三月，我们主持网络研讨会北卡罗来纳州立大学(NCSU) Bill Hunt博士实验室的工程师Jonathan Page就设计原则、处理过程和使用Silva cell作为雨水控制措施的实施提供了雨水工程方面的观点。188金宝搏投注目前的研究成果和设计案例研究包括在演示中。在网络研讨会结束后，有几个人向我们提出了后续问题。知道其他人可能也有同样的问题，我们决定在这里打印问题和答案(由the Kestrel Design Group的景观设计师Nathalie Shanstrom准备)。- lm
我在这个博客上看到有结构的土壤(pedds)可以达到与85%的沙子混合物相似的perk率，同时获得类似的污染物去除率，对树木更好。这是真的吗?
表1列出了一些基本土壤类型的普遍接受的入渗率(根据Saxton和Rawls 2006年的资料)。
表1:萨克斯顿和罗尔斯2006年不同土壤质地的饱和水力传导率
| 结构类 | 沙子 | 粘土 | 饱和电导率(mm/h) | 饱和电导率(in/h) |
| 沙子 | 88 | 5 | 108.1 | 4.３ |
| 壤质砂土 | 80 | 5 | 96.7 | 3.81 |
| 砂壤土 | 65 | 10 | 50.3 | 1.98 |
| 壤土 | 40 | 20. | 15.5 | 0.61 |
| 粉砂壤土 | 20. | 15 | 16.1 | 0.63 |
| 淤泥 | 10 | 5 | 22 | 0.87 |
为什么工程师使用高含砂
以上数字并非基于生物滞留土的数据。许多工程师声称，由于通过生物滞留土壤的雨水比通过非最佳管理实践[BMP]的典型土壤要多得多，生物滞留土壤将更容易受到更多的罚款和堵塞——因此，它们应该具有高含沙量，以抵消随着时间的推移将收集到的大量罚款。
20世纪90年代使用的原始生物保留混合物通常由沙子、表土和有机物(例如，堆肥或切碎的硬木覆盖物)组成。许多与这些混合物安装的生物保留细胞由于堵塞而失败。工程师们通过降低土壤中的细粒含量来应对这些失败，通常推荐80/20的混合。这些混合物堵塞较少，但不利于植物生长或养分的流失，所以现在人们又开始远离80/20的混合物了。
一些细颗粒的含量并不会对生物保留产生不良影响，而且对树木有好处
随着时间的推移，几种细粒含量高于15%的生物保留细胞表现良好。例如，Emerson和Traver(2008)监测了宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学(Villanova University) 30%细粒土壤的雨园的入渗率，发现在4.25年的时间里，入渗率没有显著变化。在监测期间，该雨园没有进行任何维修工作。在此期间，平均入渗速率为每小时5英寸(25毫米)，高于对这种土壤质地的预测。他们将持续的高入渗率归因于浓密的植被和地表覆盖物。Gilbert Jenkins等(2011)发现，即使经过8年，同一菜园的渗透率也没有明显下降。
研究表明，土壤中的根和动物(如无脊椎动物)可以维持土壤中的大孔隙，因此可以保持自然入渗速率，即使在生物保留细胞中也是如此。
例如，Emily Ayers(2009)研究了10个年龄从1岁到10岁的生物保持细胞。在她的研究中，沙子的含量从46.4%到91%不等。这些地方十分之九的沙子含量不到80%。她在这些地方都没有发现堵塞的证据。
她测量了其中三个地点的入渗率，大概是因为土壤中的生物活性(维持土壤结构)，入渗率大大超过了Rawls等人1982年仅根据土壤质地所预期的入渗率(> 3x):
表2:Ayers测量的生物滞留细胞的实际浸润率与预测浸润率(2009)
| 网站的名字 | 土壤 | 基于罗尔斯等人1982年的预测入渗率(英寸每小时) | 测量入渗速率(英寸每小时) | 测量入渗率时的年龄 |
| 英国石油公司 | 沙子53%，粉砂23.5%，粘土23.4% | 0.2 | 3.15 | 7年 |
| NWHS | 砂51.4%，粉34.2%，粘土14.4% | 0.6 | 2.165 | 5年 |
| LRH | 46.4%的沙子，33.3%的淤泥，20.3%的粘土 | 0．5 | 3.15 | 10年 |
她的论文告诫人们不要在生物保留细胞中使用含沙量很高的材料，原因如下:
- “沙子不能很好地保持水分或营养物质，会为雨水花园植物和土壤动物创造一个不适宜居住的环境。”
- “沙子不能很好地保持大孔隙结构，这限制了土壤的渗透性。蚯蚓和植物的根可能会产生孔隙，但在不稳定的土壤中，这种结构会在每次下雨时被破坏。”
细粉(淤泥和粘土)也能改善污染物的去除(如Hunt等，2012年)。
Skorobogatov等人的研究表明树根增加渗透速率甚至比草本植物的根还要多，所以随着时间的推移，在有树木的生物保留区，与没有树木的生物保留区相比，持续的渗透率应该更少。
尽管工程师们担心，随着时间的推移，由于周围流域的细颗粒的涌入，生物滞留率会下降，但研究表明，正确设计和安装的生物滞留池通常会降低更高的由于植物根和动物所创造和维持的大孔隙，渗透速率比预期的要快。
我对土壤选择感到困惑。根据我的理解，我们应该以更多的沙质土壤为目标，以便尽可能地进行最佳的渗透/过滤。对吗?
对于大多数雨水目标来说，每小时1“至2”(25mm - 50mm)的渗透速率是最佳的(Hunt等人，2012年)。这与砂质壤土的预测渗透率相对应，其中约有60-65%的沙子。
渗透率必须足够高，以便能够在规定的排水时间内(通常为72小时，在某些司法管辖区低至24小时)排出雨水控制措施，但如果渗透率过高，植物健康和污染物去除将会降低。
所以:沙子和细粉之间必须有一个平衡。在土壤中加入细粒可以通过增加阳离子交换容量和增加接触时间来改善污染物的去除。在土壤中添加一些细粒对树木的最佳健康也很重要。树木越健康，它提供的雨水效益就越大。在这个设计领域，我们仍有很多需要学习的地方，比如哪种混合物最适合树木，同时随着时间的推移执行雨水管理功能。
在今年早些时候的网络研讨会上，乔纳森·佩奇(Jonathan Page)讨论了席尔瓦单元系统的存储容量——只是他没有计算该系统188金宝搏投注中包含的20%的土壤容量。他是如何定义存储的?
我们问了JP，他的回答是“我假设所有的径流都储存在土壤上方的空气空间和/或团聚层中。这是因为我接触过的大多数允许实体都不允许将土壤水分储存包括在计算中，并且我必须假设土壤处于现场容量。显然，土壤中有大量的可用存储空间，当然可以包括在其他设计中。”
当我们问他是否计算了蒸散量(ET)时，他说:“重要的是要记住，在持续1 - 3小时的暴风雨事件中，在多云/潮湿的条件下，很少有明显的ET和/或养分吸收。我对树木生理学了解不多，但似乎任何植被都不太可能在风暴事件的基础上产生可观的ET/吸收量，因此我们主要关注的是存储量。长期连续的模拟模型可以像DRAINMOD一样解释这一点，但它仍然不超过每年水量平衡的5-8%。”
然而，对此有不同的看法。例如，在Kestrel，我们认为蒸散作用可以对雨水管理产生真正的影响，明尼苏达州就是一个例子，在渗透和拦截的基础上，它实际上为树木提供了一个信用;你可以阅读更多在这里．
欲知更多资料
这篇文章只是关于这个主题的表面文章，还有很多因素会影响堵塞，除了增加粘土含量之外，还有很多其他方法可以增加保水能力。请联系我们如果您想与我们合作或了解更多关于这里讨论的内容!
参考文献
艾米丽·米切尔，艾尔斯，2009年。雨水花园的成土作用:蚯蚓和其他生物在长期土壤发育中的作用。论文提交给马里兰大学帕克学院研究生院，部分满足哲学博士学位的要求。
艾默生，C.和特拉弗，R.(2008)。雨水渗透最佳管理实践的多年和季节变化。”j . Irrig。排水工程134，特刊:城市雨水管理，598 -605。
亨特，W.，戴维斯，A.和特拉弗，R. 2012。通过有针对性的生物滞留设计实现水文和水质目标。j .包围。Eng。，138(6), 698–707. doi: 10.1061/(ASCE)`EE.1943-7870.0000504
詹金斯，J.，瓦祖克，B.和威尔克，A.(2010)。”雨水花园建设九年后的细粒积累和分布j . Irrig。Eng。，136(12), 862–869.
陆f.c.w;格拉博斯基，j.c.;巴苏克，N. L.(2003)在骨架土容器中对有限土壤体积和土壤稀释的榕生长响应研究。在城市里。城市格力，2(1)53-62。
罗尔斯、布拉克肯锡克、萨克斯顿。1982。土壤水分性质的估算。ASAE学报25(5):1316{1320。
萨克斯顿，K. E.和W. J.罗尔斯，2006。利用纹理和有机质估算土壤水分特征的水文解决方案。土壤科学。Soc。点。j . 70:1569 - 1578。
Skorobogatov,安东。温蒂·索恩，伯纳德·阿梅尔，2013年。雨水花园设计中的生物元素。在2013年国际低影响发展研讨会上，2013年8月18-21日，明尼苏达州圣保罗。
Nathalie Shanstrom是Kestrel设计集团的可持续景观设计师。
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