB法以及近幾年出現的SBR法、生物膜法、高壓膜法等相比，具有占地面積大的缺點，但其投資少、運行費用低、運行管理簡單等優點是其他處理方法無法相比的。在生態塘處理系統中，既可以養殖魚蝦、水禽等，又可以種植藕、蘆葦等水生植物，形成復雜的生態系統，同時處理后的水可灌溉農田，改良土地，或經進一步處理后回用于工業用水，具有很好的環境效益和經濟效益。
[0004]生態塘技術也有其固有的缺點:水力停留時間較長、效率低下、占地面積大、基建費用高等，限制了塘處理工藝的推廣應用。目前，生態塘的處理工藝正在向著正規化、系統化、資源化、生態化、美學化的方向發展。篩選、培育高效水生凈化植物，組合曝氣、水生植物、水產養殖等多個生物處理單元的綜合功能，營建生化一體化的水生動植物的復合生態體系，將成為生態塘處理工藝的發展方向。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，克服現有技術中傳統生態塘的占地面積大、不美觀的問題。
[0006]本發明的技術方案是:
[0007]一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統,包括池體,所述池體上部設置有空心六邊形護坡磚護坡區，池體下部設置有擋土塊護坡區，池底設有挺水植物區及沉水植物區。
[0008]池體上部和下部的護坡區為兩種不同傾角的護坡形式。所述空心六邊形護坡磚護坡與水平面傾角<45°。所述擋土塊護坡與水平面60° <傾角<78°，作為優選，擋土塊護坡與水平面為78°。[0009]在生態塘的垂直方向上為不同的植物配置。所述生態塘的空心六邊形磚護坡區種植有陸生草本植物；擋土塊護坡區內種植有水生草本植物；生態塘的底部靠近護坡一側種植有挺水植物；生態塘的中央底部區域種植有沉水植物。作為優選，所述生態塘的空心六邊形磚護坡區種植有狗牙根；擋土塊護坡區內種植有蒲草；生態塘的底部靠近護坡一側種植有蘆葦；生態塘的中央底部區域種植有苦草。
[0010]所述擋土塊護坡區內側設有碎石墊層。
[0011]本發明的有益效果是:(1)通過塘體上部的空心六邊形磚護坡結構的設計，不僅起到與普通混凝土塊同樣的穩定坡面、防止護坡受降雨侵蝕的作用，而且護坡磚內種植的草本植物可以對土壤進一步固定且可以攔截去除降雨徑流的部分氮磷；(2)生態塘的塘壁采用不同形式的護坡結構，一方面解決了單一形式護坡結構受傾角不能過大的約束，另一方面也均衡了兩種護坡結構的高度，使得整個塘體在深度方向更加牢固，出現塌方的概率大大降低。(3)塘體下部擋土塊采用干砌的方式鋪設，整個擋土墻具有良好的透水性，擋土墻內側的碎石表面易形成生物膜，加之植生型擋土塊孔內種植植物，使得整個擋土墻形成了一個“植物-微生物”混合去除氮磷系統，從而使得氮磷去除效率大大的增加；(4)生態塘垂直方向上采用不同的植物配置，不僅可以增加氮磷的降解效率從而節省占地面積，而且有助于改善當地的生境條件；(5)在塘底部靠近塘壁種植蘆葦等挺水植物在去除水體氮磷的同時，可以利用挺水植物的莖為塘底部的微生物輸送氧氣，從而增加了氮磷的去除效率；
(6)塘底部種植苦草等沉水植物，不僅可以吸收去除水體中氮磷等污染物，而且可以防止塘底部的淤泥懸浮，能顯著提高塘里水的透明度，使得整個生態塘系統更加的具有觀賞價值。
[0012]本發明為既美觀、易維護，又占地面積省、適應不同地形的垂向多生境生態塘系統，在生態塘的垂直方向上，通過不同類型的植物配置，形成了“厭氧-好氧”的不同區域，從而在改善流域生境的同時，也達到了對農田排水及降雨徑流等高氮磷含量的廢水高效去除的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為這種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統在垂直方向的結構圖；
[0014]圖2為空心六邊形護坡磚的大樣圖(a)及其鋪設結構大樣圖(b)；
[0015]圖3為植生型擋土塊的大樣圖(a)及其鋪設結構圖(b)；
[0016]其中，1-空心六邊形護坡磚；2_陸生草本護坡植物；3_植生型擋土塊；4_挺水植物；5_沉水植物；6_水生草本植物；7_碎石墊層；8_細石混凝土壓頂；9_連接植生型擋土塊的鋼筋；10-C20混凝土澆底。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0018]本發明的適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，包括池體，所述池體上部設置有空心六邊形護坡磚護坡區1，與水平面傾角< 45°，池體下部設置有擋土塊護坡區3，與水平面60° <傾角< 78°，池底設有挺水植物區4及沉水植物區5。
[0019]整個生態塘系統的外形、大小，以及護坡和擋土墻的高度、塘的進出水方式均可依據農田所在地的地形地貌、處理水量不同而變化，在依據處理水量以及當地的地形地貌確定了生態塘的形狀、大小、及護坡和擋土墻的高度后，首先進行塘基礎的開挖。塘基礎挖好后進行擋土墻的施工，首先應用C20的混凝土澆底10，擋土墻的最佳坡度為78°，擋土墻的最佳深度為lm，依據當地的素土夯實程度確定碎石墊層7的厚度，墊層厚度一般為30-50cm。擋土塊3的鋪設層數應小于或等于8，如果受施工地地形的影響要增加擋土墻高度時，需增設土工布及土工格柵，擋土墻施工結束后進行空心六邊形護坡磚的鋪設，空心六邊形護坡磚I的設計最佳厚度為5cm,高度依據護坡磚的大小可設計9-15cm不等。護坡磚鋪設結束后對塘體進行細石混凝土壓頂，待塘進口及出口等相應的水工設施施工結束后需對生態塘植物進行種植，一般在一場降雨之后或農田第一次退水后，塘里有部分積水時進行植物的種植，植物的選取應滿足“易維護管理、避免引入外來物種”的原則，由于本發明是針對太湖流域農業氮磷面源污染攔截所設計，所以最佳的護坡陸生草本植物為狗牙根，最佳的水生草本植物為蒲草，最佳的挺水植物為蘆葦以及最佳的沉水植物可選擇苦草。系統運行初期可以通過控制出水閘門的方式以達到不同植物的最佳生長狀態。
【權利要求】
1.一種適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，包括池體，其特征在于，所述池體上部設置有空心六邊形護坡磚護坡區，池體下部設置有擋土塊護坡區，池底設有挺水植物區及沉水植物區。
2.根據權利要求1所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，池體上部和下部的護坡區為兩種不同傾角的護坡形式。
3.根據權利要求2所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述空心六邊形護坡磚護坡與水平面傾角<45°。
4.據權利要求2所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述擋土塊護坡與水平面60° <傾角<78°。
5.據權利要求4所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述擋土塊護坡與水平面為78°。
6.根據權利要求1所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，在生態塘的垂直方向上為不同的植物配置。
7.根據權利要求6所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述生態塘的空心六邊形磚護坡區種植有陸生草本植物；擋土塊護坡區內種植有水生草本植物；生態塘的底部靠近護坡一側種植有挺水植物；生態塘的中央底部區域種植有沉水植物。
8.根據權利要求7所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述生態塘的空心六邊形磚護坡區種植有狗牙根；擋土塊護坡區內種植有蒲草；生態塘的底部靠近護坡一側種植有蘆葦；生態塘的中央底部區域種植有苦草。
9.根據權利要求1所述適應大坡角的垂向多生境生態塘系統，其特征在于，所述擋土塊護坡區內側設有碎石墊層。
【文檔編號】E02B3/12GK104018463SQ201410249463
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】王曉玲, 喬斌, 李松敏, 涂佳敏 申請人:天津大學