申红彬，徐宗学，李灵军，郝秀平

（1.华北水利水电大学，河南郑州 450045；2.北京市水科学技术研究院北京市非常规水资源开发利用与节水工程技术研究中心，北京 100048；3.北京师范大学水科学研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，北京 100875；4.水利部综合事业局，北京 100053）

1 研究背景

城市屋顶是城市地表中一种重要的类型单元，按透水性质总体可以划分为不透水屋顶与绿色（渗透）屋顶。单位线法作为一种重要的概念性水文模型，较早就应用于城市地表（包括不透水屋顶）降雨径流过程的模拟［1-2］，径流输出对降雨输入的函数响应关系明确。不过，对于绿色屋顶降雨径流过程的模拟，现今单位线法尚少有涉及。如今，对于绿色屋顶降雨径流过程的模拟，主要基于描述土壤水下渗的Richards方程进行数值模拟，相关模型有Hydrus-1D、SWMM-2D等［3-5］，涉及参数较多，求解过程复杂，难以直观反映出径流结果和降雨条件之间的响应关系。

鉴于Richards方程的复杂性，不少学者提出了不同的简化方程［6-8］，但这些方程均以假设下渗土柱为半无限长作为定解条件，并多忽略下渗土柱表面积水变化的影响，主要关注土柱内土壤水长时间的下渗过程。然而现实中绿色屋顶用于雨水渗蓄的基质土壤层的厚度是有限的［9-10］。如果降雨强度比较小，绿色屋顶在有限厚度的基质土壤层达到饱和前不会产生径流，基质土壤层达到饱和后的渗流经排水层排出的过程即为径流过程，且该径流（渗流）过程更易受到基质土壤层表面降雨（积水）过程变化的影响。……