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屋顶绿化植被类型与基质深度对雨水的滞蓄作用影响研究

屋顶绿化植被类型与基质深度对雨水的滞蓄作用影响研究

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作者：陈兴武北京林业大学

学位级别：硕士

屋顶绿化可以增加城市绿量、缓解热岛效应、降噪除尘并为建筑隔热保温,其基质层和植被层还能滞蓄雨水,成为城市雨水管理的新兴手段,也是城市绿化的研究热点。为探索粗放式屋顶绿化的雨水滞蓄效果,于希腊雅典市开展了不同植被类型与基质... 详细信息

屋顶绿化可以增加城市绿量、缓解热岛效应、降噪除尘并为建筑隔热保温,其基质层和植被层还能滞蓄雨水,成为城市雨水管理的新兴手段,也是城市绿化的研究热点。为探索粗放式屋顶绿化的雨水滞蓄效果,于希腊雅典市开展了不同植被类型与基质深度的屋顶绿化雨水滞蓄作用的影响试验。试验选取三种植物高羊茅Festuca arundinacea Shreb、克里特奥勒冈Origanum onites L和千佛手Sedum sediforme (Lacq.)Pau.,两种基质深度8cm和16cm,并分三个试验阶段进行屋顶绿化雨水滞蓄效果的模拟研究,探讨了不同试验阶段屋顶绿化处理的雨水滞蓄表现以及季节、降雨量对雨水滞蓄表现的影响,以及单次降雨事件中不同处理雨水滞蓄的表现。结果表明：(1)在初夏灌溉条件下,植被类型以及植被类型与基质深度的交互作用对处理的水分总吸收比例影响显著。种植克里特奥勒冈和高羊茅的屋顶绿化在试验期间水分总吸收比例最高,达92.3%-95.1%,显著高于种植千佛手的处理组和对照组。其中,克里特奥勒冈和高羊茅16cm基质处理组的吸收比例分别达到了98.5%和95.8%,显著高于相应8cm基质处理组;相反,千佛手16cm基质处理组的水分吸收比例只有54.8%,显著低于其8cm基质处理组。(2)季节影响植被类型对水分的吸收。夏季,高羊茅和克里特奥勒冈能够快速消耗基质内的水分,而千佛手在夏季不需要消耗太多的水分即可维持生长,因此基质水分消耗速率慢;随着天气转冷,高羊茅不再快速消耗水分,总吸收比例锐减,而种植干佛手的屋顶绿化的水分吸收比例在这一时期则有明显提升,略低于种植克里特奥勒冈的屋顶绿化。(3)在冬春季降雨频繁且无灌溉时期,植被类型与基质深度的主效应以及植被类型与基质深度的互作效应差异均显著。其中,克里特奥勒冈处理组滞蓄效果最好,滞蓄比例达77.3%,干佛手处理组也滞蓄了66.2%的雨水,显著高于高羊茅处理组和对照组。另外,基质越深,滞蓄效果越好,16cm基质处理组滞蓄比例为65.3%,比8cm基质处理组的滞蓄比例高8.7%。不同处理组合之间,克里特奥勒冈16cm基质深度处理的雨水滞蓄比例达到87.2%,显著高于基质深度8cm处理的雨水滞蓄比例(67.4%),而千佛手16cm基质深度处理的雨水滞蓄比例为74.7%,亦显著高于基质深度8cm处理的雨水滞蓄比例(57.8%)。但高羊茅处理则与此相反,基质深度16cm处理的雨水滞蓄比例为44.9%,显著低于基质深度8cm处理的雨水滞蓄比例54.8%。(4)在春季的25.2mm单次降雨中,有植被覆盖的屋顶绿化显著降低了径流量,并延迟了初径流。16cm基质和千佛手16cm基质处理雨水滞蓄效果最好,仅产生了5.72mm和8.18mm的径流量,初径流延迟分别达491min和465min。此外,基质深度越深,初径流延迟越久,16cm基质处理组平均延迟433.7min,比8cm基质处理组多延迟了73.0min。(5) 降雨量对不同处理的屋顶绿化雨水滞蓄效果有显著影响。植被类型与基质深度的主效应以及植被类型与基质深度的互作效应差异均显著。两次单独降雨事件,降雨量从15.5mm增加到25.2mm时,克里特奥勒冈和千佛手处理组的滞蓄比例差仅有34.5%和38.7%,说明其在雨量增加的情况下控制产流效果好。同时,16cm深基质的滞蓄比例差也更低,反映了更好的雨水滞蓄效果。而不同处理组合之间,克里特奥勒冈16cm处理组和千佛手16cm处理组的滞蓄比例差仅有22.7%和31.9%,达到了雨水滞蓄最佳效果。综上所述,在夏季炎热干燥,冬季温和多雨的地中海地区,宜选用千佛手作为屋顶绿化的植被选择,其夏季耐旱水分需求低,而冬季雨水滞蓄表现出色;配备灌溉条件的地方,也可使用克里特奥勒冈,其雨水滞蓄能力突出,但需在夏季进行定期灌溉以维持其存活。高羊茅在夏季蒸散强,水分消耗快,而冬季植物活力低,雨水滞蓄效果差。另外,基质深度越深,屋顶绿化雨水滞蓄效果越好,但二者并不呈线性关系。

关键词：屋顶绿化植被类型基质深度雨水滞蓄地中海地区希腊雅典市

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