排(蓄)水层材料对简单式绿色屋顶的运行效果影响研究

以简单式绿色屋顶的排(蓄)水层为研究对象,设置3种排(蓄)水层材料,从绿色屋顶出流水量、水质以及植被生长状况三方面,研究不同排(蓄)水层材料对绿色屋顶运行效果的影响差异.研究结果表明,使用多孔纤维棉的绿色屋顶装置降雨滞留率高于使用塑料排水板和陶粒的装置,但是其需要更长的雨前干期来恢复多孔纤维棉的滞蓄能力;3个绿色屋顶装置均能有效削减SS浓度和负荷,其中使用多孔纤维棉的装置效果最佳;使用多孔纤维棉的装置出流COD负荷略低于普通屋面,使用塑料排水板和陶粒的装置出流COD负荷高于普通屋面;使用多孔纤维棉的绿色屋顶的植被覆盖度最高,绿色周期更长.     

不同参数对绿色屋顶的径流量削减效应影响初探

选取绿色屋顶的组成部分作为研究对象,探究不同植物、新型土壤种类、土壤层厚度的参数组合对绿色屋顶单体的径流量削减影响。通过实验发现,采用蛭石与泥炭土3∶1混合而成的土壤层厚度为50 mm的参数组合的径流量削减效果比珍珠岩与泥炭土3∶1土壤层厚度为150 mm的实验组合更好。同时以沭阳市某小区为研究区域构建SWMM模型,模拟不同重现期该绿色屋顶对居民区的径流量削减效应。结果表明绿色屋顶能削减洪峰流量,推迟峰现时刻。     

河泥与海泥陶粒填料生物滞留设施径流控制试验

为探讨河道疏浚泥(河泥)和海洋疏浚泥(海泥)资源化用于生物滞留填料的可行性，分别以河泥和海泥为主要原料制备陶粒，并以两种陶粒为填料搭建了生物滞留试验柱，通过径流雨水渗滤模拟试验，研究了两种试验柱在不同降雨重现期、不同降雨历时和不同污染物质量浓度条件下的运行效果。结果表明：河泥与海泥陶粒作为填料时，生物滞留柱中COD、TP、TN和NH₃-N的淋失量较低，污染物淋失风险较小；在降雨重现期为0.5 a时，河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱出流时间分别为49 min和48 min,平均水量削减率分别为34.36%和44.87%,比传统砂土填料生物滞留柱分别提高了34.75%和75.96%;河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱对污染物的削减效果明显，对COD、TP、TN、NH₃-N平均负荷削减率分别为50.27%、99.08%、50.72%、79.15%与54.20%、99.58%、55.43%、80.86%,均高于传统砂土填料生物滞留柱。     

简易式绿色屋顶对雨水径流控制效果研究

随着海绵城市建设的全面推广,源头绿色设施建设的数量也大幅度增加.绿色屋顶作为一种对雨水水量可以有效控制的设施,同时兼具景观和节能保温等功能,被广大设计师所接受.开展对嘉兴市简易式绿色屋顶成效的研究与分析,获取对雨水径流控制的实际效果,可为海绵城市源头绿色设施推广应用提供技术支撑.     

屋顶绿化基质雨水滞蓄效果影响因素研究

绿化屋顶基质层吸水饱和时的蓄水含量定义为最大含水量,最大含水量是绿化屋顶雨水滞蓄效果的重要评价指标。选择陶粒、草炭、煤渣等按不同组合不同配比设计6组基质配制方案,通过人工模拟降雨试验,探究了不同基质厚度、降雨强度及基质类型对屋顶绿化基质雨水滞蓄效果的影响。结果表明对于同种屋顶绿化基质层,厚度、降雨强度不影响其最大含水量,但厚度越大,蓄水总量越大,延迟产流时间越长,而降雨强度越大,延迟产流时间越短;对于不同种绿化基质层,总孔隙度较大的基质组其最大含水量也相对较大,但基质层持水性与颗粒不均匀系数有关,颗粒越均匀,其持水性能越低。     

绿色屋顶屋面雨水集蓄利用系统初探

结合绿色屋顶屋面雨水集蓄利用技术,可以就地收集并充分利用屋面雨水。从设计角度分析不同类型绿色屋顶的特点和雨水收集利用的关键,针对目前两类主要的绿色屋顶提出相应的雨水集蓄利用模型,包括屋面雨水收集系统总体平面布置、蓄水池的位置、结构设计和容积确定,以及地下集水管的构造和剖面设计,并给出相应的设计图。可为绿色屋顶屋面雨水收集利用系统在工程中的具体应用提供理论依据。     

低影响开发设施布设对区域雨洪控制效果研究

以青岛市城区某小区为例,研究了低影响开发(LID)布设下区域雨洪控制效果。基于SWMM和GIS构建区域概化模型,对比分析了现状模式及布设生物滞留网格、绿色屋顶、透水铺装和3种LID设施组合布设方案下,研究区不同重现期水文与水质变化情况,结果表明:相同降雨重现期下,LID设施单独布设时,绿色屋顶对洪峰流量削减效果最好,透水铺装对径流系数削减效果最佳、降雨控制率最高;LID设施组合布设方案优于单独布设方案,且降雨重现期越小,LID设施控制效果越好;LID设施单独布设和3种LID设施组合布设方案下污染物削减能力由强到弱为LID设施组合绿色屋顶透水铺装生物滞留网格。     

Area proportion optimization of different LID facilities and effect of runoff pollution controlEI北大核心CSCD

为探究低影响开发（LID）设施对缓解城市洪涝灾害以及削减污染物负荷的效果，以淮南市某老旧小区为研究对象，基于SWMM模型构建了暴雨径流管理模型，分析了单项LID设施不同面积占比时的总成本效益，针对4种LID设施组合方案，模拟了不同设计降雨重现期的地表径流、排放口流量及污染负荷。结果表明：对于单项LID设施，占屋顶总面积45%的绿色屋顶、占不透水道路面积60%的渗透铺装和占绿地总面积10%的生物滞留设施总成本效益最高；不同LID设施组合均有较好的雨洪控制效果及污染物削减效果，但随着降雨量的增大，效果均有所减小。     

复合潜流人工湿地对北方河流水质的净化效果研究

综合水平流人工湿地和垂直流人工湿地的优点,在山西省沁河干流建设了复合潜流人工湿地,运行及水质检测结果表明:通过合理设计基质(填料)种类及粒径,采用水平流和垂直流结合工艺的复合潜流人工湿地能够克服国内人工湿地普遍除磷能力不足的缺点,取得较好的除磷效果,在冬季运行期也具有较好的效益,适宜用于水量、水质变化不大、对管理要求不高的北方河流微污染治理。     

多孔纤维棉在绿色屋顶中的适配性试验研究

为了解多孔纤维棉在绿色屋顶排(蓄)水层的适配性,分别采用塑料凹凸排水板和多孔纤维棉作为绿色屋顶试验装置的排(蓄)水层,通过模拟降雨试验对外排径流量、水质和植物生长进行监测,探究多孔纤维棉与传统排(蓄)水层材料的差异。结果表明:相较于塑料凹凸排水板,2~8cm厚的多孔纤维棉更适合作为绿色屋顶的排(蓄)水层,在干旱期可维持植物生长,在降雨期可提高雨水滞留效果和对悬浮物的削减效果,减少TP和CODCr的淋出,但会加剧TN的淋出。     

基于暴雨洪水管理模型的低影响开发设施应用研究

海绵城市是针对解决我国水危机提出的新理念,而低影响开发(LID)设施是构建海绵城市的关键。为了分析不同降雨重现期、不同降雨历时、占地面积对单项LID设施径流控制能力的影响,以亦庄调节池一期工程为研究区域,利用暴雨洪水管理模型(SWMM)进行模拟计算,研究了不同占地面积下各LID设施对不同降雨过程的径流削减效果,分析了降雨重现期及降雨历时与占地面积影响作用的相关性。结果表明:随着降雨重现期由1年增加至10年,透水铺装径流削减率下降了13%～35%;随占地面积占比由25%增至100%时,其径流削减率增大了4. 8%～23%,且占地面积变化对低重现期降雨径流削减效果影响明显,生物滞留槽和植草沟呈相同规律。相反,下凹绿地占地面积变化对高重现期径流削减效果影响较大。绿色屋顶的径流削减率与土壤层厚度成正比,与降雨重现期成反比,且绿色屋顶厚度对低降雨重现期削减效率影响稍大; LID设施的径流削减率随降雨历时增加而增大(削减率增长区间为1. 7%～7. 7%),且占地面积越大,降雨历时变化对径流削减率的影响就越明显。各LID设施的性价比和适用情况对比计算表明,下凹绿地和透水铺装性价比较高,适于作为主控设施大面积应用,而植草沟、生物滞留池及绿色屋顶适于作为辅助设施部分应用。研究成果为选择效益最优的海绵城市建设模式提供科学参考。     

The Role of Green Roofs as a Source/sink of Pollutants in Storm Water Outflows

Green roofs are increasingly used as sustainable urban drainage systems due to their retention and detention capacity; however, the impact of green roofs in term of water quality is still a debated issue among researchers. A monitoring programme was carried out at the University of Genoa on a full-scale experimental site to assess the quality of storm water outflows. As for rainfall, the bulk deposition (dry and wet fractions) is collected to evaluate the role of the overall atmospheric deposition in altering storm water quality. The pollutant load observed in the green roof outflow is limited; concentration values for solids and metals are lower than those generally observed in storm water runoff from impervious surfaces. Suspended solids and Chemical Oxygen Demand (COD) are below respectively 10 and 20 mg/l, on average; as for heavy metals, copper and zinc are equal to 30 μg/l on average, while iron is equal to 120 μg/l. The Event Mean Concentration (EMC) statistics of the pollutant loads associated with the rainfall and outflow have been compared and discussed. The observed green roof behaviour as a sink/source of pollutants with respect to the atmospheric deposition is also investigated based on both concentration and mass. Results demonstrate that: green roof behaves as a source with respect to solids, COD and potassium while zinc and mainly copper are retained within the green roof stratigraphy. The resulting mass delivery behaviour reveals that no significant first flush occurs for pollutant constituents irrespective of the hydrologic characteristics and pollutant sources.     

矿区3种弃土弃渣体侵蚀及水动力学差异研究

人为因素影响使得矿区扰动地表范围广,形成的弃土弃渣物质组成复杂,且堆积坡度较大,在降雨作用下容易产生严重水土流失。在野外调查基础上,通过选取、修筑径流小区并建立野外人工模拟降雨场,研究弃土体、沙多石少弃渣体和沙少石多弃渣体3种下垫面的侵蚀及水动力特征的差异性。结果表明:①弃土弃渣体平均径流率随雨强增大1.5~3.0倍,递增幅度是33.7%~276.2%。②沙多石少弃渣体的平均流速较弃土体及沙少石多弃渣体大,随雨强增大,3种弃土弃渣体的平均流速递增13.6%~43.3%;同雨强下,沙多石少弃渣体平均侵蚀速率分别是弃土体和沙少石多弃渣体的1.8倍和11.2倍。③弃土弃渣体次降雨下的平均雷诺数以过渡流为主,水流呈缓流。平均径流率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.8;弃土体及沙少石多弃渣体平均侵蚀速率与平均水流功率、水流剪切力分别可用线性函数表示,决定系数>0.9,而沙多石少弃渣体呈幂函数关系,决定系数在0.5左右。     

The Influence of Green Roofs on Runoff Water Quality: A Case Study from Estonia

This paper describes the runoff water quality of Light Weight Aggregates (LWA)-based extensive green roofs and sod roofs in Estonia. Samples were taken from August 2004 to April 2009 from 10 different green roofs to determine what level of water quality may be found. The results presented here show that green roofs influenced water quality to a considerable degree. The runoff water of LWA-based green roofs generally had higher values of pH, BOD₇, TP and PO₄-P than that from sod roofs. However, COD, TN, SO₄ and Ca-Mg salt were higher in the sod roofs than in the green roofs. The results for NH₄-N and NO₃-N were similar for both roof types. According to the results, the character of the runoff and the contents in the substrate layer at the moment the samples were taken affected runoff quality more than the age and location of the green roof. The use of NPK-nutrients in the substrate or in the soil caused much higher values of COD and concentrations of TP, PO₄-P, TN, NH₄-N and NO₃-N in runoff water than on non-fertilized green roofs. The results of samples taken from the Tartu LWA-based green roof each spring in the period 2005–2009, at a time when the snow had almost melted, showed that concentrations of compounds in runoff water generally decreased gradually. The pH value and Ca-Mg salt concentration were, however, stable, and this was caused by the LWA material.     

高渗透下凹绿地对城市降雨径流的削减作用研究

针对下凹绿地的蓄水、渗水能力有限的特点,为了进一步提高其蓄水、渗水能力,对内部结构进行优化改善,开发出水平高渗透、垂直高渗透、组合高渗透3种高渗透下凹绿地。通过模拟降雨产流中试系统,分析不同降雨重现期及降雨历时条件下高渗透下凹绿地径流削减作用及洪峰削减量,并与传统上凸绿地、普通下凹绿地进行比较。结果表明,在降雨重现期1～10年、降雨历时30～120 min的芝加哥设计暴雨雨型条件下,与传统上凸绿地对比,普通下凹绿地径流总量削减率为23. 14%～67. 04%,径流峰值削减率1. 41%～100%,径流系数0. 29～0. 69;组合高渗透下凹绿地径流总量削减率为39. 93%～89. 87%,径流峰值削减率为6. 54%～100%,径流系数0. 05～0. 55。研究成果可为高水平城市绿地以及海绵城市的规划和建设提供参考。     

绿色屋顶对城市流域径流的影响

为使绿色屋顶技术在城市雨洪管理中有效发挥作用,寻求一种高效可靠的评估绿色屋顶应用对城市流域径流影响的方法。以伊利诺伊州CDS-51流域为例,利用Matlab程序建立IUHM-GR(Illinois urban hydrologic model-green roof)组合模型,考虑不同绿色屋顶覆盖率,以及透水-不透水、不透水-透水、组合情况等不同径流方式的情况,分析了绿色屋顶的应用对流域径流的影响。结果表明:绿色屋顶具有较好的蓄滞效果,可有效削减流域径流总量和峰值,且绿色屋顶覆盖率比绿色屋顶径流方式对流域径流有更大的影响。     

城市屋顶降雨径流过程单位线模型研究

城市屋顶按透水性质可分为不透水与绿色(渗透)屋顶。对于绿色屋顶,基于土壤水饱和下渗理论,考虑基质土壤层厚度有限性及表面积水深影响,推导建立了降雨径流过程的单位线模型,再联合不透水屋顶降雨径流过程单位线模型,共同构成城市屋顶降雨径流过程的单位线模型,并建立了统一的数学方程表达形式,参数包括响应速率与径流(产流)起始时间。其中,对于不透水与绿色屋顶,模型响应速率参数分别为坡面汇流时间的倒数与基质土壤层稳渗时间的倒数。根据不透水与绿色屋顶降雨径流过程实际监测数据,分别采用单位线模型进行了模拟,取得了良好的模拟效果。模型参数比较分析表明,绿色屋顶降雨径流削减效应主要依赖于基质土壤层的雨水蓄存作用,增大基质土壤层厚度可以增大雨水渗蓄量,并有效削减径流前期峰值,但对后期峰值的削减效应有所减弱,并会延长表面积水的排水时间。     

邯郸市区不同下垫面降雨径流水质变化特征研究

为缓解邯郸市城区水资源供需矛盾,合理利用雨洪资源,在对生活区屋面、城区道路、公园绿地降雨径流水质进行检测的基础上,分析了雨水径流中主要污染物的变化过程,探讨降雨径流水质受环境条件影响情况。通过研究得出城区初期雨水径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。不同城区下垫面雨水径流污染物含量差异明显,城区主干道路降雨径流水质最差。