Ověření funkčnosti aplikovaného biocharu v substrátu zelených střech

Alesiia Soifer

Bakalářská práce

Verification of the functionality of applied biochar in green roof substrate

Anotace:

Zelené střechy jsou nejen nedílnou součástí moderní architektury, ale také technologií s velkým ekologickým a ekonomickým potenciálem. Jednou z jejich funkcí je retence dešťové vody pro snížení zatížení kanalizace. Biochar je vynikajícím doplňkem k substrátu zelených střech díky své pórovitosti, vysokému obsahu uhlíku, nízké objemové hmotnosti a retenční schopnosti. Aplikace biocharu do substrátu zelených střech je řešením problémů souvisejících s hospodařením městských srážkových vod. Tato technologie zvýší kvalitu odtoku dešťové vody a zmenší jeho objem. Cílem této práce je ověřit hypotézu, zda aplikace biocharu do substrátu zelené střechy pozitivně ovlivňuje retenční schopnost tohoto substrátu. Pro ověření této hypotézy byl proveden experiment na extenzivní zelené střeše v Praze. Zelená střecha byla rozdělena do šesti polí. Tři pole byla kontrolní se standardním komerčním substrátem pro extenzivní zeleň. Zbylá tři pole byla upravena přidáním 5 % biocharu. Na střeše byly instalovány senzory pro měření teploty a půdní vlhkosti a meteorologická stanice pro záznam množství a doby srážek. Na základě dat získaných měřením jsme srovnali retenční schopnosti běžně dostupného substrátu a varianty substrátu obohaceného biocharem. Získané výsledky byly vyhodnoceny a porovnány s výsledky jiných podobných studií. Práce zpracovává data z dlouhodobého monitoringu množství vody v zelené střeše. Měření probíhalo od května 2021 do konce roku 2022. Výsledky experimentu potvrdily hypotézu, že aplikace biocharu do substrátu extenzivní zelené střechy má pozitivní vliv na zvýšení retenční schopnosti substrátu. Pole s aplikovaným biocharem měla vyšší retenční schopnost než kontrolní pole neupravená biocharem. Největší vliv biocharu byl zaznamenán při méně častých a intenzivnějších srážkách. Výsledná data ukázala, že v prvním roce experimentu byl substrát s biocharem stabilnější ve vztahu k retenci dešťové vody než ve druhém roce. Tyto výsledky jsou potvrzením pozitivního vlivu biocharu v substrátu zelených střech jako nástroje pro hospodaření s dešťovou vodou. Závěry dále rozšiřují znalosti o přínosech biocharu jako půdního aditiva.

Abstract:

Green roofs are not only an integral part of modern architecture but also a technology with great ecological and economic potential. One of their functions is the retention of rainwater to reduce the load on sewers. Biochar is an excellent complement to the green roof substrate due to its porosity, high carbon content, low bulk density, and retention capacity. The application of biochar to green roof substrates is a solution to the problems associated with urban stormwater management. This technology will improve the quality of stormwater runoff and reduce its volume. The aim of this study is to test the hypothesis of whether the application of biochar to green roof substrate positively affects the retention capacity of the substrate. To test the hypothesis, an experiment was conducted on an extensive green roof in Prague. The green roof was divided into six fields. Three fields were controlled with the standard commercial substrate for an extensive green roof. The remaining three fields were treated by adding 5 % biochar. Sensors were installed on the roof to measure temperature and water quantity in the fields and a weather station to record the amount and timing of rainfall. Based on the data obtained from the measurements, we compared the retention capacity of the commonly available substrate and the biochar-enriched variant. The results obtained were evaluated and compared with the results of other similar studies. The paper elaborates on data from long-term monitoring of water quantity in a green roof. The measurements were carried out from May 2021 to the end of 2022. The results of the experiment confirmed the hypothesis that the application of biochar to the substrate of an extensive green roof has a positive effect on increasing the water retention capacity of the substrate. Fields with biochar applied had higher retention capacity than control fields not treated with biochar. The greatest effect of biochar was observed when rainfall was less frequent and more intense. The resulting data showed that in the first year of the experiment, the substrate with biochar was more stable in relation to rainwater retention than in the second year. These results confirm the positive effect of biochar in the green roof substrate as a stormwater management tool. The findings further expand the knowledge on the benefits of biochar as a soil additive.

Klíčová slova

zelená střecha, vegetační střecha, vegetace, substrát, biochar, retence srážkových vod, úprava biocharem, střešní substrát

Keywords

green roof, vegetated roof, vegetation, substrate, biochar, rainwater retention, biochar treatment, roof substrate

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 5. 2023
• Vedoucí: doc. Mgr. Lukáš Trakal, Ph.D.
• Oponent: Marek Petreje, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Bakalářský studijní program:
Aplikovaná ekologie