快速的城市化和工业化导致城市生态系统出现各种问题,对其可持续发展造成了巨大威胁。为了解决这些问题,人们提出了各种各样的方法,其中,绿色屋顶技术引起了人们极大的关注。根据天津地区降雨水质和径流产生情况,设计了双基质层绿色屋顶试验装置,重点研究绿色屋顶基质种类和厚度对屋面径流的水质和水量的调节情况,为以后城市绿色屋顶的设计建造提供数据参考。记录分析绿色屋顶、裸露屋面、模拟降雨各方面水质数据后,得出以下主要结论:(1)双基质层绿色屋顶可以延缓径流产生时间10~15分钟,削减径流量40%~50%,可以很好的延缓洪峰,减轻城市排水管网压力;(2)试验过程中径流pH值平均表现为:模拟降雨为4.75,双基质层绿色屋顶为6.45~6.87,裸露屋面为5.27,说明绿色屋顶可以提高雨水pH,降低酸雨危害;(3)比起裸露的草炭土和建筑物屋面,模拟绿色屋顶试验装置所产生径流的浊度在植物和基质层的共同作用下有大幅度的改善;(4)绿色屋顶基质材料是径流中电导率的释放源,采用双基质层绿色屋顶形式时可降低径流电导率;双基质层绿色屋顶对径流中大多数重金属元素都有较好的去除效果,并且去除速率很快,几乎不受降雨强度的影响;(5)较低的雨水径流流速、稳定的水力条件和较大的绿色屋顶吸附基质层厚度都可以很好的降低径流的COD值;径流的出水COD和浊度之间有着一定相关关系,但是并不完全吻合,可能是因为一部分产生浊度的物质上并没有携带大量的有机物,另一方面基质填料中的有机物质会被降解随径流流出;(6)绿色屋顶对铵态氮、硝态氮和磷酸盐都有较好的去除效果;对总磷去除效果很小,说明绿色屋顶基质层释放了含磷有机物;绿色屋顶出水总氮含量较建筑物屋面有大幅度增加,说明绿色屋顶基质中释放大量含氮有机物。