海绵城市：雨水资源综合利用成果

1．拓展型绿色屋顶对径流的滞蓄效能

试验结果表明上海市拓展型屋顶绿化对雨水的滞蓄作用显著。在小雨情况下,雨水可被全部吸收;在暴雨情况下,雨水滞蓄率最高可达63．54%,初始产流时间最长可推迟34 min。而上海的灾害性降雨多为暴雨和短时强降雨,当上海的降雨达到5年一遇强降雨标准时,就会造成城市短时积水,并对城市生态环境产生一定的影响。而拓展型绿色屋顶则可有效减轻上海市城市灰色基础设施的负荷,推迟径流峰值。

由上述试验结果可知,不同试验组合之间,初始产流时间并无显著差异。相比较而言,对初始产流时间影响最大的因素是基质的厚度。当基质厚度为300 mm时,绿色屋顶对初始产流时间推迟最久,平均初始产流时间最久可推迟80 min;当基质厚度为200 mm时,初始产流时间推迟显著减少;当基质厚度为100 mm时最短。此外,聚丙烯酸钠用量的不同也能对推迟初始产流时间产生较大的影响。当用量为4 g/L时,初始产流时间推迟的最久,0 g/L时次之,而当用量为2 g/L时推迟最短,即聚丙烯酸钠并非推迟初始产流的主要因素。而基质配比对推迟初始产流时间的影响最小,其中基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶2∶1时,绿色屋顶对径流峰值出现时间推迟最久。

由上述分析可知,为使拓展型绿色屋顶对雨水径流滞蓄效能最大化,理想的设计结构为基质厚度300 mm,基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶2,且保水剂聚丙烯酸钠的最佳用量为4 g/L。而为了使拓展型绿色屋顶对降雨的初始产流时间推迟最长,最佳的基质厚度为300 mm,相对较好的基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶2∶1,且聚丙烯酸钠应选择的用量为4 g/L。

2．拓展型绿色屋顶对径流的净化效能(www.xing528.com)

根据以上试验结果可知,上海市拓展型绿色屋顶对降雨中的氨氮、铅、锌等污染物具有显著的净化作用。例如,在暴雨情况下,上海市拓展型屋顶绿化对雨水污染物氨氮的最高去除率可达92．78%,污染物氨氮的EMC可降低至0．45 mg/L,达到地表水Ⅱ类标准,远优于雨水中的平均浓度5 mg/L;对重金属铅(Pb)的最高去除率可达98．81%,重金属Pb的EMC可降低至0μg/L,达到地表水Ⅰ类标准,远优于雨水中的平均浓度260μg/L;对雨水重金属锌(Zn)的最高去除率可达94．55%,径流中的重金属Zn平均浓度可降低至0．02μg/L,达到地表水Ⅰ类标准,远优于雨水中的平均浓度60μg/L。因此,拓展型绿色屋顶的广泛应用可有效减轻上海市地表径流污染。

在影响上海市拓展型绿色屋顶对径流污染物净化作用的因素中,基质厚度对拓展型屋顶绿化雨水净化作用的影响程度最大,当基质厚度为200 mm时,对雨水污染物氨氮、Pb、Zn的净化效果最好,污染物去除率最高分别可达91．19%、98．81%、94．55%。保水剂聚丙烯酸钠的影响次之,当保水剂用量为4 g/L时,对Pb的净化效果达到最佳;当用量为2 g/L时,对氨氮和Zn的净化效果最好。而基质配比对雨水水质净化效果的影响则最小,当基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶2时,对氨氮的净化效果最好;当基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶1时,对Pb、Zn的净化效果较好。

综上所述,为使雨水径流的滞蓄作用和污染物净化效能发挥到最大化,拓展型屋顶绿化设计中最适宜基质厚度为200 mm,当基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶2时,对氨氮的净化效果最好;当基质配比为壤土∶珍珠岩∶椰糠=1∶1∶1时,对重金属铅和锌的净化效果最好。在保水剂聚丙烯酸钠的用量上,则当其用量为2 g/L时,对氨氮和锌的净化效果达到最佳;当用量为4 g/L时,对铅的净化效果达到最佳。