城市雨洪管理中绿色屋顶研究与应用进展

绿色屋顶作为城市雨洪管理技术之一,对城市雨洪资源化和非点源污染控制有重要作用。文章系统论述了绿色屋顶的发展历史、定义、分类及结构等;分析了绿色屋顶在工程基础技术、雨洪管理、模型模拟等方面的研究进展,归纳了绿色屋顶的优势及不足之处;在此基础上,预期了绿色屋顶的发展趋势,指出基质选配、植被配置、新材料的应用、调峰控污规律、结构优化以及性能和全生命周期评价是目前绿色屋顶研究、应用的关键问题。     

绿色、蓝色和蓝-绿屋顶径流水质特征

屋顶占据大量城市不透水面,实施生态屋顶建设,有利于缓解城市化造成的生态和环境问题.在北京市区搭建不同类型生态屋顶(绿色屋顶、蓝色屋顶和蓝-绿屋顶),基于对2019年雨季降雨特征、各类生态屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,计算不同生态屋顶径流污染负荷和径流水质指数(RQI),定量对比分析不同类型生态屋顶径流的综合水质差异.结果表明,在2019年雨季,各生态屋顶均表现出良好的雨水滞留能力,平均径流削减率在75.7%～78.9%之间,且不同生态屋顶的径流削减率无显著差异(P>0.05);相较雨水,各生态屋顶均为NH⁺₄-N、 DZn和DCd的汇,累积负荷削减率分别在63.8%～96.4%、68.6%～90.7%和39.8%～54.5%之间,但均为NO^-₃-N、 DCr、 DFe和DNi的释放源;蓝色屋顶是DCu的汇(累积负荷削减率为21.9%),但对雨水径流中PO^3-₄-P的累积负荷无明显影响,而绿色和蓝-绿屋顶均为PO^3-     

绿色屋顶雨洪调控能力与效益评价

日益频发的城市内涝灾害引起了社会各界的广泛关注,其主要原因是快速城市化导致的不透水面增加.绿色屋顶能够有效增加城市透水面面积,进而从源头上控制雨水径流,具有重要的生态环境效益.本文以南京市金陵小学行政楼的绿色屋顶为研究区,收集了17个月（2016-06~2017-10）中的76起降雨与径流数据,探讨了场地尺度上绿色屋顶的综合径流调控能力,辨识了影响其径流调控能力的主要因素,并基于生命周期评价理论与方法对其30年生命周期下的雨洪调控效益进行了定量评价.结果表明：①该绿色屋顶的平均截流率为62.7%,可有效削减雨水径流量和洪峰流量、延缓径流发生时间和峰现时间.②绿色屋顶对于中小型降雨具有较强的截流能力,但当其滞留能力达到饱和状态或未完全恢复时,即使是小型降雨,其截流能力也会大幅降低.③绿色屋顶径流调控能力的主要影响因素为降雨量、降雨强度和生长基质含水量.④绿色屋顶建设的成本效率为12.51元·m^-3,费效比为5/12（0.41）,经济效益较高.本研究结果可为绿色屋顶的规划建设、推广普及政策制定提供重要的科学依据和决策参考.     

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.     

绿色的屋顶

被钢筋水泥包围的城市会造成城市板结,而城市板结会产生气温升高、污染加重、噪音加大等弊端。为此,很多研究人员和城市管理部门一直在探索如何利用城市的建筑群进行绿化,例如利用城市建筑的屋顶栽种植物的推广。广泛利用城市屋顶有人认为,可以把城市屋顶涂色,以达到避光、避热和装饰城市的作用,而另一些人则积极倡导利用屋顶来栽种花草等植物,以扩大城市的绿化面积。     

绿色屋顶对屋面径流污染的控制效应

研究设计了4种屋顶:沥青屋顶、基质屋顶、草坪屋顶和模块屋顶。将种植了绿色植物的草坪屋顶和模块屋顶称为绿色屋顶,并对各屋面径流的水质进行了监测。结果表明,以沥青屋顶为对照,草坪屋顶能消减暴雨径流量50%左右。基质屋顶、草坪屋顶和模块屋顶的屋面径流中NH3-N、PO43--P和TP浓度较沥青层顶低,而NO3--N和TN浓度较高。污染物输出负荷中,除TN、NO3--N外其余污染物都有所削减,其中绿色屋顶对NH3-N、TP、TDP和PO43--P负荷的去除率分别达到75.35%、65.16%、83.02%和94.77%。草坪屋顶和模块屋顶径流中磷素主要以颗粒态存在,其颗粒态磷占总磷的88.95%和74.7%,而氮素主要以溶解态形式存在,颗粒态氮占总氮的26.88%和1.61%。     

植被对绿色屋顶径流量和水质影响

植被是绿色屋顶的关键组成部分,也是影响绿色屋顶径流量和水质的重要因素之一.本文基于大花马齿苋(Portulaca grandiflora)、佛甲草(Sedum lineare)、高羊茅(Festuca elata)和无植被(对照组)这4种植被覆盖类型绿色屋顶2017年植物生长特征、降雨和径流过程的监测,及对雨水和各绿色屋顶径流中营养元素(NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N和PO_4~(3-)-P)与重金属(Cr、Cd、Cu和Ni)的浓度检测,定量分析了不同植被覆盖类型对绿色屋顶径流量和污染负荷的影响.结果表明:①大花马齿苋、佛甲草、高羊茅和对照组绿色屋顶的平均径流削减率分别为51. 3%、41. 5%、36. 3%和33. 0%,大花马齿苋绿色屋顶径流削减率显著高于高羊茅和对照组绿色屋顶(P 0. 05);②大花马齿苋和佛甲草绿色屋顶是NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N和PO_4~(3-)-P的汇,且地上生物量更大的大花马齿苋绿色屋顶对营养元素的污染负荷削减率(分别为59. 6%、99. 9%、82. 5%和25. 7%)均高于佛甲草绿色屋顶(分别为52. 5%、89. 3%、75. 3%和7. 8%),而高羊茅和对照组绿色屋顶是NH_4~+-N和NO_2~--N的汇,是NO_3~--N和PO_4~(3-)-P的源;③大花马齿苋、佛甲草、高羊茅和对照组绿色屋顶均是DCd的汇,污染负荷削减率分别为19. 2%、41. 5%、38. 4%和31. 1%,但4组绿色屋顶均是DCr、DCu和DNi的源.     

绿色屋顶基质层截流减污效应分析

绿色屋顶作为"第五立面",有效地缓解了城市面源污染、排水系统的压力及屋顶的热负荷,其基质层不仅为植物提供生长营养,又起着调控径流水质、水量的作用。基质材料、厚度、屋顶坡度、降雨强度、季节、植被等因素都能够影响绿色屋顶的截流减污效应。而绿色屋顶基质层对其滞蓄、净化效果有着不可忽视的影响。简单介绍了应用较广泛的绿色屋顶基质材料及其优缺点,并根据绿色屋顶基质层截流减污效应的机制,详细分析了绿色屋顶基质材料类型、材料配比、保水剂添加及基质厚度对截流效应的影响,并探讨了绿色屋顶基质层对雨水径流水质TN、NH+4-N、TP、COD的净化效果分析。     

简单式绿色屋顶对径流水量水质调控能力研究

通过长历时天然降雨监测以及人工模拟降雨实验研究了不同基质层及排水层材料对简单式绿色屋顶径流滞留、峰值削减、污染物浓度及负荷削减能力的影响及规律。结果表明:使用改良土作为绿色屋顶基质层材料时径流滞留能力与峰值削减能力均优于超轻量基质,而使用陶粒作为绿色屋顶排水层材料时仅会降低其峰值削减能力。3类装置对悬浮物(SS)的污染物浓度削减能力相似,但改良土装置的SS负荷削减能力更高;径流中COD负荷均高于雨水,故认为本研究中绿色屋顶是COD的源。     

不同植被绿色屋顶径流水质年际变化特征

绿色屋顶是海绵城市建设的重要措施之一,近年来逐渐得到广泛关注.为探究植被和使用时长对绿色屋顶径流水质的影响,于北京市区搭建了3种不同植被类型[佛甲草（Sedum lineare）、大花马齿苋（Portulaca grandiflora）和无植被（对照）]的绿色屋顶.根据2017～2019年植物生长情况、雨季雨水和绿色屋顶径流水质的长期监测,定量分析不同植被绿色屋顶径流水质的年际变化特征.结果表明,相较雨水,3种绿色屋顶在监测期内均是NH⁺₄-N的汇,浓度平均削减率在50.1%～79.2%之间,但均是PO^3-₄-P、 DCr、 DCu和DNi的源;佛甲草和大花马齿苋绿色屋顶在2017年是NO^-₃-N的汇,浓度平均削减率分别为71.4%和99.5%,在2018和2019年是NO^-₃-N的源,而对照绿色屋顶在监测期均为NO^-₃-N的源;绿色屋顶的植被类型和使用时长显著影响其径...     

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.     

屋顶绿化二氧化碳减排效益的研究

屋顶绿化不仅能够美化城市环境,而且对城市二氧化碳减排具有一定作用。文章利用自行设计的熏气装置对几种常见屋顶绿化植物进行CO2熏气实验,测定其对CO2的吸收速率和影响因素;实验结果表明,红叶石楠、红继木和石榴等绿化植物对CO2具有显著的吸收能力,其中红叶石楠的吸收速率最高,达7.058 L/(m.2d),绿化植物对CO2的吸收速率受屋面温度影响较大,温度超过34℃时吸收速率快速减小;在实验观测基础上,结合武汉城市区域气候特征、建筑物荷载能力、屋顶绿化可用面积等信息,分析得到武汉市进行规模化屋顶绿化之后,每年可吸收转化CO21.696×106t,相当于一个194 MW火力发电厂一年的CO2排放量,屋顶绿化的发展前景较可观。     

几种常用屋顶绿化植物的耐热性评价

耐热性足屋顶绿化植物必备的指标之一.试验采用盆栽法,选择佛甲草、沿阶草、高羊茅、白三叶4种屋顶绿化常用植物,研究了在高温胁迫条件下植株的形态特征、脯氨酸含量、超氧岐化酶含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、叶绿素含量.结果表明:所有参试植物的生长和生理指标都随热胁迫的程度而变化,但植物之间差异显著.其耐热性强弱顺序为:佛甲草...     

基于污泥资源化利用的粗放型绿色屋顶生长基质的组成

构建了8个不同基质组成的粗放型绿色屋顶小试装置,通过累积650 mm模拟降雨实验,研究厌氧稳定污泥应用于粗放型绿色屋顶生长基质时的合理组成,考察使用过程中装置出水水质情况与基质自身营养物质含量变化情况,结合厌氧稳定污泥资源化利用时带来的N、P淋出问题,讨论不同改良材料的效果.结果表明:厌氧稳定污泥能够显著增加植物量,实验期间植物平均增重808%;厌氧稳定污泥会造成TP的大量淋失,给水厂污泥能够有效控制TP淋失并且不会影响植物对P的吸收,实验期间给水厂污泥累计减少TP淋出质量68.66%,且稳定后出水TP达到地表水Ⅴ类标准;厌氧稳定污泥会造成TN的严重淋失,淋失TN的主要形态是NO_3~--N,稻壳炭能够减少NO_3~--N的淋失,累计减少NO_3~--N淋出质量28.86%,增加稻壳炭用量,有助于控制NO_3~--N淋出;淋出液中SS和COD能够迅速下降并稳定,稳定后COD含量约为30 mg·L~(-1),优于地表水Ⅴ类标准;在以中小降雨为主的实际降雨条件下,基质中厌氧稳定污泥所含营养物质的保留时间能超过1 a,可以满足植物较长时间的生长需求.     

企业绿色管理障碍及对策研究

随着中国环境的日益恶化,企业经营活动与自然环境的冲突是政府、企业和学术界关注的热点话题.实现绿色制造和绿色产品生产供给是企业面临的一项重要议题.绿色管理作为一种新的管理模式,在落实新发展理念、推动绿色发展过程中起着重要作用.根据现有文献梳理了绿色管理演变过程和绿色管理的障碍因素,在此基础上提出了绿色管理对策.对于企业而言,增强企业领导的绿色承诺、实施绿色实践和绿色人力资源管理是企业实现绿色管理的重要举措.同时,只有实施绿色管理,企业才可能实现可持续性发展.     

石化企业装置检修过程中的HSE管理

结合洛阳分公司大检修中的HSE管理实践,对停工前、停工过程、检修过程、开工过程等检修各阶段的HSE控制措施进行了介绍。     

石化装置检维修作业HSE管理

针对检维修作业的风险特点,提出了检维修整个过程中的控制重点和注意事项。     

外军装备维修及对我军弹药维修的启示

首先介绍了外军装备维修的现状和发展趋势,之后指出了我军弹药维修存在的问题,最后得出对我军弹药维修保障发展的启示。认为我军弹药维修保障应向军民一体化方向发展,开展全寿命保障,提高保障信息化水平,进行弹药两级维修体制的论证,并倡导绿色维修的新理念。