一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，所述人工湿地单元（5）内被不同深度的第一、二分隔层（6、11）由内至外分隔为三个深浅不一的种植区域，中心种植区域为乔木种植区（1），中间种植区域为灌木种植区（2），外周种植区域为草本种植区（3），从而形成营造生态位差异化的复合植物群落。所述人工湿地单元的底部铺设有防渗层（7）。所述防渗层上铺设有三层填料层，各层填料层的填料粒径由上到下递增。本实用新型专利技术不仅能实现人工湿地高效净化水质效果的同时，又可保持植物多样性和群落稳定，提高生态功能和景观效果。

A Composite Subsurface Flow Constructed Wetland Unit with Trees, Shrubs and Grasses

【技术实现步骤摘要】
一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元
本技术涉及用于污水净化的人工湿地系统，特别是一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元。
技术介绍
潜流人工湿地是目前应用较多的人工湿地类型。在潜流人工湿地系统中，污水在湿地填料基质表层以下流动，一方面可以充分利用填料基质及其表层生长的生物膜、丰富的植物根系的拦截吸附、吸收等作用，提高其处理效果；另一方面由于污水在填料基质表层以下流动，其与空气直接接触较少，因此具有较好的保温性能、处理效果受气候影响相对较小、可配置的植物品种相对较多、不易滋生藻类和蚊虫等优点。目前人工湿地种植植物种类和群落结构过于单一，多为芦苇（Phragmitesaustralis）、花叶芦竹（Arundodonaxvarversicolor）、水葱（Schoenoplectustabernaemontani）、旱伞草（Cyperusalternifoliussubsp.flabelliformis）、香蒲（Typhaorientalis）、菖蒲（AcoruscalamusL.）、美人蕉（CannaindicaL.）、再力花（水竹芋Thaliadealbata）、梭鱼草（PontederiacordataL.）、黄菖蒲（Irispseudacorus）等水湿生草本植物，冬季多枯萎休眠，缺乏常绿种类。植物退冬后均需要收割，导致冬季系统的净化效率、生态功能及景观效果显著下降。同时，由于水湿生草本植物种之间生态位易重叠，竞争机制复杂，容易出现竞争排斥、无法多种物种共存，故实际应用时多为单一物种成片种植。而种植趋于单一化会造成生态系统的简化和一系列不良影响，如造成植物种群对自然灾害和病虫害的抵御能力下降，生态系统的脆弱性和不稳定性加大等。如何对人工湿地植物进行合理优化配置，综合考虑生态功能、净化效率和景观美学价值，发挥多物种复合群落效应是人工湿地群落营造的难题。因此，针对人工湿地复合群落营造，有必要对人工湿地系统结构和组成进行改良和优化，以错开物种间的生态位，增强湿地植物多样性和群落稳定性，提高冬季处理效率、景观效果和生态功能。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能实现人工湿地高效净化水质效果的同时，又可保持植物多样性和群落稳定，提高生态功能和景观效果的乔灌草复合的潜流湿地单元。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，提供一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其中，所述人工湿地单元内被不同深度的第一、二分隔层（6、12）由内至外分隔为三个深浅不一的种植区域，中心种植区域为乔木种植区，中间种植区域为灌木种植区，外周种植区域为草本种植区，以营造生态位差异化的复合植物群落潜流人工湿地单元。所述人工湿地单元的底部铺设有防渗层。所述防渗层上铺设有三层填料层，每层填料层厚度为0.3-0.5m，三层填料层总厚度为1-1.5m。各层填料层的填料粒径由上到下递增，顶层填料层的填料为粒径4-6mm的砂砾、沸石、火山岩等混合基质，中层填料层的填料为粒径20-30mm碎石、卵石等填料，底层填料层的填料为40-50mm的石灰石、炉渣、沸石等填料。底层填料可强化除磷，同时碱性填料可对植物起到一定控根作用，避免植物根系破坏防渗层。所述第一、二分隔层形成同心圆环状。所述第一分隔层位于所述第二分隔层围设的空间中，且第一分隔层设置在底层填料层上，第二分隔层设置在中层填料层上。所述第一、二分隔层分别由位于两侧的土工格栅与位于中部的石灰石填料构成。所述人工湿地单元为正方形，面积为9-16m2。所述人工湿地单元内设有排空管，且底层填料层中埋藏出水管，用于停床整顿时抽吸淤泥、防止填料堵塞。所述乔木种植区种植风箱树或小梾木，所述灌木种植区种植石榕树、中华蚊母树、赤楠等常绿种类，所述草本种植区种植石蒜、假酸浆、凤仙花、地肤或马蹄金。木本植物种植时选择容器控根苗，截断主根，将苗带容器植入填料即可，避免植物根系破坏防渗层。其中，落叶种类相对速生，且萌蘖能力强，作为群落上层植物，种植时选择规格在1-1.5m左右的灌木桩进行种植，每个人工湿地单元各种植1-2株，种植于单元的中央位置。常绿种类生长相对缓慢，作为中层植物，种植时选择规格在0.5-0.8m左右的灌木球进行种植，密度控制在每个人工湿地单元各种植6株。待灌木种类种植完后，将石蒜球根点种于人工湿地单元，作为下层植物。将假酸浆、凤仙花、地肤和马蹄金种子用蒸馏水浸泡至种壳膨胀裂开后，混合撒播于人工湿地单元，作为群落下层植物。至秋冬季，石蒜开始恢复生长，播种草本植物叶片出现发黄、开始枯萎时，将枯黄草本拔除。将上层落叶灌木当年生枝条全部修剪，从而达到去除部分污染物的效果。常绿植物春季进行打顶修剪，以促进萌蘖和维持造型。种植的植物需具有一定耐涝能力，且均为耐瘠薄种类，可在岩石缝隙中生长，故可适应以石砾为填料、底部有水流动的人工湿地环境。种植的植物配置为落叶+常绿植物、喜阳+耐阴植物、木本+草本植物、多年生植物+一年生植物、速生型和慢生型植物多种类型的组合，且都为乡土植物，不存在生态入侵风险，故可保持植物群落稳定性，不易退化，无需定期更新植株，景观效果好。所述植物中，赤楠、中华蚊母树、石榕树为常绿植物，石蒜为夏季休眠、秋季开花、冬季保持常绿的植物，通过不同生长休眠期植物的配置，保证冬季人工湿地净化效率，避免冬季处理效率下降。且所述常绿植物种类均具较强萌蘖能力，修剪养护相对简单。所述植物中，假酸浆、凤仙花、地肤和马蹄金虽为一年生植物，但自播能力较强，第二年无需补播种。所述植物均可作为中药入药，部分为全草入药，假酸浆、凤仙花、地肤和马蹄金等一年生植物种子也可入药，故秋冬季采收后可作为药用资源利用。本技术的有益效果是：净化效果好，且养护管理简单，植物成活率在80%以上，还可以增加该区域鸟类多样性。附图说明图1表示本技术乔灌草复合的潜流湿地单元的平面结构示意图。图2是图1的剖面图。图3是图1中乔灌草复合的潜流湿地单元的分隔层的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。实施例潜流人工湿地尾水深度净化工程在某污水处理厂人工湿地末段，建立了300m2潜流人工湿地尾水深度净化工程。该净化区由若干个正方形潜流人工湿地单元5组成，每个单元5的面积为9-16m2左右。每个人工湿地单元5内被同心圆环型的第一、二分隔层6、11分为三个区域，其中，中心区域形成圆型的乔木种植区1，乔木种植区1外形成圆环型的常绿灌木种植区2，常绿灌木种植区2外形成草本种植区3，这样，整个正方形潜流人工湿地单元5由内至外分为三个种植区域，分别用于乔木、灌木和草本种植。人工湿地单元5的底部铺设有防渗层7。防渗层7上铺设有三层填料层，每层填料层厚度约0.3-0.5m，三层填料层总厚度为1-1.5m。各层填料层的填料粒径由上到下递增，顶层填料层10的填料为粒径4-6mm的砂砾、沸石、火山岩等混合基质，中层填料层9的填料为粒径20-30mm的碎石、卵石等填料，底层填料层8的填料为粒径40-50mm的石灰石、炉渣、沸石等填料。草本植物更新较快，枯落物较多，人工湿地单元5的草本种植区3内设有排空管4，以用于停床整顿时抽吸淤泥、防止填料堵塞。在单元两侧埋藏进水管和出水管（图中未示），各个单元进、出水管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，所述人工湿地单元（5）内被不同深度的第一、二分隔层（6、11）由内至外分隔为三个深浅不一的种植区域，中心种植区域为乔木种植区（1），中间种植区域为灌木种植区（2），外周种植区域为草本种植区（3），从而形成营造生态位差异化的复合植物群落。

【技术特征摘要】
1.一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，所述人工湿地单元（5）内被不同深度的第一、二分隔层（6、11）由内至外分隔为三个深浅不一的种植区域，中心种植区域为乔木种植区（1），中间种植区域为灌木种植区（2），外周种植区域为草本种植区（3），从而形成营造生态位差异化的复合植物群落。2.根据权利要求1所述的一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，所述人工湿地单元的底部铺设有防渗层（7）。3.根据权利要求2所述的一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，所述防渗层上铺设有三层填料层，各层填料层的填料粒径由上到下递增。4.根据权利要求3所述的一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，每层填料层厚度为0.3-0.5m，所述三层填料层总厚度为1-1.5m。5.根据权利要求1所述的一种乔灌草复合的潜流人工湿地单元，其特征在于，所述第一、二分隔层形成同心圆环状。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文明，宋凤鸣，尹振文，谭若涛，谢芳丽，
申请(专利权)人：湖南先导洋湖再生水有限公司，谭若涛，谢芳丽，
类型：新型
国别省市：湖南,43