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绿色屋面作为海绵城市的重要措施之一具有显著的经济效益和生态效益。本文在整理前人关于绿色屋面径流水文水质特征以及影响因素研究的基础上,针对杭州地区的气候特征,开展了绿色屋面在水量削减和水质净化方面的性能评估和优化研究。主要研究内容如下:(1)以不同坡度、不同类型的绿色屋面装置为研究对象,通过一年内对降雨、径流量、土壤含水率的连续监测,探究绿色屋面对雨水径流的水量削减及影响因素。结果表明:研究中,绿色屋面装置的截留率均值高达52%-62%。平坡绿色屋面装置的径流峰值削减率均值达53%,且径流峰值平均延迟9min,径流开始时间也平均迟滞了 182min。其中,降雨量小、强度小、前期干燥天数长的降雨事件中,绿色屋面对雨水径流的控制效果较好。同时,当雨峰发生在降雨初期时,绿色屋面对降雨径流的峰值削减和延迟效果更好。另外,当绿色屋面有植被覆盖,并且坡度小、选用小颗粒基质时,绿色屋面的截留效果更好。此外,本研究根据土壤水分蒸腾速率的变化规律,分段进行多元回归分析,提高了回归模型的预测精度。(2)在绿色屋面径流水文特征及影响因素的实验研究基础上,结合杭州市历史降雨资料统计,运用概率分析方法计算绿色屋面的截留、削峰率均值。结果显示:在蒸腾能力弱(10-3月)的阶段,2°、10°、25°坡度的绿色屋面装置截留率分别为50.9%、49.8%、46.5%;在蒸腾能力强(4-9月)的阶段,2°、10°、25°坡度的绿色屋面装置的截留率分别为69.2%、61.5%、59.2%,其中,平屋面绿色屋面在10-3、4-9月的峰值削减率分别为:52.0%、52.9%。(3)检测每场模拟降雨的进水(自来水或配置的酸雨溶液)和不同基质绿色屋面的出水水质,探究绿色屋面对雨水径流水质的影响规律。结果表明,绿色屋面装置出水偏碱性,径流中的TP浓度虽高于进水,但仍满足地表水环境质量Ⅱ类标准。相比之下,绿色屋面径流出水中TN和NO3--N的浓度较高,污染严重,尤其是在降雨量小、强度大、ADWP长的降雨事件中,绿色屋面出水的浓度往往更高。同时,排除降雨水质本身影响的情况下,因受植物生理活性影响,秋冬季绿色屋面径流出水中的TN和NO3--N浓度比春秋季高。此外,绿色屋面在酸雨发生时,径流中的氮元素污染问题更为严重。采用粉末、颗粒活性炭改良基质,能有效改善水质,提升绿色屋面对TN、NO3--N浓度和总量的削减率。