摘要：绿色屋顶是海绵城市建设的重要措施之一,但植被和基质等配置因素对其径流水质的综合影响尚不清楚,这限制了绿色屋顶的推广.通过在北京市区搭建3种植被类型[佛甲草(Sedum lineare)、大花马齿苋(Portulaca grandiflora,马齿苋)和无植被(对照)]、3种基质类型[田园土、改良土和轻质生长基质(轻质基)]和2种基质厚度(15 cm和10 cm)的12个绿色屋顶,基于2019年雨季降雨特征、各绿色屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,构建绿色屋顶径流水质指数(RQI)定量分析不同绿色屋顶配置对径流水质的综合影响.结果表明,植被可提高绿色屋顶径流削减率和有效降低径流中NO_(3)^(-)-N的浓度,佛甲草和马齿苋绿色屋顶的RQI接近,径流水质均优于对照绿色屋顶;基质材料显著影响绿色屋顶径流削减率和径流中污染物浓度,轻质基绿色屋顶的径流削减率最低且径流中NH_(4)^(+)-N、DFe、DMn和DZn的浓度均值最高,其径流水质劣于改良土和田园土绿色屋顶;基质厚度为15 cm的绿色屋顶径流削减率更高,其径流水质优于10 cm的绿色屋顶.研究结果可为绿色屋顶设计及径流水质综合评价提供科学依据.

摘要：蒸散发过程决定绿色屋顶雨水滞留能力的恢复,进而影响绿色屋顶径流调控功能。基于水量平衡原理和Penman-Monteith公式,利用北京市实验绿色屋顶气象和蒸散发连续监测数据,构建并验证绿色屋顶水文过程模型,模拟分析不同气候区城市绿色屋顶蒸散发变化规律。结果表明:①该模型能较准确模拟绿色屋顶蒸散发量,率定和检验期的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.6385和0.6014,决定系数(R^(2))分别为0.7191和0.6168;②基质厚度相同的情况下,从半干旱区(兰州)、半湿润区(北京)到湿润区(武汉和广州),绿色屋顶日平均实际蒸散发量呈增加趋势;③增加基质厚度可提升绿色屋顶最大雨水滞留能力,进而增加绿色屋顶实际蒸散发量,但基质厚度对绿色屋顶蒸散发量的影响存在阈值,在兰州、北京、武汉和广州,当基质厚度分别超过10 cm、17 cm、24 cm和25 cm时,绿色屋顶的日平均实际蒸散发量变化不再明显。此外,不同气候区城市绿色屋顶的日平均实际蒸散发量也存在阈值,广州绿色屋顶日平均实际蒸散发量的阈值依次高于武汉、北京和兰州。本研究有望为我国不同气候区绿色屋顶蒸散量估算以及绿色屋顶水文设计提供科学参考。

摘要：气候变化导致极端降雨频发,绿色屋顶作为海绵城市建设的重要措施之一,可有效调控雨水径流,但目前缺少极端降雨条件下绿色屋顶径流调控效益的实测研究.本研究于北京市搭建了3种基质类型(改良土、田园土和轻质生长基(轻质基))的绿色屋顶,每种基质绿色屋顶分别设置2种植被类型(大花马齿苋(Portulaca grandiflora)和佛甲草(Sedum lineare))以及无植被覆盖的裸露基质(对照组).基于2017—2019年实测降雨特征,采用百分位阈值法筛选极端降雨,定量分析极端降雨条件下不同配置绿色屋顶的径流调控效益.结果表明,采用百分位阈值法第90百分位值确定的2017—2019年研究区极端降雨的阈值为30.1 mm;极端降雨条件下绿色屋顶的平均径流削减率和洪峰削减率(44.5%和48.6%)均极显著低于非极端降雨(94.6%和94.3%,p0.05);极端降雨条件下不同植被类型与基质类型绿色屋顶的平均径流削减率、洪峰削减率、产流延迟时间和峰现延迟时间均无显著差异(p>0.05),表明调整植被或基质类型对提升绿色屋顶在极端降雨条件下的径流调控效益作用有限.研究结果可望为气候变化背景下绿色屋顶设计和径流调控效益评估提供科学参考.

摘要：屋顶占据大量城市不透水面,实施生态屋顶建设,有利于缓解城市化造成的生态和环境问题.在北京市区搭建不同类型生态屋顶(绿色屋顶、蓝色屋顶和蓝-绿屋顶),基于对2019年雨季降雨特征、各类生态屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,计算不同生态屋顶径流污染负荷和径流水质指数(RQI),定量对比分析不同类型生态屋顶径流的综合水质差异.结果表明,在2019年雨季,各生态屋顶均表现出良好的雨水滞留能力,平均径流削减率在75.7%~78.9%之间,且不同生态屋顶的径流削减率无显著差异(P>0.05);相较雨水,各生态屋顶均为NH_(4)^(+)-N、DZn和DCd的汇,累积负荷削减率分别在63.8%~96.4%、68.6%~90.7%和39.8%~54.5%之间,但均为NO_(3)^(-)-N、DCr、DFe和DNi的释放源;蓝色屋顶是DCu的汇(累积负荷削减率为21.9%),但对雨水径流中PO_(4)^(3-)-P的累积负荷无明显影响,而绿色和蓝-绿屋顶均为PO_(4)^(3-)-P和DCu的释放源;蓝色屋顶的RQI最高,蓝-绿屋顶次之,绿色屋顶的RQI显著低于蓝色和蓝-绿屋顶(P<0.05).这表明蓝色屋顶水质最佳,为绿色屋顶增加蓄水层可显著改善径流水质.研究结果可为生态屋顶设施选择和设计提供科学依据.

摘要：对比研究不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益,可为不同气候区城市绿色屋顶水文设计和评估提供科学参考。基于北京市试验绿色屋顶2019年降雨-径流过程监测数据率定并检验SWMM,采用该模型模拟分析不同气候区城市(北京、上海、广州)绿色屋顶径流调控效益变化特征。结果表明:(1)种植佛甲草(Sedum lineare)的轻质基绿色屋顶具有较强的径流调控功能,监测期平均径流和峰值流量削减率分别为73.22%,77.63%。(2)SWMM可较精确地模拟绿色屋顶径流量和峰值流量,率定期平均Nse和R^(2)分别为0.64,0.73,检验期平均Nse和R^(2)分别为0.66,0.64。(3)在不同设计暴雨重现期下,三个城市的绿色屋顶径流削减率不同,但均随重现期的增大呈指数衰减趋势。(4)三个城市绿色屋顶径流削减率和峰值流量削减率均随基质层厚度的增加而上升,但达到某一厚度后径流调控效益不再增加,其中北京和上海的临界基质厚度为500 mm,广州为800 mm。综上,气候条件和基质厚度是影响绿色屋顶径流调控效益的主要因素,故在不同气候区城市布设绿色屋顶需综合考虑各因素,以达到最大效益。