3.1 城市屋面水源涵養形式

城市屋面水源涵養主要通過在建筑物屋頂進行雨水滯蓄排放實現，主要是針對平屋頂而言。根據其形式大體可分為三類：一是直接利用屋頂結構滯蓄雨水再進行排放或回用；二是進行屋頂綠化，能夠起到一定的滯蓄效果；三是將二者相結合，通過合理的綠化屋頂結構設計和草種的選擇，實現雨養綠化屋頂，既能夠達到滯蓄雨水的效果，又不需要增加澆灌的用水量。

3.1.1 屋頂滯蓄及雨水收集回用

屋頂滯蓄是指適當增加平屋頂的防滲等級，并在雨落管上安裝限制流量的設備，當雨水較大超過限制流量時，可在屋頂滯蓄一段時間，然后再逐漸排走（張曉鵬等，2006），或進行收集回用，這是利用屋頂滯蓄并利用雨水的一種基本方式。屋面雨水由于受污染程度較路面少，水質較好，簡單處理后即可再次使用，也可直接進入滲透管溝或通過土壤經初步滲透后再進入滲透管系。常見的雨水回用系統由集雨屋面、棄流裝置、貯水裝置、過濾裝置、消毒裝置等部分構成，從而實現雨水收集回用的目的，系統示意圖見圖3-1。

圖3-1 屋面雨水回用系統示意圖

屋面收集雨水的水質較好，在城市地區利用既有屋面實現雨水回用，可以作為城市水資源用于澆灌綠地等，如補給地下水后可改善城市水文循環，是解決缺水問題的可行措施之一。但是，如果要利用屋頂進行雨水的滯蓄排放，需要嚴格保證屋頂的荷載及防滲安全。同時，屋面收集雨水的水質雖好于地表徑流，但仍需進行有效的消毒殺菌等措施，以保證用水安全。

我國南方城市有建筑物利用剛性防水材料做蓄水屋面，以實現隔熱降溫的效果。考慮到北方地區降雨量少而集中，蒸發量大，一年中利用屋面滯蓄雨水的時間不長，可利用量小，且考慮到干涸和濕潤過于頻繁交替則對隔水材料不利，對屋頂防滲等級、形式等有更高的要求。同時，單純利用屋面作為集雨區域進行雨水滯蓄回用還需解決屋面改造、地面貯水設施設計施工、回用配套設施等問題，較難推廣應用。因此，北方城市很少直接利用建筑屋頂來滯蓄雨水。

3.1.2 屋頂綠化

建筑屋頂作為城市的“第五面”，對其開展綠化已成為一種值得嘗試和研究的綠化形式，這也是城市立體綠化思想中重點推廣的一種綠化形式。普通綠化屋頂能夠利用植被截留、土壤蓄滲等滯蓄一定的雨水，并以土壤蒸發、植物蒸騰發等形式散失到大氣中。因此，綠化屋頂可以有效降低屋頂徑流系數，使產流量僅為普通屋頂的30%～40%，小雨條件下甚至可以完全消納雨水。綠化屋頂通過利用既有閑置的城市屋面進行綠化，提升了城市的生態價值，也為城市居民提供了良好的人居環境。

在建設生態型城市背景下，考慮到水資源短缺的現狀，對綠化屋頂結構和植被種類應進行合理化設計，利用綠化屋頂實現雨水的滯蓄排放，構建雨養型綠化屋頂，這既可有效利用雨水資源，又可提升城市的生態價值，是針對北方缺水型城市特點的水源涵養形式。根據韓麗莉等（2008）利用衛星影像和GIS技術分析結果，北京城區實施屋頂綠化的建筑只占現有建筑總數的1%，面積約60萬m²，尚有較大的發展潛力，向“空中”要綠地，已成為北京城市發展的需要。