株洲市绿化屋面雨水滞蓄效果研究

本文搭建了9种不同基质层的绿化屋面模块装置及人工模拟降雨装置,通过实验方法与模拟分析法研究株洲市绿化屋面对雨水产流时间、径流量及储蓄作用的影响。研究表明:绿化屋面相对于普通屋面均具有产流延迟作用和径流洪峰削减作用,产流最大延迟时间可达5.7倍,洪峰削减率可达38.7%。

基于PLC的屋顶绿化雨水滞蓄效能自动监测系统及应用

[目的]屋顶绿化通过植被层涵养和基质层滞蓄等作用可减少和延缓暴雨的径流峰值,通过实时监测降雨量、土壤含水量和溢流量等参数,对屋顶绿化雨水滞蓄效能进行科学研究。[方法]以可编程控制器(Programmable logic controller,PLC)为硬件控制核心组件,结合触摸屏技术研制屋顶绿化雨水滞蓄效能的自动监测系统,对降雨事件、降雨量、空气温度、空气湿度和风速进行自动监测。[结果]实时监测系统的测量结果与气象部门观测数据吻合,表明该系统能有效实现溢流量和基质土壤相对湿度的自动测量。不同植被的植物槽溢流量和基质土壤相对湿度存在差异,在试验过程中的一个连续降雨时期,大花马齿苋Portulaca grandiflora植物槽的滞蓄率为54.75%,南美蟛蜞菊Sphagneticola trilobata为26.63%,佛甲草Sedum lineare为38.34%;基质保水性存在季节差异,8月降雨后基质相对湿度普遍达70%以上,而9月南美蟛蜞菊基质相对湿度均低于70%,10月则更低。[结论]该监测系统可实现对室外屋顶绿化滞蓄效能及生态环境因子的有效、准确和实时动态监测。屋顶植物槽系统的雨水滞蓄效能、产流特征及基质土壤的保水性能与气象气候条件、降雨强度、降雨量、植物类型、季节变化和基质组成等密切相关。

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。

雨水滞蓄措施在城区减洪之水文机制及容量研究

针对雨水滞蓄设施在城区减洪之设置方式及容量计算,以就地消减雨洪(On-site Control)及分散配置原则提出设置规划流程与容量计算方式。对于雨水滞蓄措施之减洪机制进行水文分析,并选择台湾台北县汐止地区为算例进行规划。与目前以减少开发增加洪峰量为目的之滞洪设施规划方式相比,本研究提出之规划方式可同时减少开发增加径流峰值与体积,且所需设计容量较少。

上海梅雨期佛甲草轻薄屋顶绿化的滞蓄效果监测评估

【目的】针对适于上海地区存量建筑推广使用的8 cm基质佛甲草屋顶绿化产品,评估其在梅雨期的滞蓄实效。【方法】构建平、坡屋面组试验装置,实测佛甲草模块在梅雨期自然降水环境和当地典型平、坡屋面条件下的滞蓄能力,比较梅雨全期及单次降雨事件下平、坡屋面组的滞蓄差异。【结果】发现平、坡屋面组试验模块对梅雨全期的平均滞蓄率分别可达到38.9%和30.6%,期间单次降雨的滞蓄率差异较大,除连绵降雨过程中的大、暴雨外,均可在降低径流峰值、减少径流总量和延缓产流上发挥较为理想的作用。【结论】在上海及长江中下游梅雨地区,对新建或既有建筑,尤其是平屋顶建筑推广建设拓展型屋顶绿化,是有效的节地型海绵措施。

雨水调节和滞蓄设施的运行模式及规模设计

雨水调节和滞蓄是城市雨水管理体系中非常重要的2类技术,但目前对这2类技术的内涵及其概念有时存在误用、滥用的情况,针对这一问题,笔者对调节和滞蓄的内涵进行了梳理,以调节池和滞蓄池为例,分别对其不同控制目的和出水方式运行模式进行了分析,并给出了基于入流、出流过程线简化模型的设施规模设计方法,以供参考。

常用基质对粗放型绿色屋顶雨水滞蓄和出流水质特征的影响

为研究粗放型绿色屋顶常用基质组成对雨水径流水量的滞蓄效果和设施出流氮、磷淋失的影响,分别以不同配比的田园土、泥炭土、蛭石、珍珠岩、陶粒、麦饭石、碎砖、砂为基质,构建了6种不同基质组成的绿色屋顶小试装置以及模拟传统屋面小试装置,进行了模拟降雨试验研究。从设施出流污染物累积淋失质量角度分析,以泥炭土和珍珠岩、陶粒、麦饭石等轻质材料为基质组成的绿色屋顶对TN有较好的控制效果。不同基质组成的绿色屋顶COD和TP淋失现象明显,尽管可能存在一定程度的淋失风险,但为了保证设施植物生长和水量控制效果,仍有必要考虑在基质中添加富磷有机质等。绿色屋顶设施运行稳定后,不同基质组成的绿色屋顶小试装置总体对浊度呈现较好的控制效果。从全年平均或长期运行效果看,采用绿色屋顶设施后,可将实际总量径流系数从传统屋面的0.95以上削减至0.52~0.63。研究结果可为海绵城市建设中的工程技术选择、绿色屋顶设施设计和运行效果评价提供数据参考和依据。

重庆市城市绿地雨水滞蓄能力研究

城市绿地在雨水滞蓄、净化、利用方面发挥着重要作用,可以有效减少城市雨水径流量,缓解洪涝灾害.以重庆市北碚区城市绿地为研究对象,通过试验测试和模拟计算探究绿地原生土壤的雨水滞蓄能力.结果表明:重庆市城市绿地由于受人们活动的影响,土壤容重偏大,压实度偏高,可改良和提升的空间很大;不同类型绿地土壤稳渗率相差不大,入渗性能良好,评级达中等及以上的占83.6%;绿地渗蓄雨水效果与稳渗率和下凹深度呈正相关;绿地的蓄水能力较弱,对于1年一遇1h降雨条件下产生的降雨量仅能容纳52.38%.因此,在进行“海绵城市”建设时,需要充分挖掘土壤作为海绵体的潜力,提升城市绿地土壤的渗蓄能力.

对不同配比基质层种植屋面的雨水滞蓄能力研究

为分析《种植屋面工程技术规程》(JGJ 155-2013)中7种不同厚度种植改良土在不同暴雨强度下的雨水滞蓄效果,在室外,以自行设计的人工降雨模拟设备及100 mm、200 mm、300 mm 3种厚度佛甲草种植屋面装置,模拟2年一遇、5年一遇、10年一遇3种降雨强度(采用郑州地区的暴雨强度公式)进行雨水滞蓄试验。结果表明:轻沙壤土占比较大的G组基质层配比的种植屋面在3种降雨强度下对雨水延迟产流时间、雨水滞蓄率均表现较好,而腐叶土占比较大的B组基质层配比的种植屋面表现较差。

绿化屋面雨水滞蓄效果研究进展

随着社会发展,城市建筑密度逐年增加,可渗透下垫面不断减少,城市洪涝频发,水资源短缺等问题催生海绵城市理念。绿化屋面是建设海绵城市的技术措施之一,能够有效滞蓄雨水,削减雨水洪峰,并延缓径流产生时间。针对绿化屋面的雨水滞蓄效果,本文概括了近年来国内外学者的研究成果,分析了绿化屋面在其基质厚度、植被类型、结构组成、降雨强度等不同因素影响下的雨水滞蓄效果,并展望了绿化屋面雨水滞蓄未来研究方向。

不同配比基质层的雨水径流滞蓄截污效益研究

基质配比是影响粗放式绿色屋顶对雨水径流滞蓄截污效益的重要因素之一。文章采用泥炭土作为营养基质,蛭石作为吸附基质,构建了9个不同配比泥炭土蛭石基质层小试装置,研究在南昌市降雨特征的9个不同深度模拟降雨事件中,装置对雨水径流的滞蓄截污效益。结果表明,不同配比泥炭土和蛭石基质层能发挥优秀的雨水径流滞蓄效益、雨水径流中的NH_(4)^(+)-N削减和TP截留效益。其中20%泥炭土+80%蛭石的基质层小试装置在整个实验过程中的平均径流削减率为43.53%,平均NH_(4)^(+)-N削减率为75.07%,平均TP截留率为68.00%,且相对其他不同配比基质层小试装置有更强的抑制TN淋失能力。

雨水三级生态滞蓄规划系统及综合利用措施研究

近年来全国各地暴雨频发,城市雨水排放问题成为社会发展的主要矛盾之一。研究借助合理有效且生态的措施,及时消减暴雨雨量,确保城市雨水排放顺畅安全,弥补传统雨水管网缺失等问题,介绍雨水三级生态滞蓄系统,探究其理论计算方法,并提出生态雨水综合利用措施。

北京市雨水利用措施研究

北京市是城市化高度发展的城市,其人口多、水资源紧缺。充分利用降雨资源能够缓解区域水资源紧缺,起到削减洪峰流量、减少洪涝灾害及改善城市水环境等作用,雨水利用是北京市水资源利用与可持续发展的重要措施。文章总结北京市雨水利用措施类型与种类,分析措施的适用条件和特点,论证雨水利用措施的优劣,制定有效的激励政策,确保雨洪利用措施有效落实及运营,更好地利用有限的水资源。

海绵理念下城市街区小微水系优化策略分析

小微水系的改造、填埋和消失是城市雨水内涝频发的重要原因之一。以郑州市西部某区域为研究对象,通过对城市街区内部水生态的系统性分析诊断,提出在海绵城市理念下遵循自然“产-汇-流”水文格局“、蓝绿结合”优化街区内部小微水系和利用公共区域水系坑塘满足雨水资源蓄滞利用3个优化策略来进行城市街区内部小微水系优化设计,旨在为解决城市雨水内涝问题、增强城市应对雨洪的“弹性”和增进海绵城市雨水资源化利用提供参考。

植物根系对绿色屋顶径流调控功能影响

【目的】绿色屋顶具有滞留雨水、削减和延缓洪峰等径流调控功能,但植物根系对其径流调控功能的影响尚不清楚。本研究旨在揭示植物根系对绿色屋顶径流调控功能的影响,为绿色屋顶植物配置和管理提供科学支撑。【方法】基于在北京城区搭建的3种不同根系特征植物(佛甲草、大花马齿苋、八宝景天)和无植被覆盖(对照)绿色屋顶的降雨产流和基质含水量动态变化监测,测定植物根长密度和根径等根系特征,定量分析植物根系对绿色屋顶径流调控功能的影响。【结果】含根系绿色屋顶基质的平均雨水滞蓄量比对照绿色屋顶高2.1~4.1 mm,但平均产流时间较对照绿色屋顶提前6~10 min,平均峰现时间提前9~26 min。在总根长密度相近的情况下,根茎较粗的八宝景天绿色屋顶的径流调控功能优于根茎较细的大花马齿苋绿色屋顶。佛甲草绿色屋顶的总根长密度和平均根径最大,其雨水初损占比最低,最易产流,且随着降雨量的增大,其径流调控效益相对其他两种植物的绿色屋顶下降更明显。【结论】植物根系可提高绿色屋顶基质的滞蓄能力,但会导致绿色屋顶产流提前;同时根系的径级分布也会影响绿色屋顶的径流调控功能。

海绵城市建设背景下老旧小区内涝防治探索——以江苏省镇江市江二小区为例

老旧小区设施标准偏低,近年暴雨频现,积水现象加剧,改造要求迫切,是海绵城市试点建设的重要内容。受设施用地、施工场地、施工扰民、改造工期等现状条件限制,实施难度大。江苏省镇江市自2014年启动金山湖南岸老旧小区的改造项目,采用LID技术等综合措施解决城市内涝和面源污染,通过系统方案规划和关键工程的分步实施,探索出了一条解决城市内涝的新思路。

基于古桂林水系思想对现代海绵城市建设的启示

水系规划设计是海绵城市建设的重要组成部分。古桂林水系思想重点在于在峰值负荷时给水以更多空间,实现峰值蓄水和季节性蓄水。本文针对当前多数城市化建设面临的城市内涝问题,通过分析现代桂林内涝积水原因、古代桂林水系格局及其排涝优势和古桂林水系思想在现代桂林水系中的典型应用,给出了基于古桂林水系的现代海绵城市建设思路。

废弃泥陶粒掺碎石制备植生混凝土性能研究

以由清淤海泥、市政污泥为原料制备的陶粒及碎石为组合骨料,选择5组不同的骨料配比制备植生混凝土进行性能比较分析。结果表明,V(陶粒)∶V(碎石)=1∶1时试件的28 d抗压强度可达到10.5 MPa;5组试样植生效果均较好,其中配置陶粒骨料的4个试验组发芽率均高于单一碎石骨料的试验组;5组试样对TN、TP和CODcr均有较好的去除效果,总体上配置陶粒后植生混凝土水质净化效果更优,以骨料中V(陶粒)∶V(碎石)=3∶1植生混凝土的综合性能最优;控制同一降雨强度(0.8 mm/min)条件下,试件滞蓄雨水能力随着骨料中陶粒占比增大而增大。

北京市雨水利用

北京水资源短缺,而仍有大量暴雨径流出境而未加有效利用。城市化发展又使暴雨洪峰增加,加大了河道防洪负担。利用小区开发建设中的绿地滞蓄雨水,是增加对地下水的补给,减小暴雨径流的峰值,减轻河道防洪负担的有效途径。经模拟计算,分析了绿地对减小径流系数和削减暴雨径流峰值的作用,对暴雨径流水质用于绿地入渗的可行性进行了讨论。

北京常用草坪式屋顶绿化轻型基质对屋面雨水径流控制影响研究

屋顶绿化是海绵城市低影响开发雨水径流源头控制的重要组成部分,同时也是降低城市屋顶产污负荷的有效手段。根据北京地区的降雨特点,建立了1套屋顶绿化基质模拟降雨测试装置,研究了北京常用草坪式屋顶绿化基质材料对屋面径流出水水量和水质的影响。结果表明:与园林土作为主要成分的基质相比,以多孔性无机矿石粉碎物为主要成分的"宝绿素"在雨水径流削减、产流延缓、峰值流量削减和延后等方面的效果更好;使用"宝绿素"作为草坪式屋顶绿化基质材料能够提高降雨初期对污染物的控制效果。需要综合考虑建造成本和植物景观效果,在此基础上通过选用合适的基质材料达到控制城市屋面雨水径流水量和水质的目的。