粗放型绿色屋面填料的介质组成对出水水质的影响

通过模拟降雨实验监测填料组成不同的绿色屋面模拟设施出水水质,研究粗放型绿色屋面设施填料组成对出水污染物特征的影响.结果表明,设施出水中主要的污染物包括不同形态的N、P以及COD;除COD外,出水中污染物浓度随累积降雨量增加而下降,具有明显的淋失效应;所有设施出水中重金属含量均较低,初期出水的平均浓度均达到饮用水标准.含有田园土、醋糟的绿化种植土出水营养物质淋失严重,在累计降雨150 mm情况下,设施出水TN、TP、COD平均浓度分别为2.93、0.73和78 mg·L-1,均超过地表水水质标准Ⅴ类的限值,添加水厂污泥可以有效地减少绿化种植土中TP的淋出且不影响植物对P的吸收;使用无机复合种植土的设施出水水质较好,但仍需要结合设施对水量削减能力和植物生长状况判断填料是否能够应用于粗放型绿色屋面.     

屋面雨水径流水质特性研究

选择南京市区3处不同类型屋面(沥青屋面、瓦屋面、混凝土屋面),对7场降雨径流事件进行了监测分析,重点探讨了屋面雨水径流中污染物的出流规律、事件平均浓度(EMC).结果表明,对于降雨量大、降雨强度大的降雨事件,初期污染物浓度较高,整个出流过程污染物浓度随降雨历时呈前高后低的变化趋势;对于降雨量小、降雨强度小的降雨事件污染物浓度没有明显降低趋势;降雨强度大、具有明显降雨峰值的降雨事件中污染物出流存在“二次冲刷”现象.EMC的计算结果表明,屋面径流TN,COD的污染严重,3种屋面的TN以及沥青、混凝土屋面COD超出了《地表水环境质量标准》V类标准限值,瓦屋面和沥青屋面的TP也超出了Ⅲ类标准限值;SS和TP浓度排序:瓦屋面＞沥青屋面＞混凝土屋面,COD,TN的浓度排序为:沥青屋面＞混凝土屋面＞瓦屋面;受屋面类型、降雨特性和当地大气状况的影响,本研究与国内外同类研究存在一定的差异.     

不同屋面类型径流污染特征研究

了解不同屋面类型对径流污染特征的影响,对控制城市非点源污染具有重要意义.选取不同材质、不同形状和老化程度的典型屋面,采用事件平均浓度（EMC）和M（V）曲线判识方法,对不同屋面类型降雨径流污染浓度、污染负荷和初期冲刷效应进行分析.结果表明,油毡屋面径流污染物平均浓度大于彩钢屋面;老化材料径流污染物平均浓度大于未老化屋面,未老化油毡屋面降雨冲刷效应更为明显;尖形顶屋面相比弓形顶屋面初期冲刷效应更为明显.     

屋面径流水量水质变化

为探明普通屋顶和绿化屋顶屋面径流水质和水量的变化规律,采用4个1.0×0.5 m~2木箱模拟普通屋顶和3种不同基材配方的绿化屋顶,并运用人工降雨的试验手段,相隔12个月2次对比观测屋面径流过程的水量和径流Cd、Pb、Cu、Zn、TP和TN含量。结果表明:(1)与普通屋面相比,绿化屋面的径流开始更晚,结束更迟,延时更长,径流总量更小,径流洪峰更低。(2)除初始流外,绿化屋顶屋面径流TP的含量高于普通屋面径流;试验初期,绿化屋顶屋面径流TN的含量高于普通屋面径流;使用复合肥的绿化屋顶屋面径流TN和TP含量比使用缓释肥绿化屋顶屋面径流含量高。(3)普通屋顶屋面径流重金属和TN、TP含量随着径流过程逐渐减少,绿化屋顶屋面径流中污染物含量随径流过程变化规律不明显。绿化屋顶初期屋面径流TN含量比1 a后高。(4)3种绿化屋面的径流和普通屋顶屋面径流的初始流TP、TN、Cd和Pb含量超过了GB 3838-2002规定Ⅳ类水域含量指标。研究表明不同类型和不同绿化基材的绿化屋顶屋面径流过程和水质变化规律不同。     

城市不同材料屋面径流的污染负荷特性

分析不同材料屋面径流污染负荷特性,对于提高城市面源污染负荷估算精度和确定初期径流截流比具有重要意义.以扬州市为研究区域,通过对小青瓦屋面、水泥瓦屋面和混凝土屋面这3种屋面进行降雨径流监测,比较不同材料屋面径流污染物浓度、冲刷规律以及初期冲刷效应.结果表明暴雨事件中,小青瓦屋面径流中总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和总悬浮物(TSS)的事件平均浓度(event mean concentration,EMC)约为水泥瓦屋面的4～9倍;小青瓦屋面径流污染物浓度变化受雨强影响程度大于水泥瓦屋面,其中TP和TSS的浓度变化趋势和雨强变化趋势的Pearson相关系数r分别为0. 853和0. 822;各材料屋面的初期冲刷强度呈水泥瓦屋面混凝土屋面小青瓦屋面,分别截流3种屋面初期径流的31. 5%、58. 0%和60. 4%,可以完成削减60. 0%的屋面径流污染负荷量的目标.如果未具体区分瓦屋面材料,用水泥瓦屋面径流污染物的EMC估算古建筑聚集区的屋面污染负荷量,将严重低估暴雨事件中TN、TP、TSS和高锰酸盐指数的实际排放量,表明精细化区分屋面材料对提高城市面源负荷估算精度具有重要意义.     

城市不同材料屋面径流的污染负荷特性

分析不同材料屋面径流污染负荷特性,对于提高城市面源污染负荷估算精度和确定初期径流截流比具有重要意义。以扬州市为研究区域,通过对小青瓦屋面、水泥瓦屋面和混凝土屋面这3种屋面进行降雨径流监测,比较不同材料屋面径流污染物浓度、冲刷规律以及初期冲刷效应。结果表明暴雨事件中,小青瓦屋面径流中总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和总悬浮物(TSS)的事件平均浓度(event mean concentration,EMC)约为水泥瓦屋面的4~9倍;小青瓦屋面径流污染物浓度变化受雨强影响程度大于水泥瓦屋面,其中TP和TSS的浓度变化趋势和雨强变化趋势的Person相关系数r分别为0.853和0.822;各材料屋面的初期冲刷强度呈水泥瓦屋面混凝土屋面小青瓦屋面,分别截流3种屋面初期径流的60.4%、31.5%和58.0%可以完成削减60.0%的屋面径流污染负荷量的目标。如果未具体区分瓦屋面材料,用水泥瓦屋面径流污染物的EMC估算古建筑聚集区的屋面污染负荷量,将严重低估暴雨事件中TN、TP、TSS和高锰酸盐指数的实际排放量,表明精细化区分屋面材料对提高城市面源负荷估算精度具有重要意义。     

拱型屋面弯曲回弹变形、强度和稳定性的研究

计算了拱型屋面弯曲回弹变形 ;分析了在对称和非对称载荷作用下拱型屋面弯曲应力 ;计算了在对称载荷作用下拱型屋面临界载荷 ,计算结果表明 :拱型屋面的破坏不是强度不足 ,而是失稳所致。     

深圳大气湿沉降对典型屋面径流水质的影响

屋面雨水是一种重要的非常规水源,其水质受大气湿沉降影响。该研究以深圳大学城水泥砂浆材质的屋面为例,测定了2011年14场降雨的雨前大气环境质量、大气降水水质和屋面径流水质,对比了大气降水及屋面径流中组分浓度的差异,分析了湿沉降与屋面径流污染负荷的关系及其影响因素。结果表明:(1)湿沉降中NH4+、乙酸、甲酸和乙二酸等组分与屋面材料及累积物发生化学反应,使得这些组分在屋面径流中的负荷显著减少;(2)湿沉降是屋面径流中Na+、K+、Mg2+、Ca2+和SO42-组分负荷的少部分来源;(3)而湿沉降是屋面径流中TOC、F-和NO3-组分负荷的主要来源;(4)雨前大气环境质量对湿沉降组分浓度有显著影响。因此,湿沉降对屋面径流组分负荷影响显著,城市屋面径流水质管理中应充分考虑湿沉降的影响。     

不同使用年限沥青屋面降雨径流特征研究

屋面降雨径流是城市面源污染的重要组成部分。2015年雨季对石家庄市3场降雨时段的屋面径流进行采样监测,分析了2种不同使用年限的屋面径流污染物的出流过程和初始冲刷现象。结果表明,2种不同使用年限屋面径流水质参数中TN、TDN、NH4+-N和COD的EMC值超出国家地表水环境质Ⅴ类标准,为屋面径流主要污染物。新屋面TN、TDN、NH4+-N和NO3--N的浓度高于旧屋面,但是,旧屋面p H、TP、TDP、COD和TSS的浓度高于新屋面;2种屋面径流中污染物的析出规律表现出径流峰值提前或同步于径流量的峰值(2015年8月18日的降雨事件中新屋面径流中TSS的径流过程除外),但是,新屋面径流中污染物TSS、COD、TP和TN的浓度波动要大于旧屋面;2种屋面径流中污染物都存在不同程度的初始冲刷现象,且各污染物FF30均值都大于30%,但是,旧屋面各污染物FF30的均值都高于新屋面;此外,由于监测降雨事件较少,该研究未针对降雨特征对不同使用年限屋面径流过程的影响作详细的探讨,将来研究应针对该问题做深入探讨。     

澳门屋面径流特征初步研究

在澳门半岛选取4个屋面汇水区,进行降雨屋面径流水样的收集与水质分析,监测项目包括:pH、浊度、TN、CODCr、TOC、Zn、Pb、Cu、Fe.研究结果表明,生锈铁皮屋的屋面径流水样中Zn平均浓度值超出国家地表水V类标准的2倍以上,TN和CODCr也超出地表水V类标准.屋面材料对屋面径流输出影响显著.从3场降雨事件不同屋面材料的径流水质参数的平均浓度值看,Zn和Pb的浓度排序:铁皮屋面(严重锈蚀)＞铁皮屋面(轻度锈蚀)＞铁皮屋(新油漆)＞混凝土.Pb浓度排序:铁皮屋面(严重锈蚀)＞铁皮屋面(轻度锈蚀)＞铁皮屋(新油漆)＞混凝土.而其它水质参数,如CODCr、TOC、TN,铁皮屋面的浓度值均大于混凝土.屋面径流排污规律和污染物浓度输出具有不确定性,且受降雨干期长度和降雨强度等因素的综合影响.     

绿色屋面截流减污效应研究进展

随着城市化进程加快,不透水地表面积所占比例越来越高,增加了地表径流量,城市面源污染对受纳水体的影响越来越受到重视。应用绿色屋面作为控制面源污染的措施在欧美发达国家已经得到广泛应用,而中国对绿色屋面调峰控污效应关注不够。该文综述了近年来国内外对绿色屋面径流水质的研究现状、分析了绿色屋面的截流减污效应以及影响其截流减污效应的因素。发现关于绿色屋面对径流水质的影响存在争议,仍需进一步深入研究;针对绿色屋面基质组分优化的研究鲜见报道,绿色屋面暴雨径流可能成为水环境的污染源;研究者虽已针对影响绿色屋面截流减污效应的因素进行大量研究,但未探索各影响因子之间的交互作用,致使绿色屋面截流减污的机理未被识别。科学应用和推广绿色屋面控污技术仍需开展大量的研究工作。     

北京城区屋面径流中PAHs的初期冲刷效应

为研究北京城区典型屋面径流中PAHs的污染特征,采集并分析了3种材料屋面的径流中颗粒相和溶解相PAHs的浓度.在分析屋面径流中PAHs初期冲刷效应的基础上,提出了描述初期冲刷的定量参数FFn-Max,据此探讨了降雨特征对屋面径流中PAHs初期冲刷效应的影响.结果表明,屋面径流中总PAHs和颗粒相PAHs均存在明显的初期...     

上海城市屋面径流PAHs赋存特征及其生态风险评价

为研究城市屋面径流中16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的污染特征,采集并分析了上海3次降雨事件典型屋面径流中颗粒相和溶解相PAHs的质量浓度,对屋面径流中PAHs的质量浓度特征、动态变化过程、来源解析以及潜在的生态风险进行了分析与讨论.结果表明,屋面径流中溶解相∑16PAHs的质量浓度为33.9~581.5ng/L,颗粒相PAHs的质量浓度为134.6~27528ng/L,3种屋面径流PAHs含量基本为:瓦屋面>水泥屋面>沥青屋面;不同类型的屋面径流中PAHs组分具有明显的相似性,均以3~4环组分为主,苯并[a]芘BaP的场次降雨事件平均浓度(EMC)值为17.4~378.5ng/L,超过我国规定的污水中BaP排放标准.源解析结果表明,瓦屋面径流中PAHs的主要来源为机动车排放源和燃煤源;沥青屋面和水泥屋面径流中PAHs主要来源于机动车排放源、燃煤源和石油类泄露和挥发源.屋面径流中PAHs毒性当量浓度为6.08~16.86ng/L,超过我国规定的标准限值,对环境存在一定的危害,应引起足够的重视.     

上海市文教区屋面径流水质特性研究

在对2003～2006 年上海市文教区屋面径流进行监测的基础上,分析了屋面径流污染物的出流过程,并应用统计分析方法对屋面径流水质及其影响因素进行了探讨.结果表明,屋面径流污染物EMC的对数正态概率分布均呈现出良好的线性分布,说明污染物EMC具有较好的正态分布性;上海市文教区屋面径流污染物COD、SS、BOD5、NH4 -N、TP和TN的EMC中值浓度分别为42.6、76.9、15.2、1.61、0.14和4.8 mg/L;通过聚类分析可知,屋面径流水质整体上受大气沉降等污染物累积效应的影响最大,而受雨水冲刷作用的影响次之.     

上海市屋面雨水回用处理技术研究

在分析上海市屋面雨水水质的基础上,研究了沉淀和过滤技术对屋面雨水的回用处理效果。结果表明,经过沉淀、过滤处理后,屋面雨水满足城市生活杂用水和景观用水的水质标准。     

北京绿色屋面节水灌溉技术初探

绿色屋面是城市绿化的重要组成部分。对于象北京这样的缺水城市,绿色屋面的节水灌溉不容忽视。使用节水灌溉技术、优化灌溉水源配置、根据土壤含水率科学确定灌水定额等措施可减少城市绿色屋面的耗水量。     

粗放型绿色屋顶对多环芳烃的控制效果

构建4个粗放型绿色屋顶中试设施,考察不同基质组成的设施在实际降雨条件下出水中16种多环芳烃(PAHs)质量浓度并与降雨、沥青屋面径流、空白对照设施的出水进行对比.结果表明,8场监测降雨事件中,4种模拟屋面设施出流PAHs的平均质量浓度分别为145、166、151、160 ng·L~(-1),沥青屋面和空白对照设施出流PAHs的平均质量浓度分别为900 ng·L-1和270 ng·L~(-1),4个模拟设施出流PAHs质量浓度显著低于沥青屋面和空白对照设施;从质量负荷控制的角度,4个模拟设施均能有效控制屋面径流PAHs负荷,与空白屋面相比,平均负荷削减率为71.76%.绿色屋顶对PAHs的去除机制以基质材料的截留及吸附为主,同样基质配比的情况下,增加基质层厚度,能改善设施对PAHs的去除效果.将传统沥青屋面改造为粗放型绿色屋顶,有助于控制屋面径流PAHs排放.     

绿色屋面不同基质组分对降雨径流水质和水量的影响

通过模拟降雨强度50~80 mm的降雨实验,研究了3种常用基质(商业基质、火山岩基质和田园土基质)绿色屋面的径流滞留率和径流水质的特点.结果表明:商业基质的径流滞留率最高,达到48.6%,火山岩基质和田园土基质的滞留率分别为33.6%和30.4%;随着降雨历时的延长,3种基质屋面径流中各水质参数浓度呈现出逐渐降低的趋势,但是,随着降雨强度的加大,商业基质径流中TN浓度和COD呈现出逐渐升高的趋势,而火山岩和田园土基质径流水质参数未呈现出明显变化;田园土基质屋面径流EC、TN、COD、TP和TSS的浓度均值高达3973.54、36.96、503.67、2.64和92.02 mg·L~(-1),显著高于商业基质屋面和火山岩基质屋面;商业基质屋面能够有效地中和模拟降雨的pH,且径流中EC、TP和TSS浓度与火山岩基质屋面径流无明显差异.但是,这2种基质屋面径流中TN和COD的浓度(商业基质:17.47 mg·L~(-1)和87.99 mg·L~(-1),火山岩基质:10.95 mg·L~(-1)和157.85 mg·L~(-1))均超出国家地表水环境质量V类标准;通过综合分析3种屋面基质径流滞留率和径流水质,认为商业基质是我国北方地区较为适宜的绿色屋面基质.研究结果可为绿色屋面的科学构建和城市暴雨径流管理提供科学依据,并为我国海绵城市的建设提供重要的理论依据.     

天津市居民区不同材质屋面降雨径流污染特征分析

选取天津市居民区典型材质(油毡、塑钢和水泥瓦)屋面下垫面,对其降雨径流污染特征和污染物初期冲刷效应进行了分析,并考察了不同类型材质屋面降雨径流中颗粒物分布及主要污染物赋存形式.场次降雨径流平均浓度分析结果表明:SS和COD是降雨径流中的主要污染物,降雨径流污染程度顺序为油毡屋面＞水泥瓦屋面＞塑钢屋面;颗粒物是降雨径流中...     

重庆市不同材质屋面径流水质特性

2010年雨季对重庆市6场降雨时段的屋面径流进行采样监测,分析了水泥屋面和瓦屋面径流污染物的出流过程和初始冲刷现象,并且运用多元统计方法分析了降雨特征对径流水质的影响.结果表明:2种材质屋面径流水质参数中CODCr和TN的次降雨平均浓度(EMC,以ρ计)均超出GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类标准,为屋面径流主要污染物.水泥屋面的CODCr、TN、NO3--N、TSS、Cu和Zn的EMC明显高于瓦屋面,分别高出1.63、1.57、1.15、1.70、1.50和1.88倍.在水泥屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)变化幅度大于瓦屋面,并且其峰值滞后或同步于最大雨强;在瓦屋面上,ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(TSS)的峰值提前或同步于最大雨强.瓦屋面各污染物FF30(初期30%径流携带的污染负荷)的平均值均高于水泥屋面;水泥屋面各污染物(除Zn和Cd外)FF30的标准差均高于瓦屋面.各污染物的EMC与降雨量、平均雨强、径流量和最大雨强呈负相关;溶解态重金属的EMC与前期晴天数呈负相关,其余指标均与前期晴天数呈正相关.