生物滞留池

生物滞留池是一种模仿自然水文过程的人工设施，通过在浅洼地中填充特殊介质、并种植特定植物，来管理和净化地表雨水径流。它的核心功能是“滞留”和“处理”。

1. 基本概念与目标

   • 它是什么？ 生物滞留池通常被称为“雨水花园”，是设置在城市或开发区的一种景观设施。它本质上是一个浅的洼地，用于收集来自屋顶、道路和停车场等不透水表面的雨水。
   • 主要目标： 其首要目标是替代自然土地被硬化后失去的生态功能。具体包括：
     • 水量控制： 通过临时储存雨水，减缓雨水径流的排放速度，降低下游排水系统和河流的洪水风险。
     • 水质净化： 利用土壤、植物和微生物的协同作用，过滤和去除径流中的污染物，如悬浮颗粒、重金属、营养盐（氮、磷）和油脂等。

2. 结构与组成层次
   一个典型的生物滞留池从上到下由多个功能层构成，每一层都有其独特的作用：

   • 蓄水层： 最上层，是一个浅水塘，用于暂时储存汇入的雨水径流。
   • 覆盖层： 通常由木屑或树皮铺成，覆盖在种植土壤表面。它能防止土壤被冲刷、保持土壤湿润、并为微生物提供栖息地。
   • 种植土壤与植被层： 这是核心处理层。土壤是特制的混合物，具有高渗透性和丰富的有机质。其上种植的耐旱、耐涝的本地植物（如芦苇、莎草等），其根系不仅能吸收水分和污染物，还能为微生物创造活动通道，防止土壤板结。
   • 过滤层： 通常由沙子构成，用于进一步过滤和净化下渗的水。
   • 排水层： 由较粗的砾石组成，内部埋设穿孔排水管。这一层收集经过净化的水，并将其缓慢排入下游的雨水管或用于补充地下水。

3. 净化机理的深入解析
   雨水在流经各层时，通过多种物理、化学和生物过程得到净化：

   • 物理过程： 土壤和过滤层的孔隙像一个筛子，直接截留和过滤水中的悬浮固体、颗粒物和部分附着在颗粒上的污染物。
   • 化学过程： 土壤颗粒表面通常带负电荷，能通过吸附作用固定住带正电的污染物离子，如重金属（铅、铜、锌）和铵离子。
   • 生物过程： 这是“生物”二字的精髓所在。
     • 植物吸收： 植物根系吸收水中的氮、磷等营养盐，将其转化为自身生物量，从而防止水体富营养化。
     • 微生物降解： 土壤和植物根际（根系周围区域）富集了大量的微生物。这些微生物能将复杂的有机污染物（如油污）分解成二氧化碳和水；还能通过硝化和反硝化作用，将有毒的铵盐转化成无害的氮气释放到大气中。

4. 设计与维护的关键考量

   • 水文设计： 工程师需要根据汇水面积、当地降雨量等数据，精确计算生物滞留池的尺寸和深度，以确保其能处理设计标准的降雨事件。
   • 植物选择： 必须选择既能耐受短期水淹又能忍受长期干旱的本地植物，以保证设施的长期稳定运行。
   • 维护要求： 生物滞留池并非一劳永逸。需要定期清理入口处的垃圾和沉积物，修剪或更换植物，并在土壤渗透性下降时进行翻新或更换，以维持其最佳性能。

5. 应用与生态效益
   生物滞留池是“海绵城市”建设中的关键技术之一。它不仅能有效管理城市雨水，减轻市政排水压力，还能通过补充地下水、增加绿地面积、为昆虫和鸟类提供栖息地等方式，提升城市的整体生态环境和生物多样性。