Numerical assessment of intensive green roof efficiency

The actual increased urbanization and increase in the area of sealed surfaces distort the natural water balance of ecosystems. As the result, the natural infiltration of surface water is limited and the significant increase in surface runoff is being commonly noted. In most cases water of surface runoff is collected and discharged by the stormwater systems to the surface water reservoirs, including rivers and lakes, commonly without any treatment, posing a significant environmental threat to water quality. This paper contains the attempt of numerical assessment of intensive green roof efficiency utilizing three different, commercially available substrates. The numerical modeling of green roof efficiency was performed by the means of the popular modeling software FEFLOW, Wasy-DHI. The developed model reflected the cross section of the tested green roof. The required input data for modeling covering the saturated hydraulic conductivity and water retention characteristics were based on information available in the technical descriptions of the tested substrates. The obtained results showed various performance, understood as different volume of retained water, under the same boundary conditions, directly related to the properties of green roof filling substrates.

Zauważalna aktualnie wzmożona urbanizacja i wzrost udziału powierzchni uszczelnionych zaburzają naturalny bilans wodny ekosystemów. W rezultacie naturalna infiltracja wód opadowych zostaje ograniczona, a zdecydowanie wzrasta objętość spływu powierzchniowego. W większości przypadków wody spływu powierzchniowego są zbierane przez układy kanalizacji deszczowej i kierowane do odbiorników, zazwyczaj bez żadnego oczyszczania, stwarzając poważne zagrożenie środowiskowe dla jakości wody. Prezentowana praca zawiera numeryczną próbę oceny efektywności hydraulicznej zielonego dachu wykorzystującego trzy zróżnicowane komercyjnie dostępne substraty warstwy retencyjnej. Modelowanie numeryczne efektywności zielonego dachu zostało przeprowadzone za pomocą popularnego pakietu symulacyjnego FEFLOW, Wasy-DHI. Opracowany model odzwierciedlał wybrany przekrój badanego zielonego dachu. Niezbędne dane wejściowe do obliczeń modelowych, obejmujące współczynniki filtracji oraz charakterystyki retencyjne badanych materiałów porowatych, uzyskano z materiałów technicznych wybranych substratów. Otrzymane wyniki obliczeń numerycznych wykazały zróżnicowaną efektywność badanych substratów, rozumianą jako objętość retencjonowanej wody przy zastosowaniu tych samych warunków brzegowych, bezpośrednio zależną od właściwości hydraulicznych badanych wypełnień zielonego dachu.