利用正交设计研究屋顶绿化基质对雨水的滞蓄效果

屋顶绿化作为城市绿化的重要组成部分,可有效提高城市空间绿地率,减少城市雨水径流。本文采用三因素三水平正交试验,研究了屋顶绿化基质厚度、基质配比及聚丙烯酸钠用量对屋顶绿化雨水滞蓄效果的影响,为屋顶绿化和城市雨洪管理提供科学依据。结果表明,基质厚度对屋顶绿化雨水滞蓄能力和初始产流时间影响最大,基质层越厚,屋顶绿化对雨水的滞蓄能力越强,初始产流时间推迟得越长,其中基质厚度为300mm时,平均雨水滞蓄率最高达到57.52%,平均初始产流时间最长可推迟80min。当基质中椰糠的添加比例较高时,屋顶绿化对雨水的滞蓄效果较强;而珍珠岩的添加比例较高时,对初始产流时间的推迟效果较好。同时,珍珠岩和椰糠可显著降低屋顶绿化基质的湿容重。因此,在屋顶绿化实际应用中,基质配比应适当增加椰糠和珍珠岩的比例。     

植被在不同降雨环境中对绿色屋顶雨水径流的影响

不同地区的气候条件,如季节性降雨和潜在蒸发率,可能强烈改变浅层绿色屋顶的储水性能。本研究评估了福建厦门湿旱两季的绿色屋顶储水性能,旨在为后期绿色屋顶植被选择提供基础条件。试验设计评估三组屋顶构造(传统防渗设计屋顶、仅有基质设计的屋顶和典型的浅层绿色屋顶设计(包括植被))的在降雨时期的径流情况,监测期长达一年。在冬季降雨时,屋顶上的植被对雨水保留没有显著影响,仅含基质的屋顶和植被屋顶对雨水径流量减少与传统防渗屋顶几乎一致。相反,在夏季植被屋顶比仅含基质屋顶能显著地保留更多降雨,这种效果的显著程度取决于降雨量的大小,此外,这两种屋顶的持水量明显夏季高于冬季。对于仅含基质屋顶和植被屋顶来说,额外的灌溉能显著降低其持水量,但这种情况只存在于旱季特大降雨时期。因此,福建等湿润地带对绿色屋顶的储水性能有挑战性。为了优化绿色屋顶带来的持水好处,设计师应该根据区域特征来设计,包括植被和基质的选择。     

几种入侵植物在粤东地区屋顶绿化中的应用研究

为了筛选出适合粤东地区屋顶绿化的入侵植物,对薇甘菊、南美蟛蜞菊、五爪金龙和马缨丹4种粤东地区的入侵植物进行盆栽种植,测定扦插育苗存活率、株高和侧枝长,考察土层高度和灌溉方式对植物生长、抗旱抗寒能力及植物萎蔫后复活能力的影响。结果表明:土层越高,植物生长越好;滴灌有利于植物生长;南美蟛蜞菊扦插存活率高,在低土层中生长良好,适应冬季干旱寒冷条件,枯萎的植株在恢复浇水后迅速复活。南美蟛蜞菊观赏性强,具有在粤东地区进行屋顶绿化的潜力。     

基质深度和植被类型对屋顶绿化基质水分吸收能力的影响

屋顶绿化不仅可以增加城市绿量,缓解热岛效应,为建筑隔热保温和降噪除尘,其土壤基质和植被层还能截留雨水,是城市雨水管理的新兴手段,是城市绿化方面新的研究热点。为探索粗放式屋顶绿化的雨水截流效果,试验于2014年夏在希腊雅典进行,通过3种植物(高羊茅、克里特奥勒冈和千佛手)和2种基质深度(8 cm和16 cm)组合的粗放式屋顶绿化对灌溉水的吸收量来检验其水分吸收能力,模拟其雨水截流效果。试验包括2个研究阶段,日灌溉量分别是3.6 mm和6.0 mm。结果表明,种植克里特奥勒冈和高羊茅的屋顶绿化,夏季吸水能力较强,雨水截留能力强;种植千佛手的屋顶绿化,水分消耗慢,基质湿度波动小,耐干旱,但雨水截流能力差。     

屋顶绿化功效

<正>扩大城市绿量,提升城市景观效果满足人们俯视、平视、仰视等不同方位欣赏城市景色的需求,缓解居住在水泥城市中的人们的压抑感,愉悦身心。降解大气飘尘花园式屋顶绿化年平均滞尘量12.3克/米2,平均滞尘率31.13%;简单式屋顶绿化年平均滞尘量8.5克/米2,平均滞尘率21.53%。有效截留雨水,缓解城市雨洪压力花园式屋顶绿化可截留雨水64.6%;简单式屋顶绿化可截留雨水21.5%。二者平均,屋顶绿化可截留雨水43.1%。     

绿色屋顶基质对黑麦草生理性状的影响

【目的】基质是绿色屋顶建造时最重要的元素,但不同基质成分对屋顶植物生长和生理性能的影响研究较少。【方法】我们从三个方面评估了绿色屋顶基质成分(有机质类型、砖粒大小和吸水添加剂)对黑麦草生长和植物生理性能的重要性。【结果】试验结果表明,含碎砖基质的持水能力低于含砖末基质(-35%);绿色废料堆肥增加了地上部分含氮量(+20%),降低了根冠比(-15%)。膨胀凝胶增加了基质持水能力(+24%);总蒸发量随着茎部生物量和基质持水量的增加而增加。【结论】在设计绿色屋顶时应仔细考虑基质组成,并根据绿色屋顶的目标服务选择特定的基质组成。     

土壤墒情监测技术应用——以菠萝园为例

【目的】为了明确雷州半岛徐闻县菠萝园土壤墒情变化情况，建立该地区菠萝园 土壤墒情监测评价指标。【方法】文章分析了广东徐闻县气候、水源、土壤等农业资源 特点，通过对广东徐闻县菠萝园降雨量和0~20 cm、20~40 cm 土层土壤含水量的长期定 点监测，分析菠萝不同生育期降雨分布及土壤含水量适宜程度，并结合《农田土壤墒情 监测技术规范》、《土壤墒情评价指标》等相关行业标准，建立该地区菠萝土壤墒情监测 评价指标。【结果】菠萝生育期内降雨主要分布在7—10 月，占菠萝全生育期的70.3%， 降雨分布极不均匀。菠萝园0~20 cm 土层土壤质量含水量变化范围为18.7%~29.0%， 20~40 cm 土层土壤质量含水量变化范围为21.5%~29.7%。降雨对菠萝园土壤0~20 cm 的 水分含量影响显著。结合菠萝生育期长势、降雨分布及土壤墒情监测结果，初步提出 了菠萝定植期、营养生长期、催花期、开花期、果实发育期及成熟期的适宜土壤含水 量。【结论】通过对徐闻县菠萝园长期定点的降雨量记录和土壤墒情的监测数据，初步 建立了该地区菠萝土壤墒情监测评价指标，为菠萝的合理灌溉和节水生产提供科学依 据。     

晋西黄土区不同空间尺度径流影响因子的辨析

【目的】研究不同空间尺度下晋西黄土区径流的主要影响因子,为当地生态建设和水土流失治理提供参考。【方法】通过对晋西黄土区坡面和小流域2个不同空间尺度下生态水文过程进行长期定位和半定位监测,应用SPSS统计分析软件和灰度关联方法分析了2个空间尺度下径流的主要影响因子。【结果】在坡面尺度,对径流影响最大的是降雨强度和郁闭度,权重分别为21.84%和21.81%;其次为雨前土壤含水量和降雨量;对坡面径流影响最小的因子为坡度,权重为16.39%。在小流域尺度,对径流影响最大的是降雨量和流域面积,权重均为18.11%;其次为形状系数、降雨强度和森林覆被率;沟道比降对径流的影响最小,其权重为14.05%。【结论】在本研究尺度范围内,随着研究空间尺度的增大,降雨量对径流的影响作用加大,降雨强度和植被对径流的影响作用变小,坡度和沟道比降对径流的影响均较小。     

平原地区铁路绿化带植被近地表层生态水文效应分析

为了解铁路绿化带植被近地表层的生态水文效应及其对线路边坡稳定性的防护作用,对郑州铁路局管辖范围内陇海线、京广线3种典型绿化带植被的凋落物、0~30 cm土壤的持水性能进行了测定。结果表明,植被凋落物与表层土壤具有良好的生态水文效应,植被近地表层的持水量可达到年平均降雨量的5.90%~12.20%、降雨最多月份降雨量的25.65%~53.01%,这在降雨较少的北方地区对绿化带植被发育与边坡稳定性是有利的;而沙质土壤较高的渗透速率,使降雨快速下渗,对保障边坡稳定性具有重要意义。认为在保证行车安全的前提下,根据具体情况选择不同植物进行绿化设计与建设,可保障交通线路边坡稳定性,并具有较好的水土保持效益。     

坝上高原不同植被类型覆盖下土壤水分含量对降雨的动态响应

【目的】土壤水是连接大气降水、地表水、地下水的关键因子，在地表径流、降雨入渗和植被蒸腾等生态水文过程中发挥重要作用。分析坝上高原地区不同雨量降雨事件中各植被类型覆盖下土壤水分含量动态响应过程及差异，将有助于深入探讨该区土壤水分含量的补给效应特性，对优化区域植被结构具有十分重要的理论及现实的意义。【方法】选取河北省张北县草地、柠条灌木林、杨树乔木林为研究对象，通过监测2019年4-10月连续土壤水分含量和降雨数据，分析不同植被类型覆盖下土壤水分含量对大小降雨事件的动态响应过程及差异。【结果】（1）研究区主要降雨事件由小雨和中雨构成，但主要降雨量由大雨提供。小雨和中雨发生次数占比为81.58%，其贡献的降雨量仅占年总降雨量42.66%；大雨发生次数占比仅为18.42%，却提供了年总降雨量的57.34%。（2）4-10月杨树乔木林土壤水分含量均值显著高于草地（P <0.05），而柠条灌木林波动最为强烈。各植被类型覆盖下土壤水分含量均值分别为杨树乔木林（13.99±2.04）%>柠条灌木林（12.63±0.93）%>草地（10.67±2.77）%，土壤水分含量变异系数均值呈柠...     

基于SWMM模拟的首钢西十地块低影响开发系统雨洪调控效果研究

目的根据《新首钢高端产业综合服务区控制性详细规划》要求，首钢西十项目以消纳北京市3年一遇24 h降雨量(108 mm)为目标进行低影响开发系统设计，从雨水渗透滞留与储存利用两个角度考虑，以西十地块的现状特征为依据制定相应的设计策略。方法针对渗透滞留系统，通过SWMM建立低影响开发模型和传统开发模型，模拟不同重现期(1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇)24 h降雨条件下的径流排放过程，对比分析两种开发模式的径流总量、峰值流量和峰现时间；针对储蓄利用系统，通过SWMM模拟2017年全年降雨过程，以周为单位统计外源雨水调蓄池收集的径流总量，与西十地块植物灌溉需水量相比较，分析雨水调蓄池中收集径流的利用情况。结果(1) 依据场地现状在其内部设计绿色屋顶、透水铺装、下凹绿地、植草沟、生物滞留池、雨水调蓄池6种LID设施，在1年一遇、2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇的降雨条件下，西十地块低影响开发系统对径流总量的削减率为100%、100%、100%、78.79%、50.41%、34.73%；对峰值流量的削减率为100%、100%、100%、70.12%、33.33%、19.44%，1~3年重现期峰值消失，其后峰值出现时间推迟375、310、240 min。(2)2017年，外源雨水地块雨水调蓄池接纳径流总量9 617 m3，径流收集主要集中在第25~35周，单周最大收水总量为2 078 m3，发生在第27周(6月初)，第1~20周、43~52周收水量基本为0；2017年第25周、第27周、第29~32周、第34~35周、第41周雨水调蓄池收集径流量在满足本周灌溉需求后仍有余量，冬季雨水调蓄池空置率较大。结论(1) 低影响开发设施对雨洪问题具有良好的调控效果，可以减少径流总量、峰值流量和推迟峰现时间，但随着时间的推迟削减能力逐渐减弱。低影响开发系统的雨洪调控能力具有上限。(2)根据北京市2017年全年降雨量日值统计，外源雨水地块雨水调蓄池中径流收集的利用率为43.65%，有30周(210 d)雨水调蓄池空置率为100%，较为浪费。在进行低影响开发系统设计时，应综合考虑成本造价等因素。      

城市屋面径流污染特性及其利用探讨

分析比较了国内外屋面径流水质的研究情况,结果显示,屋面径流水质存在较大的污染性,而且我国的屋面径流污染比一些发达国家的屋面径流污染明显严重。屋面径流水质主要受降雨量、降雨强度、屋面材料、季节和气温的影响。讨论了屋面径流的几种利用方案,主要包括纳入中水系统、独立的雨水利用系统、屋面绿化利用系统和渗透回灌系统。     

灌溉方式对土壤水分与灌水量影响的模拟研究

为明确灌溉方式对土壤水分和灌水量的影响，采用土壤水分概率模型分析了传统灌溉和连续灌溉的土壤水分概率分布特征与土壤平均水分变化规律，研究了灌溉方式对灌水量的影响效应。结果表明：不同灌溉方式的土壤水分概率分布特征差异明显，连续灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s^*处，传统灌溉的土壤水分概率密度极大值出现在s=s_fc处；与传统灌溉方式相比，连续灌溉使土壤平均水分含量保持在相对较低的水平，当降雨发生时，其土壤能够容纳更多的入渗水量。连续灌溉明显减少了土壤水分深层渗漏和地表径流损失水量，显著提高了降雨利用率并降低了灌溉水量，从而提高了农业水资源利用率。     

高速公路路面雨水径流污染物出流规律研究

基于南京机场高速公路禄口高架桥降雨径流监测资料,结合国内外的研究成果,探讨了高速公路路面降雨径流污染物的出流规律,路面径流事件平均浓度及其影响因素。研究表明,COD与SS的出流规律基本类似,当降雨量和降雨强度较大时初期浓度较高,随后逐渐减小,最终趋于稳定,径流初期效应显著;当降雨量和降雨历时较小时,COD与SS浓度波动较小,初期效应不明显。路面降雨径流污染严重,各污染物EMC平均值分别为:SS 238 mg/L、COD 196 mg/L、NH3-N 3.86 mg/L、TN 11.93 mg/L、TP 0.89 mg/L。降雨特性对各污染物影响权重为:前期晴天数>降雨强度>降雨量、降雨历时。     

长江下游“玉米-花菜”轮作模式下旱地降雨产流过程及氮磷输出特征研究

农田氮(N)、磷(P)的流失是水体富营养化的主要原因,然而农田径流N、P浓度与流失量受到前期土壤含水率(AMC)、降雨量、翻耕等多种因素影响,尚缺乏田间监测方法。本研究以位于长江下游的崇明岛旱地为研究对象,建立自动取样方法,在天然降雨条件下对农田径流量和水质进行高频率取样与连续监测,分析"玉米-花菜"轮作模式下降雨产流过程及N、P输出特征,采用径流曲线数(CN)表征土壤的持水能力,研究10、30、50 cm深处土壤AMC(AMC_(10)、AMC_(30)、AMC_(50))对CN的影响,并利用电导率(EC)来反映径流离子浓度的变化趋势以及降雨的稀释效应。结果表明:农田径流峰值滞后于降雨峰值,CN值取值范围为37～88,且与AMC_(10)线性关系最好(y=293.40x-39.41,R~2=0.790 5,P0.01),与AMC_(50)无显著相关关系;秸秆还田后的翻耕导致总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)浓度升高,夏季翻耕显著增加了P浓度,但N的浓度没有增加;径流N浓度随着径流速度的增大而减小,但P浓度相反。EC与径流速度呈现出完全相反的变化趋势,降雨量增加了径流流量并产生了稀释效应,导致EC下降,且EC可以反映总氮(TN)、NO_3~--N的浓度变化,EC的变化可充分反映N的输出特征,而P的输出与N输出不同,当径流速度较大且EC较低时,P的浓度可能较高;NO_3~--N、DTP分别是农田N、P输出的主要形式,径流流量和养分浓度差异影响N、P的输出负荷,但养分浓度差异对NH4_~+-N、TP、DTP输出负荷的影响要大于径流流量对其的影响。     

北方城市雨洪径流水质和利用模式探讨

根据北方城市水资源紧缺而雨水资源却未被充分利用这一情况,以河北省邯郸市为例,探讨了适合北方城市气候特点和经济发展的2种雨洪利用工程模式——道路雨水收集利用和屋顶雨水收集利用;同时针对城市道路降雨径流污染严重,以及初期雨水的污染程度通常超过城市污水的现状,分析了雨水中各种污染物的浓度,并与灌溉水质标准进行了对比;对路面径流的水质特性、次降雨产流过程中污染物浓度的变化规律也进行了分析研究,建立了污染物冲刷排放规律数学模型,以期为城市道路径流利用提供基础资料。     

城市不透水区降雨径流量及径流水质变化规律研究

研究城市降雨径流量及径流水质对城市水文学理论扩充及城市雨水资源集蓄利用具有重要意义.通过对2010～2011年保定市区6～8月份降雨产流过程中屋面、路面等类型下垫面的降雨径流量及径流水质的同步监测,初步分析了城市降雨径流量及径流水质的变化规律.研究结果表明:不同屋面及路面降雨径流量与降雨量均呈现相关性显著的线性关系;城...     

屋顶绿化在隔热降温·蓄水减排和净化屋面径流污染中的作用

通过对屋顶绿化的介绍,描述了屋顶绿化的作用:夏季降低室内温度,减少空调等能耗,消除城市"热岛效应";通过屋顶绿化中的土壤层与排水层,储存雨水,使城市雨水径流变得缓和,减轻雨水排水管压力;利用植物与土壤联合作用,去除屋面雨水径流中的污染物,提高雨水资源利用。     

组合式容器绿化在咸阳城区老旧楼房屋顶绿化中的应用

旨在探讨在未设计屋顶花园恒荷载的老旧楼房既有屋顶上进行组合式容器绿化的可行性及其优缺点,笔者利用佛甲草、垂盆草、紫花地丁、韭兰等植物栽种在不同规格、形状的塑料花盆及木质花盆形成的容器种植,组成组合式容器绿化,定量测定其在既有屋面上增加的荷载、降温、降噪、蓄排水量等数据,并据此对其绿化效果进行评估。结果表明,组合式容器绿化增加的荷载低于屋顶临时荷载,其降温、降噪效果明显,蓄积雨水、延迟屋顶径流峰值的能力较强,绿化效果明显。试验结论为在未设计屋顶绿化恒荷载的老旧楼房既有屋面上,可以进行组合式容器绿化,其安全性有保证,同时,建成的屋顶绿化有很好的降温、降噪、缓解城市蓄排水压力等环境效益,值得大面积推广。