蓝绿屋顶(BGR)水文性能的简约建模：整合供水与灌溉管理中的气候适应性策略

本研究创新性地建立了蓝绿屋顶(BGR)的日尺度水文模型，通过水平衡方程量化评估了其径流削减比(Rr)、供水可靠性(Ws)和灌溉时间分数(It)。研究选取中美六座气候异质性城市（广州/亚特兰大等），揭示了BGR在50mm储水层厚度时效益最优，且在湿润地区可实现97%的供水可靠性，为城市雨水资源化提供了精准设计依据。

　　

创新性BGR系统设计

蓝绿屋顶(BGR)通过增设储水层显著提升了传统绿屋顶(GR)的水文性能。研究团队开发的日尺度水文模型将BGR分为生长介质层（厚度h=100mm，田间持水量θ_f=0.19）和储水层（容量S_smax可调），其中BGR-2型创新性整合了厕所冲洗(G_t)和草坪灌溉(G_l)功能。模型计算显示，当储水层接收生长介质层超渗水量时，优先保障植物蒸散发(ET)需求，余量才用于外部供水。

跨气候带性能验证

基于1980-2013年夏季气象数据，模型在柯本气候分类下的六座城市表现出显著差异：广州(Cwa气候)在S_smax=100mm时W_s达97%，而半干旱的比林斯(BSk)仅15.3%。值得注意的是，中国城市因季风降雨集中，其BGR径流削减效果较同气候类型美国城市更显著。极端情景模拟发现，广州在2001年8月31日161.1mm暴雨中，BGR-2较BGR-1减少9.5%溢流量，印证了"储水层释放优先于暴雨来临前"策略的有效性。

关键参数阈值效应

储水层容量存在明显边际效应：当S_smax从0增至50mm时，广州W_s提升72.4%，而继续增至200mm仅带来6.6%增益。水均衡分析显示，广州仅需12.7mm储水层即可实现供水-灌溉平衡(V_G=V_I)，而兰州的BGR始终处于需灌溉状态。时空异质性分析表明，像弗拉格斯塔夫(Dsb气候)这类夏季干旱地区，8月W_s较6月提升3倍，建议采用季节性动态供水策略。

智能调控新方向

研究建议将BGR与雨水收集(RWH)系统耦合，通过地面水箱突破屋顶承重限制。意大利卡利亚里的阀门控制实验证明，基于气象预报的智能排水可使储水层利用率提升40%。但需注意，高层建筑的水泵能耗可能抵消30%节水收益，这为后续研究提出了"空间-能耗"协同优化命题。

工程应用启示

1）湿润地区推荐采用BGR-2型，其单位灌溉增量可换取22倍供水收益；

2）储水层厚度以50mm为性价比拐点；

3）厕所用水宜占供水总量的70%以上以匹配降雨时序；

4）黄土高原等干旱区需谨慎评估灌溉经济性。这些发现为《建筑与市政工程防水通用规范》修订提供了量化依据。