摘要:低影响发展(LID)做法是一种分散的、非集中的基础设施类型，被广泛地用于管理雨洪冲击、改善环境条件和降低能量消耗之中。本文以典型案例分析了在録化屋面中,不同植物种类和种植基质厚度的影响;土壤水分蒸发量对于滞留雨洪和減少城市热岛效应的贡献;绿化屋面地表径流的水质;绿化屋面滞尘和吸收其他汚染物质的能力。

关键词:绿色屋面纽约市水資源管理城市热岛能量生物多样性美国邮政服务公司(USPS)

作者简介:安吉.社曼是泰柯达美公司的种植屋面负责人。杜曼女士已完成多个种植屋面工程,绿化屋面鉴定专家,在密歇根州立大学学习绿化屋面植物的表现以及环境的可持续性,并获得了园艺硕士。

前言

世界人口在城市中心区的分布比例呈逐步增长的造势。近日,联合国发布的一项数据表明,至年在城市中心区居住的人口比例,发达国家将超过3/4,而在发展中国家这一数字也将接近于1/2。在这两种情况中,都有大约10%的城市人口是居住在人口数量为一千万甚至更多的“超级城市”里。

城市和农村的生物物理环境有本质区别。其结果就是不断扩张的城市中心区对于城市生态系统服务(生态效益)产生了显著的影响,而人类社会依赖于这些“服务”。例如,大量清洁的水资源输入城市社区,使用后变为污水排放出去,因而改变了远郊(或城市界限之外)流域的水循环。此外,城市区域内普遍应用防渗做法,实质上是在降低了地下水补给的同时增加了地表径流量,因而从根本上导致当地水平衡的改变。又如,城市与周边的农村地区相比夜间温度要高,这一事实也说明城市中心区的存在影响着当地的气候,因为市内人造地面在日间太阳能加热,在夜间释放出来。

城市上空的大气颗粒物可形成引起降雨的凝结核。从而导致市内或下风方向的降水量增加。而城市本身含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、臭氧和其他挥发性的有机化合物等污染物,其浓度不断增加。最后一点,在城市地区越来越多的引进植物品种使城市生态系统中植物物种的组成发生了重大的变化。

从传统和历史角度看,在城市环境研究方面,美国等国家围绕巨大的和耗费庞大的基础设施系统建立了城市环境。纽约市密集的城市环境也不例外。城市饮用水供水系统来自Catskills与Delaware河流的3个大型储水系统，分成19个小水库与3个可控制的湖。以重力输送到纽约市纷繁错综的地下水管道中,最终利用水泵分配给使用者。城市的污水系统包含公里的污水管道,13.5万个污水集水池,93个污水泵站,14个污水处理厂。这个系统是合流制污水排水系统,即在同一管道基础设施中收集生活污水与雨水,都送往污水处理厂。在超过“旱季流量”的两倍的降水事故中,污水处理厂超过负荷无法处理,个排污口只能允许这种混在一起的污水和暴雨水直接排放到城市水体中。这些溢流造成每年平均约有l亿升未经处理的污水直接排放到环境中,违反清洁水法。最后一个例子,虽然纽约市是美国效率最高的城市,但现有的能量传送的局限性,意味着如果没有新发电能量能力,纽约将不能满足现在高峰时段的能量需求,在用电高峰时段的停电概率将大幅增长。由于气候变化影响会加剧纽约市中心的热岛效应,从而导致这一问题进一步恶化。

美国土木工程师协会(ASCE)年报告指出,美国需要22万亿美元维修基础设施,这个数字在年为16万亿美元。这份报告指出,各项基础设施等级评定平均为D,并强调自从评定系统启动以来,基础设施评级最好的情况也就是某几个项目等级持平。然而,事实上很多项目的评定等级已经恶化。这份报告专门指出:“在年,所有迹象都指向基础设施维修不善,不能满足现在和日后的需求,而且在某些情况下是很不安全的”。

低影响发展(LID)是改善城市环境基础设施不足甚至衰减的状况的新兴选择,它不涉及大规模、价格昂贵的系统。LID做法是在建筑、地段、甚至邻近区域的小范围介入,以保存或者重复利用水资源,管理暴雨,由此减少进入综合污水系统的流量,同时减少能源需求。因为LID做法是一种分散的而不是集中的基础设施类型,而且具有可融入现有基础设施系统的潜力。此外,作为一种低成本和比较灵活的基础设施类型,LID做法很有可能像城市适应战略那样面对气候变化影响的不确定性。

当前在城市环境中的LID做法正越来越被广泛用于管理暴雨冲击、降低能量消耗之中,这就是绿化屋面技术。其他的管理实践包括:“白色屋面”,用于提高反射率;“蓝色屋面”,用于保持与滞留水。绿化屋面则是一个环境系统,包含特种防水和阻隔根层、排水或蓄水层和支撑植物在结构屋顶上生长的种植基质层。对于很多大地环境工程师来说,绿化屋面与传统的地表种植层剖面有很多相似的地方。

绿化屋面系统有两个主要的类型:简单式与花园式。简单式绿化屋面通常为25.4~mm,种植耐旱植物,例如景天科植物,见图表1。花园式屋顶厚度要大于mm,因而可以为更多的植物生长提供条件。简单式绿化屋面比花园式绿化屋面更常见,因其在造价与重量需求上都有优势,尤其是简单式绿化屋面饱水状态下的最大容重一般为24.4Kg/m2,适用于很多不要求经常打理的现有的屋顶。花园式绿化屋面要求精细管理,在少雨季节还需进行浇灌。美国邮政服务公司的屋面介于两种类型之间,虽然Tecta公司安装了一些小平板槽用来栽植草本和多年生植物,但整体仍以景天科植物为主,另外,栽植了9株树。

图1：常见简单式绿化屋面剖面图

虽然现代绿化屋面在德国已经使用超过了30年,但是这项技术在美国还是比较新的。近期它才越来越多的受到







































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