生物保持介质是这是设计界的一个重要话题．随着绿188金博网网页色基础设施解决方案获得认可，人们越来越关注寻找现场雨水管理最有效的介质。但是isn’t(尚未)就媒体的组成，以及如何使其既能用于雨水，又有利于树木生长，达成了很多协议。大部分争论都集中在允许多少细粉(淤泥和粘土)。

生物滞留介质规格通常极大地限制细粒含量，以防止因堵塞而失效–随着时间的推移，由于沉降或压实，生物滞留系统中的渗透速率会显著降低，直至失效点。典型的限制是最大5%的粘土，或最大12%的细粒(土壤颗粒通过200筛)。但研究是否支持罚款超过12%的媒体不168博金宝适合生物保留的观点呢?已经有文献记载了含有超过5%粘土的生物保留介质的失败â€-但也有成功的文献记载吗?虽然土壤质地无可争议地影响土壤入渗率，但与其他因素相比，它有多重要?事实证明，它没有我们想象的那么重要。

It’提出这些问题很重要，因为更高的细粒分数实际上有利于生物保留:(1)它们增加了土壤水分和养分的保持能力(允许更大的植物多样性和活力)，(2)它们改善了污染物的去除，(3)它们改善了土壤结构。此外，增加允许的最大罚款含量可以增加可能重新利用原生土壤的项目数量â€-从可持续发展的角度来看，这是一个巨大的优势。

罚款的价值是什么?

为了揭示生物保留介质中细粒的价值，我们需要首先了解土壤质地对入渗率的影响程度。使用细粒含量超过12%的土壤的主要问题是，这种土壤的入渗速率可能不够。然而，一些细粒含量超过12%的天然土壤的入渗率表明，这种土壤的生物滞留应该是可行的(合理的最大粘土和细粒含量限制)。

下面的表1改编自Saxton和Rawls(2006)。许多规定要求最低1—(2.5厘米)每小时渗透速率。即使是含有35%细粒(砂壤土)的土壤仍然可以有2英寸(5厘米)每小时的饱和电导率!这是生物保留媒体通常允许的罚款金额的3倍。此外，请注意，即使是沙质土壤也有12%的细粒，因此将细粒含量限制在12%意味着只允许沙质土壤。

结构类	砂(%)	SiltA (%)	ClayA (%)	合计Fines (%)	饱和ConductivityA
沙子	88％	7%	5%	12％	4.25英寸/10.8厘米/小时
壤质砂土	80%	15％	5%	20％	3.81英寸/9.6厘米/小时
砂壤土	65％	25％	10％	35%	1.98英寸/5厘米/小时
壤土	40%	40%	20％	60％	0.61英寸/1.5厘米/小时
粉砂壤土	20％	65％	15％	80%	每小时0.63英寸/1.6厘米
淤泥	10％	８５％	5%	90％	每小时0.87英寸/2.2厘米

表1，选定土壤质地的饱和电导率(改编自Saxton和Rawls 2006年)

表1中的入渗速率为天然土壤，而非生物滞留介质。许多天然土壤在首次安装时具有更好的土壤结构，因此比生物滞留介质的入渗率更高。此外，工程师经常计算一个安全系数，即他们在安装时要求比绝对必要的更高的入渗率，以便有一个缓冲，以防随着时间的推移沉淀降低入渗率。

研究表明了什么?

我对迄今为止的研究进行了回顾，并发现，虽然确实有由于沉积而降低浸润率的例子，但似乎至少有同样多的生物滞留细胞浸润率增加随着时间的推移，特别是在细粒含量较高的土壤中(通常具有更发达的土壤结构)。

例如，Lucas(2010)总结了澳大利亚21个成熟的生物滞留系统的实地研究结果，记录了生物滞留系统的渗透率随时间的变化，如下:一个€œ一个€¦系统平均快速媒体(20 cmA·哈ˆ”1初始入渗率),平均入渗率下降到10 cmA·哈ˆ1,大概由于堵塞,在缓慢的媒体(1 cmA·哈ˆ”1初始利率),利率提高至2 cmA·哈ˆ”1,据推测是由于大孔隙的发展(Le Coustumer et al . 2007年)。€

在威斯康辛州麦迪逊进行的另一项研究同样发现，在沙土和粘土土壤中的草皮和原生草原雨场中，渗透率随着时间的推移而增加(Selbig和Baster 2010)。在维拉诺瓦大学(Villanova University)，一项对雨水花园的研究表明，尽管雨水花园中有细颗粒的积累，但在安装7年后，渗透潜力没有显著变化(Jenkins et al 2010)。

那么为什么渗透率有时会随着时间的推移而增加呢?除了土壤质地，还有哪些因素影响入渗速率?由植物根系翻转和土壤无脊椎动物形成的大孔隙，能将土壤入渗速率提高几个数量级吗．

Lucas(2010)引用了以下内容:â€为了理解大孔流动的重要性，考虑由虫孔和根形成的大孔在2毫米宽的范围内，而没有生物扰动的土壤可能有1/10直径的孔(Rose 2004，第205页)。因为2毫米宽的大孔会有10个⁴乘以大孔通量的1/10直径，因此大孔的作用对现场入渗速率产生重大影响(Novñet al. 2000)。这就是为什么生物滞留系统的入渗速率通常高于没有植被的入渗盆地。â€]这意味着有根和无脊椎动物的土壤将会有10000倍渗透的土壤中没有生命。

Culbertson和Hutchinson(2004)在生物保留专栏中记录了柳枝草(Panicum virgatum)在裸露土壤中的渗透率从0.5增加到128 cm·hâ ' 1，增加了两个数量级。这些作者注意到，密集的根系在一个生长季节后达到90厘米深。因此，植被的存在会导致入渗速率比下面土壤性质所预测的高几个数量级(Ralston 2004)(斜体字补充)。

事实上，有一些项目成功地使用了生物保留介质，罚款超过12%。例如，密歇根州兰辛(Lansing)的一个项目在2007-2008年安装，使用了12%的粘土和12%的淤泥(总共24%的细粉)。在安装的30个生物保留盒中，渗透率差异很大，但该项目总体运行良好，平均渗透率从2â€′到6â€′(每小时5厘米到15厘米)(Daniel Christian, Tetratech，个人通信，2015)。俄勒冈州的另一个项目成功地使用了含有50%粘土的土壤(Maria Cahill，个人交流，2015)。还有一些其他项目(迄今尚未发表)已经成功地使用了生物保留介质，罚款超过12%。

也许到目前为止，我在这个问题上看到的最令人大开眼界的研究是Wardynski等人(2012)。他们分析了自2002年以来的41个生物保留细胞。尽管这些单元中有10个单元的细粒含量超过12%，但只有一个单元的饱和水力传导率低于最低建议值1—(2.5 cm) /小时。他们总结道:â€the土壤介质中细粒的百分比并不是渗透率的重要预测因子(p ¼0.147)(Wardynski et al 2012，斜体添加)。

这是违反直觉的，因为通常情况下，细粒含量高的土壤比沙子含量高的土壤具有更低的饱和水力传导率。这种现象可能是由于在许多土壤较细的地点存在广泛的生根和无脊椎动物群落(无脊椎动物，如蚯蚓和蛴螬，在土壤较细的地点更常见)。植物根系的生长和死亡以及土壤生物引起的生物混合(生物扰动)可以形成大孔隙，增强土壤的渗透性和生态功能(Hatt et al. 2009;Mitchell等，1995;Meysman et al. 2006)。

对这种差异的另一种可能的解释可能是施工过程中压实的可变性process–土壤压实已被证明可以使砂质土壤的平均入渗率降低一个数量级(Pitt et al. 2008)。从他们的数据中，下面的例子显示了细粒对Ksat(饱和水力传导率)的影响是多么小:其中一个含有43%细粒的生物保留细胞的中位数Ksat为3—(7.5厘米)每小时，这比含有43%细粒的土壤通常预期的要高得多;含42%细粒土壤的Ksat为10.4—(26.4厘米/小时)，远高于含42%细粒土壤的典型预期值;含有6.4%细粒的鼠的Ksat小于每小时1英寸，远低于含有6.4%细粒的鼠的预期值(来自Wardynski等人2012年的表7)。

结论

虽然使用细粒含量高于12%的生物滞留介质的经验和研究在一定程度上是有限的，但迄今为止，如果存在健康的土壤结构和植被，并且生物滞留系统不受沉降和压实的影响，则似乎可以成功地将细粒含量超过12%的土壤(根据项目目标和背景确定最大细粒含量)用于生物滞留。研究表明，生物滞留池内的入渗速率差异很大，土壤结构对入渗速率的影响甚至超过土壤质地。

这对设计师和工程师意味着什么?我们不应该假设生物保持介质中沙子越多越好。研究表明，包括更多的细粒won’不一定会对渗透率产生负面影响，将更有利于成熟树木的生长，并可以为保护和修改原生土壤创造新的可能性。

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Nathalie Shanstrom是Kestrel设计集团的可持续景观设计师。

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