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近年来,上海市大力推广屋顶绿化建设,尤其是2010年上海世博会的召开促使上海市屋顶绿化技术有了极大的进步。目前有关上海市屋顶绿化的研究主要集中在其适用性、施工技术、综合评价体系等方面的定性研究及植物的选择与养护。已有研究表明屋顶绿化基质层对雨水具有一定的滞蓄和净化作用,但是关于上海市拓展型屋顶绿化基质层滞蓄和净化雨水效果的定量研究较少。本研究结合上海市屋顶绿化现状和大气降水特征,定量研究上海市拓展型屋顶绿化基质层对雨水的滞蓄和净化效果,筛选出适合上海市拓展型屋顶绿化的基质厚度、基质配比和保水剂(聚丙烯酸钠)用量。具体研究结果如下:(1)拓展型屋顶绿化能够显著提高上海市屋面的雨水滞蓄作用。在小雨情况下,雨水滞蓄率高达100%;在暴雨情况下,雨水滞蓄率最高可达63.54%,初始产流时间最长可推迟34min。(2)拓展型屋顶绿化能够显著增强上海屋面对雨水污染物的净化作用。在暴雨情况下,上海市拓展型屋顶绿化对雨水污染物氨氮的最高去除率可达92.78%,平均浓度最低可至0.45mg/L,大大低于其在雨水中的平均浓度5mg/L,优于地表水Ⅱ类标准;对重金属Pb的最高去除率可达98.81%,平均浓度最低可至0μg/L,优于地表水Ⅰ类标准;对重金属Zn的最高去除率可达94.55%,平均浓度可降低至0.02μg/L,大大低于其在雨水中的平均浓度60μg/L,优于地表水Ⅰ类标准。(3)基质厚度对上海市拓展型屋顶绿化雨水滞蓄作用的影响最大,其次是聚丙烯酸钠,最后是基质配比。当基质厚度为300mm时,对雨水的滞蓄率最高,平均雨水滞蓄率最高可达到57.52%;对初始产流时间推迟最久,最高可推迟80min。当聚丙烯酸钠的用量为4g/L时,对雨水的滞蓄作用最强,初始产流时间推迟最久。基质配比在三因素中对雨水滞蓄作用产生的影响最小。当基质配比为壤土:珍珠岩:椰糠=1:1:2时,对雨水的滞蓄作用最强;当基质配比为壤土:珍珠岩:椰糠=1:2:1时,初始产流时间推迟最久。(4)基质厚度对上海市拓展型屋顶绿化雨水净化作用的影响最大,其次是聚丙烯酸钠,最后是基质配比。当基质厚度为200mm时,对雨水污染物氨氮、Pb、Zn的净化效果最好,污染物去除率最高分别是91.19%、98.81%、94.55%。聚丙烯酸钠用量为4g/L时,对重金属Pb的净化效果最好;而用量为2 g/L时,对污染物氨氮和Zn的净化效果最好。基质配比在三因素中对雨水净化效果产生的影响最小。当基质配比为壤土:珍珠岩:椰糠=1:1:2时,对污染物氨氮的净化作用最强;当基质配比为壤土:珍珠岩:椰糠=1:1:1时,对重金属Pb、Zn的净化作用最强。