简单屋顶绿化的滞蓄特性

设计了模拟降雨与数据采集系统,研究了短时强降雨下简单屋顶绿化基质（配比：陶粒57．0％、草炭41．5％、保水剂1．5％）的降雨产流过程,基于37次模拟降雨实验,归纳了降雨产流的一般过程、规律和特性,分析了降雨强度、基质厚度和基质初始含水率对简单屋顶绿化滞流蓄水特性的影响。结果表明：基质厚度和基质初始含水率对简单屋顶绿化的蓄水特性有显著影响,基质初始含水率越低、基质厚度越厚时蓄水特性越佳。建立了产流时间数学模型,简单屋顶绿化降雨产流时间与降雨强度呈负相关,同时也受初始含水量和基质厚度影响。随着干湿循环次数增加,基质的厚度总体呈现下降趋势,储水性能逐渐下降,延迟产流时间逐渐缩短。     

不同基质深度下绿色屋顶产流分析

为了优化绿色屋顶基质结构,结合长江中下游地区的水文、气象等条件,在芝加哥设计雨型下,通过人工模拟降雨的方式研究了重现期1~5年,降雨历时30~120 min的条件下不同基质深度对绿色屋顶滞蓄能力的影响,并从产流过程、径流峰值削减率、径流总量削减率方面进行了分析。研究结果表明:在不同设计降雨强度下,随着基质深度的增加,产流时间、延峰时间和径流削减能力呈增加趋势,同时随着降雨重现期的增大,绿色屋顶各项指标呈减小趋势。综合来看,基质深度为25 cm的绿色屋顶性价比较高。     

植物对绿化屋顶热工性能影响的模拟研究

为了研究绿化屋顶中植物对其的影响,建立简化绿化屋顶模型,通过运用计算流体力学(CFD)进行模拟,分析植物冠层叶面积指数(LAI)和风速对绿化屋顶热工性能的影响。研究结果表明:植物冠层对绿化屋顶有很好的隔热降温作用。绿化屋顶整体温度随着植物冠层叶面积指数的增大而减小,随风速的增大而减小,但植物冠层叶面积指数存在最优值,使得隔热降温效果较好的同时,尽可能小的降低屋顶载荷。     

破坏地表条件下草原的产流过程模拟研究

为了研究不同降雨条件、不同坡度及不同放牧制度对水土流失的影响,为草原的水土保持各项工作的开展提供参考依据。以格根塔拉草原4种放牧强度(封育不放牧CK、轻度放牧LG、中度放牧MG、重度放牧HG)荒漠草原原状土为对象,开展5°、10°两种坡度3种雨强(20、40、60 mm/h)条件下的人工模拟降雨试验,分析其产流过程与产流量。结果表明:在降雨强度和坡度一定的条件下,四种放牧程度小区的坡面初始产流时间变化大致相同,放牧程度增大,初始产流时间相对减小;在放牧条件一定的条件下,随着雨强和坡度的增加,初始产流时间逐渐减少,但是降雨条件比坡度对初始产流时间影响更大。在相同坡度不同雨强同一放牧条件下随着雨强的逐渐增加产流量也不断增加,并且产流历时和累计产流量呈现"下凹型"4种放牧条件条件下累计径流量为轻度放牧(LG)封育不放牧(CK)中度放牧(MG)重度放牧(HG)。     

屋面绿化卷材降雨入渗及蒸发特征研究

以新型屋面绿化卷材为研究对象,采用人工模拟降雨的方法,探究不同开孔率对绿化卷材降雨产流、入渗及蒸发特征的影响。结果表明:水分入渗通道开孔率对绿化卷材降雨产流、入渗速率及入渗量影响显著。在相同雨强下,开孔率越大,所需产流时间越长,卷材的入渗雨量越多。入渗速率随着降雨时间的延长而呈下降趋势,产流速率随降雨时间的延长不断增大直至稳定产流。蒸发主要发生在白天,开孔率显著影响卷材的日蒸发量,日蒸发量极差与累积蒸发量均随开孔率的增大而增大。为屋面绿化卷材开孔率的优化改进提供了合理的设计思路。     

简单式绿色屋顶雨水径流滞留效果的影响因素

绿色屋顶具有良好的环境、社会和经济效益,其在欧美等发达国家已得到广泛应用,但在国内雨水控制领域受到的关注度较低。为此,采用北方典型城市的设计降雨对绿色屋顶装置进行模拟降雨试验,分析简单式绿色屋顶的排水层材料、种植基质及降雨强度对其雨水径流滞留效果的影响。结果表明:凹凸排水板和陶粒两种排水层材料对绿色屋顶滞留雨水径流的效果无明显优劣;种植基质的初始湿度与绿色屋顶对雨水径流的削减率存在负相关关系;基质种类对绿色屋顶雨水径流滞留能力也有一定影响,与超轻量基质和田园土相比,改良土在雨水径流削减、产流延缓、峰值流量削减和延后等方面的效果更好;绿色屋顶对较低重现期的降雨事件具有更好的雨水径流滞留效果。     

蓄水层对绿色屋顶径流削减能力的影响分析

提出了耦合HYDRUS-1D与蓄水层蒸发模块的绿色屋顶模型,基于绿色屋顶试验和水文监测数据对模型进行了率定及验证,利用该模型分析了深圳市不同雨强、雨前干旱时间(ADP)和水文年下,蓄水层对绿色屋顶径流削减能力的影响。结果表明,随着次降雨强度的增加,绿色屋顶径流削减量先增加,在达到最大值后保持稳定,蓄水层厚度的增加可以显著提高绿色屋顶的最大径流削减量;随着ADP的增加,绿色屋顶对下次降雨径流的削减能力逐渐恢复,由于蓄水层蒸发对土壤层的补水作用,带蓄水层屋顶的径流削减能力恢复的速度远慢于无蓄水层屋顶;绿色屋顶对年径流削减量:枯水年平水年丰水年,且随蓄水层厚度的增加而增加。     

西南地区公共建筑立体绿化设计及实践研究——以成都市屋顶绿化为例

立体绿化作为城市绿化的重要组成部分,主要分为屋顶绿化及垂直绿化。文章基于成都地区气候,采用软件模拟的研究方法对公共建筑上不同形态的屋顶绿化进行了模拟分析,研究表明:密集型、半覆盖的绿化屋顶对降低热岛效应有明显的效果。屋顶绿化对于建筑节能的影响与植物的叶面积指数(LAI)、覆土厚度和植物高度有关。在合理绿化屋顶设计的情况下,整栋建筑全年能耗可减少高达5%。     

泵送轻质屋顶绿化基材技术

屋顶绿化是改善城市环境的关键举措,本文分析了屋顶绿化的常见形式,介绍了简单屋顶绿化形式各层的材料特点、现有的简单屋顶绿化技术方案及存在的问题。在此基础上,论文介绍了一种新发明技术-泵送轻质屋顶绿化基材技术的材料组成和施工。     

降雨条件下加筋对土质边坡破坏模式影响试验研究

运用自行研制的人工降雨装置,通过改变降雨强度及筋带数量,对加筋土质边坡开展降雨破坏试验研究。试验结果表明:同一加筋土质边坡,雨水入渗速度随降雨强度的增加而增大,随降雨持时的增加而减小;在相同历时条件下,降雨强度越大,湿润锋变化越明显;其变化速度随历时的增加而逐渐减小。同一降雨强度条件下的加筋土质边坡,雨水入渗速度随筋带层数的增加而减小,随降雨持时的增加而减小;在相同历时条件下,筋带的层数越少,边坡的湿润锋变化越明显;其变化速度随历时的增加而逐渐减小。研究成果可对加筋边坡的防灾减灾工程提供参考。     

绿化屋顶基质材料及厚度对屋面径流雨水水质的影响

根据我国华北地区降雨及其水质特点,建立了5套双基质层绿化屋顶小试装置,着重考察了绿化屋顶结构中基质材料及厚度对屋面径流出水水质的影响。结果表明,营养基质材料对绿化屋顶径流水质有关键性的影响,特别是对NO-3、PO3-4和有机物这类易因淋洗而释放的污染物,选取肥力适中、营养物质释放缓慢的无机营养填料可大幅提高绿化屋顶的径流水质;吸附基质层厚度的增加可以在一定程度上提高径流出水水质;通过选用合适的基质材料和适当的基质体积比,可以削减城市屋面雨水径流中污染物含量。     

利用暴雨管理模型（SWMM）对低影响开发措施效果的模拟研究

为考察低影响开发措施刘城市雨洪的控制效果,利用暴雨管理模型（SWMM）,对某区域内规划建设绿色屋顶、渗透铺装、雨水收集系统以及低势绿地等低影响开发措施后在不同重现期的降雨强度下出水口流量变化以及规划区域内产汇流情况的模拟研究。通过模拟显示,在一定重现期降雨强度下低影响开发措施可以削减区域内产流的峰流量、推迟区域内径流峰流量的出现肘间,并且采取低影响开发措施后,地表对降雨径流的滞蓄量和渗透量增加,减小了地表径流总量,从而间接增加了雨水资源滞留、消纳和利用量。通过SWMM模型可以对低影响开发措施在不同重现期降雨强度下地表径流的滞留消纳量以及雨水资源的利用量进行评价,进而为低影响开发措施的规划设计提供必要的技术支撑。     

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。     

海绵城市建设中土水特征曲线对产流的影响

土壤土水特征曲线是海绵城市建设中源头控制阶段的重要参数,是降雨入渗及产流研究的理论基础。针对海绵城市试点庄河市建设的实际情况,对当地3类土壤进行土水特征曲线测定,拟合计算得到土壤基质吸力、非饱和导水系数方程,结合Green-Ampt改进模型计算各类土壤所处区域在不同降雨强度下的雨水入渗及产流情况。结果表明:土壤入渗能力总体呈现为人工回填土裸露坡地土耕种土,人工回填土的入渗率是其他土壤的1. 1～4. 4倍。在降雨强度为大暴雨等级时,人工回填土的延迟产流时间是其他土壤的1. 9～5. 8倍;在特大暴雨时,3类土壤短时间内均会产生超渗产流,此时在延缓洪峰时间、控制洪峰流量上没有明显作用。     

屋顶绿化对室外微气候的降温增湿效果

在高密度城市中,建筑屋顶具有巨大的开发利用潜力,通过结合绿化打造屋顶休闲空间,不仅可以改善屋顶上部微气候,还能有效提高城市绿量。以重庆典型气候条件下绿化屋顶常用的3种屋顶绿化植物为研究对象,采用实测与理论分析相结合的方法,探究不同屋顶绿化植物对周围环境的降温增湿效果。实验结果表明,屋顶绿化的降温增湿作用从正午高温之后持续至次日日出,增湿作用夜间效果更为突出,植物的降温效果在其表面最显著;植物叶面积指数与其反射辐射量呈反向相关。3种植物中,小叶景天综合效果最好,在其表面日间最大降温11.7℃,在300、700mm处夜间分别降温4.64、3.97℃,其最大增湿效果出现在19:00,增湿33.1%。     

屋顶绿化对建筑围护结构节能的模拟研究

采用模拟方法对绿化屋顶的能耗性能进行模拟,选取济南、上海、广州作为3个气候区代表城市,采用EnergyPlus对绿化屋顶和裸屋顶进行模拟对比。模拟屋顶绿化情况下不同叶面积指数、植物高度、土层厚度对建筑能耗的影响,得到在不同气候区下,不同参数的变化对能耗的影响不尽相同。并得到绿化屋面的最优参数配置:土壤厚度z=0. 2 m,植被高度H=0. 1 m,LAI=5,济南、上海、广州全年能耗最大节能率分别为5%、6. 6%、9. 3%。研究并得出建筑层数及面积与绿化屋顶能源性能的关系,发现其他条件一定,层数越高,绿化屋顶对降低能耗作用越小;建筑面积越大,绿化屋顶降低能耗性能越显著。     

具有导渗导排管的透水混凝土铺装对径流削减试验研究

具有导渗导排管的透水混凝土铺装是在传统透水混凝土铺装基础上的一种新型的透水铺装形式。对具有导渗导排管的透水混凝土铺装的径流控制作用进行了试验。结果表明,当降雨重现期为1年时,具有导渗导排管的透水混凝土道路比普通道路、常规透水混凝土道路径流产生时刻分别晚55 min、43 min,峰现时刻时间分别晚80 min、30 min,洪峰流量削减率分别高70%、10%;随着降雨重现期的延长,产流时间和峰现时间呈现缩短趋势。具有导渗导排管的透水混凝土比常规透水路面对延迟产流时间和峰现时刻、削减洪峰水量具有更好的作用,可以为该创新型低影响开发技术的国内应用设计提供参考。     

石灰石粉基生态型超高性能混凝土设计和性能研究

本文采用Modified Andreasen&Andersen颗粒最密集堆积模型,设计制备了环境友好型石灰石粉基超高性能混凝土,并对其性能进行研究。结果表明:随着石灰石粉掺量的增加,UHPC浆体的剪切、应变和塑性粘度先减小后增大,对应浆体流动度先增大后减少,随着石灰石粉掺量增加,同一龄期UHPC强度逐渐下降,石灰石粉取代60%,水泥28d强度下降率为23.8%,石灰石粉的加入能明显降低放热总量和延迟水化放热最大峰值的时间,且电阻率突变时间与水化放热突变时间规律基本一致。随着石灰石粉掺量增加,环境成本逐渐降低,所需的绿化面积或树木逐渐减少。     

强降雨对边坡稳定性的影响分析

针对黄土边坡在降雨条件下的稳定状态变化,分别以边坡比、降雨强度和降雨持时为变量构建了200个降雨模型。基于Fredlund理论结合有限元数值模拟软件和土力学方法,分析在24 h内不同坡度边坡的体积含水率和孔隙水压力随雨强和降雨时间的变化而产生的变化,并通过极限平衡理论求得由于雨强和坡度变化后的边坡稳定性系数。结果表明:不同雨强下边坡达到失稳状态的降雨时间不同;在边坡坡度不同的情况下,随着雨强的增大其相对应的稳定性系数会逐渐减小;随着降雨历时的增加,坡肩和坡脚的体积含水率等值线和孔隙水压力等值线最为密集。     

屋顶绿化系统中的防水技术探讨

屋顶绿化系统中的防水问题是屋顶绿化体系中的应用技术难点,也是屋顶绿化充分发挥作用和广泛推广的关键。本文在分析屋顶绿化中出现的主要防水问题的基础上,从不同类型屋顶绿化的防水系统结构形式、阻根性防水基材的选择和防水施工过程中的细节处理三个方面进行探讨,阐述了解决屋顶绿化中防水问题的方法和途径。