אובססיביות לסיל Permeability ותפקידה בעיצוב ניהול Stormwater Management

Soil Permeability, הידוע גם כהתנהגות הידראולית, מודד את היכולת של הקרקע לאפשר מים לעבור דרך זה מייצג אחד הפרמטרים הקריטיים ביותר בעיצוב מערכות ניהול מים יעילה של סערות מים קרקע בסיסית זו קובע כמה מהר מים יכולים לחדור דרך שכבות אדמה, ישירות המשפיע על דפוסי ניקוז, ניהול אסטרטגיות בקרה, ואת ההצלחה הכוללת של תשתיות ירוקות.

בדיקות אחריות חיוני להערכת יכולת הניקוז של הקרקע ומשמשות כדי ליידע החלטות על ניהול מים סערות, עיצוב מערכת ספקן, ואסטרטגיות הקטנת מיזות שיטפון.כפי שקהילות מתמודדות עם אתגרים גוברים מהאורבניזציה, שינויי האקלים, ועוד אירועים חמורים יותר, תפקיד של נחיתות הקרקע בניהול מים סוער הפך חשוב יותר מתמיד.

הבנה של Soil Permeability: The Foundation of Stormwater Design

Soil Permeability מתייחס ליכולת הקרקע להעביר מים דרך חללים הנקבוביים שלה.Soils הם חומרים חד-משמעיים בשל מבנה הדגנים שלהם ואת הקיום של ריקנים מקושרים.הקצב שבו מים עוברים דרך הנקבוביות המחוברות האלה הוא הקוונטי כמו יעילות המידות או מוליכות הידראולית, בדרך כלל באה לידי ביטוי ביחידות כגון אינץ' לשעה, סנטימטר לשנייה או מילימטר לשעה.

חומרים עם יעילות גבוהה יאפשרו נוזלים לנוע במהירות דרכם בזמן אלה עם אחריות נמוכה לא.תכונה בסיסית זו משתנה באופן דרמטי על בסיס מספר גורמים מרכזיים כולל סוג אדמה, חלוקת גודל חלקיקים, מבנה אדמה, רמת קומפקטיות, ותוכן לחות. סנדי אדמה, המורכב חלקיקים גדולים יותר עם חללי פורה גדולים יותר, בדרך כלל להראות שיעורי אחריות גבוהים.

Soil Classification ו- Infiltration

שירות השימור של משאבי טבע (NRCS), הידוע בעבר כשירות השימור של Soil, פיתח מערכת סיווג בשימוש נרחב, אשר קבוצות אדמה המבוססות על המאפיינים החמצומים שלהם.מערכת זו מחלקת אדמה לארבעה קבוצות אדמה הידרולוגיות (HSG) שהן בסיסיות לתכנון מי סערות:

קבוצה A אדמה יש שיעורי חדירה גבוהים (פוטנציאל ההמראה הנמוך) גם כאשר רטוב לחלוטין, מורכב בעיקר חולות עמוקים, מחוסנים היטב וחצץ, ויש להם שיעורי הסתננות סופיים גדולים מ 0.30 ב / שעה (7.6 מ"מ / שעה) אדמה אלה אידיאליים עבור שיטות סערות מים מבוססות סינון.

קבוצות B אדמה יש שיעורי חדירה בינוני כאשר רטוב לחלוטין, מורכב בעיקר אדמה כי הם עמוק מדי עד עמוק, מתון היטב מרוקן היטב מרוקן עם קנסות אדמה בינוני עד בינוני עד בינוני coarse, ויש להם שיעור חדירה סופי של 0.15 - 0.30 ב / שעה (3.8 - 7.6 / מילימטר).

קרקעות קבוצתיות יש שיעורי חדירה איטיים כאשר רטובים לחלוטין, מורכב בעיקר של אדמה עם שכבת כי מעכבת את תנועת המים או הקרקעות עם קנס בינוני עד מרקמים בסדר גמור, ויש להם שיעור חדירה סופי של 0.05 - 0.15 ב / שעה (1.3 - 3.8 מ"מ / שעה) אלה הקרקעות מציגות אתגרים עבור מערכות מבוססות סינון, ועשויות לדרוש גישות חלופיות.

קבוצות D אדמה יש מאוד איטי חדירה (פוטנציאל עף גבוה) כאשר רטוב לחלוטין, מורכב בעיקר אדמה חימר עם פוטנציאל נפיחות גבוה, אדמה עם שולחן מים קבוע, אדמה עם חימר או שכבת חימר או שכבה על או ליד פני השטח, וקרקעות רדוד מעל חומרים כמעט בלתי מאוישים, עם שיעור מסונפים סופי של פחות מ 0.00 / שעה / 1.

גורמים המשפיעים על Soil Permeability

סולל רִיק יוצר נתיב קל לתנועת המים, אך גורמים אחרים כמו הידראולית, סוג אדמה, מרקם וחלוקה בגודל חלקיקים משפיעים גם על אי-יכולת.

(FLT:0) Soil Structure: FLT:1 , מוליכות הידרוקולית תלויה בגורמים כגון מרקם אדמה, חלוקת גודל חלקיקים, גסות, טורטוליות, צורה ודרגה של חיבור של נקבוביות מים, מבנה הקרקע ומבנה pore יכול להיות השפעה משמעותית על יכולת הקרקע להעביר מים.

(FLT:0)Compaction:0) קומפקטיות של Soil מפעילות בנייה, תעבורת רכב או ציוד כבד מפחיתה באופן דרמטי את יכולת ההפחתת שטח הנקבוביות ושיבוש מבנה הקרקע.

(FLT:0) חומר אורגני: 1FLT חומר אורגני משפיע על מבנה הקרקע, יציבות מצטברת, וחלוקה חלל פוחתת. Soils עם תוכן חומר אורגני גבוה יותר בדרך כלל להציג שיפור יכולת הפחתת מים וקיבולת שמירת מים.

(FLT:0)Moisture contentir: 1FLT: שיעור ההסתננות משתנה עם תוכן מים קרקע, שיעור יישום המים, ונכסים פיזיים קרקעיים כגון מידת המאקרו-פרופוריות. תנאי לחות הקרקע הראשוניים משפיעים באופן משמעותי על שערי חדירה, עם אדמה דרומית בדרך כלל מראה גבוה יותר קצב חדירה ראשוני כי הירידה הופכת רוויה.

(FLT:0) Temperature:FLT:1 , מים משתנים עם טמפרטורה, המשפיע על זרימת המחירים דרך הקרקע.התערות של המים משתנה עם הטמפרטורה; ככל שהטמפרטורה עולה, את המהירויות יורד ואת העלייה במידות ההנצחה.

מוליכים הידרוקולאריים לעומת Infiltration Rate

בעוד המונחים "התנהגות הידרולית" ו "שיעור חדירה" משמשים לעתים קרובות לסירוגין, הם מייצגים מושגים נפרדים.המונחים שיעור חדירה והתנהלות הידראולית משמשים לעתים קרובות לסירוגין, אבל זה לא נכון; עבור יישומי מי הסערה, שבו שיעור המשלוח מים לתרגול מי סערה בדרך כלל עולה על שיעור החמצון של הקרקע, התנהגות הידראולית (Kats) הוא הגדול ביותר של הנכס.

Ksat (Saturated hydroulic Conductivity של Soil) הוא שיעור ההסתננות לאחר הקרקע הגיע 100% משיכה ואת שיעור ההסתננות הפך קבוע. במהלך מבחן חדירה, שיעור חדירה יורד יותר מדי זמן כאשר הקרקע הופכת רוויה, וחדירה חדירתית נוטה גישה כל כךית של התנהגות הידראולית (המקסימום של מחזור מים) לאחר תקופות זמן של חדירה ארוכה של אדמה.

שיעור חדירה הוא מדד של כמה מים מהירים נכנסים לאדמה, בדרך כלל בא לידי ביטוי בסנטימטרים או ס"מ לשעה. שיעור זה משתנה לאורך זמן במהלך הגשמים או אירוע השקיה, החל גבוה כאשר הקרקע יבשה וירידה כאשר הקרקע הופכת רוויה.

שיטות עיקריות ל Assessing Soil Permeability

הערכה מדויקת של חדות אדמה היא קריטית עבור עיצוב ניהול מים מוצלח של סערות.סוג הקרקע והמטרה של הבדיקה, הדיוק הנדרש, ודגום השפעה על שיטת הבדיקה שנבחרה.שיטות בדיקה מרובות זמינים, כל אחת עם יישומים ספציפיים, יתרונות ומגבלות. שיטות אלה ניתן לסווג באופן רחב לבדיקות מעבדה ובדיקות שדה.

שיטות בדיקות מעבדה

בדיקות מעבדה מציעות תנאים מבוקרים ומדידות מדויקות, אך דורשות איסוף מדגם זהיר וטיפול כדי לשמור על שלמות מבנה הקרקע.

מבחן אחריות ראש קבוע

comeability coefficient הוא בדרך כלל נקבע באמצעות שימוש בשני בדיקות מעבדה עיקריות: מבחן חדות הראש הקבוע ומבחן ההסתה הראש נופל; עבור אדמה גרניט גבוהה כגון חולות וחצץ, שיטת הראש הקבועה היא הטובה ביותר ויכולה להביא תוצאות מדויקות גם אם הדגימה הייתה מופרעת או מגובשת.

מבחן ראש קבוע מתייחס למנגנון שבו אותה גובה יחסי של החלק העליון של עמודת המים (לחץ ראש) נשאר מעל הדגימה לאורך הבדיקה, והוא מבחן תקף עבור אדמה עם שיעור גבוה של זרימה כמו חולות וחצים, אבל גם כמה אדמה חימר.מנגנון הבדיקה שומר על רמת מים קבועה מעל דגימת הקרקע תוך מדידה של זרימת מצב יציב דרך הדגימה.

מבחן אחריות ראש נופל

שיטת הראש נופלת משמשת בדרך כלל לקרקעות מוטבעות קנסות, והיא מדויקת יותר כאשר בוחנים דגימות לא מופרכות.מבחן הנפילה-ראש משמש בדרך כלל לקרקעות פחות חמורות, כגון חולות דקות לחיפי שומן; בדיקה זו דומה למבחן הקבוע-ראש מכיוון שהיא אמצעי מים העוברים באמצעות מדגם של החומר, אך ההבדל הוא מבחן נופל-ראש משתמש במלכודת מים כדי לאטום את הדגימה, אך אינו מותר לדגימה קבועה של מים.

בדיקת הראש נופלת מתאימה במיוחד לקרקעות כפייה שבהן שיעורי זרימה איטיים מדי לבדיקה מעשית קבועה של ראש.המבחן מודד את הזמן הנדרש למים במלכוד כדי ליפול מרמה אחת לשנייה, כפי שהוא חודר דרך דגימת הקרקע.

מבחן גמישות-Wall Permeability Test (ASTM D5084)

תאים גמישים-Wall Permeability המתוארים ב- ASTM D5084 מודדים מוליכות הידראולית של אדמה באמצעות מספר שיטות, והשיטות בתוך תקן זה מאפשרות מספר וריאציות על שיטות הראש הקבועות והנפילה, כולל בדיקות לשיעור הקבוע של זרימה, ובדיקות קבועות של נפח עם לחצים מבוקרים.

שיטות בדיקות קרקע סטנדרטיות המשמשות לעתים קרובות במתקנים מרכזיים כוללים ASTM D5084, "שיטות מבחן סטרונדארד למדידה של התנהגות הידרוקולית של חומרים מסוכנים רוויים בשימוש בכותל גמישה קיר Permeameter" שיטה זו מתוחכמת מספקת תוצאות מדויקות מאוד על ידי encasing דגימת הקרקע בתוך תא עיתונאי, המאפשרת שלושה-ממדי של שליטה על פני כמה ימים זה, כולל בדיקות סטנדרטיות, למרות שהוא דורש הכנה רחבה.

קומפקטיות Permeameters

קומפקטיות Permeameters הם 4in או 6in או 152mm) לחות הקרקע / density (Proctor) קומפקטי עובש מסופק עם לוחות העליון ונמוך מצויד עם שסתום ונמלים לתפקד כמו permeameters, או ראש קבוע או ירידה בדיקות אחריות הראש ניתן לבצע ישירות על דגימות קומפקטיות ללא צורך להכנת נרחב.

שיטות בדיקה שדה

ישנם מספר סוגים של בדיקות קרקעיות בהחלפת הקרקע שניתן לבצע באתר; מהנדסים רבים מעדיפים את סוגי המבחנים האלה כי הם מרגישים שהם אמינים יותר מבדיקות מעבדה של דגימות הקרקע, ומכיוון שמבחנים אלה נעשים במקום, הם מאמינים כי הם מייצגים טוב יותר את הדרך שבה הקרקע יגיב בתנאים שדהיים בפועל.

מבחן

מבחן ההנצחה, המכונה בדרך כלל "מבחן של צמצם", הוא אחד שיטות השדה הנפוצות ביותר להערכת יכולת הקרקע, במיוחד עבור עיצוב מערכת ספקית ופרקטיקות מים סערה. Soil הידראולי ניתן לקבוע באמצעות מבחן צינור permeameter, בדיקת הדבקה, מבחן חדירת טבעת יחיד, או מבחן אגן מבולעת (מחצוב מצעים שבור).

הליך הבדיקה הסטנדרטי כולל חפירה של חור מבחן עם ממדים ספציפיים, לפני ששילמת החור כדי לדמות תנאים רוויים, ולאחר מכן מדידה של השיעור שבו טיפות מים בבור לאורך זמן.המבחן מספק מדידה ישירה של כמה מהר מים יכולים לעבור דרך פרופיל הקרקע בעומק ההתקנה המוצע.

מבחן החדירה הכפול

בדיקות סינון פני השטח מודדות כיצד מים נכנסים לאדמה מלמעלה - קריטי עבור ניקוז חקלאי, ניהול מים סערה, והבנה הידרולוגיה אזור Vadose; החדירה הכפולה הוא שיטה סטנדרטית עבור חדירה משטח באדמה חקלאית, כיסויי אדמה, ועיצוב אגן מים סערה.

החדירה הכפולה של החדירה מכילה שתי טבעות מתכת מקודמות המונעות לתוך פני הקרקע.מים מוטבעים בשתי הטבעות, עם הטבעת החיצונית המשרתת למזער זרימה מאוחרת מהטבעה הפנימית, ומבטיחה חדירה אנכית בעיקר.המבחן מודד את שיעור שבו מים חודרים מן הטבעת הפנימית לאורך זמן, מתן נתונים על שיעורי סינון ראשוניים וקבועים.

טבעת infiltrometer הוא גליל פתוח מצופה דק מוכנס לתוך הקרקע לעומק מסוים (בדרך כלל סביב 5 ס"מ) כדי למדוד את מוליכות הידראולית שדה. חד-לשונית חד-לשונית מציעים אלטרנטיבה פשוטה יותר אבל אולי פחות מדויק בשל השפעות זרימה מאוחר יותר.

פיליפ-דן Permeameter

פיליפ-דן Permeameter משתנה עושה שימוש במבחן ראש נופל בתוך גליל מתכת יחיד מלוטש 2 אינץ ' לתוך הקרקע כדי לקבוע שיעור חדירה; מדידה ראשונית של לחות הקרקע חייב להיעשות, ולאחר מכן את גלילי מלא מים, וכמטר הידראולי מרוקן, מדידות של שלב וזמן נלקח, ולאחר מכן מדידה סופית של אדמה של לחות תוכן מצטבר לתוך מדפסת לתוך מדפסת, שבו הוא מתוחכמות.

שיטה זו מציעה יכולת ותוצאות מהירות יחסית, מה שהופך אותו מעשי עבור אתרים הדורשים מספר מוקדי מבחן.עם זאת, המחקר הראה עמידות בתוצאות בהשוואה לשיטות אחרות, ומתודולוגיות למדידת שיעור החדירה הקרקע צריך להיות מעודן.

אגן שיטפון

בדיקות אגן כרוכות ביצירת אזור מבחן גדול יותר, בדרך כלל כמה מטרים בקוטר, ושיטפונות אותו עם מים תוך ניטור שיעורי סינון. שיטה זו מספקת תוצאות המשלבות את יכולת הקרקע על שטח גדול יותר, יכול להיות שימושי במיוחד עבור הערכת הביצועים של מיקומים אגן סינון הציע.מבחן הבור הוא שימושי כאשר מי הקרקע נוכח בתוך החור הניסוי, ניתן להשתמש כדי לקבוע את יכולת הפחתת הקרקע או שכבת קרקע מספיק שיש לו מים סלע.

בחירת שיטת מבחן Appropriate

בחירת שיטת מבחן ההסתה הנכונה תלויה במספר גורמים הכוללים סוג אדמה, דרישות הפרויקט, מגבלות התקציב ודרישות רגולטוריות.לערוך כראוי בדיקות הסתננות מועדות על הערכות של חדירה קרקעית המבוססת על משעממות.עבור רוב יישומי ניהול סערות, בדיקות שדה מועדפות כי הם תופסים בתנאים המתאימים כולל מבנה אדמה, שכבתיות, וזרימת מאקרו.

בחירת קבוצת אדמה הידרולוגית צריכה להיעשות על בסיס שיעורי הסתננות נמדדים, סקר הקרקע, או שיפוט של מדען אדמה מוסמך או מקצועי גיאוטכני. מיקומים רבים הם בדרך כלל נדרשים לקחת בחשבון עבור ניידות מרחבית באתר.קצב סינון העיצוב צריך להיות נמוך יותר של קצב חדירה הקרקע החציונית או שיטת ההסתננות של אמצעי החתך, והוא מומלץ מאוד לספק רמה 2tration על בסיס של זמן מופחתת על ידי ירידה של קצב סינון בטיחות חשבונאית על ידי ירידה על ידי ירידה על ידי 2tration על ידי שיעור הפחתת קצב אבטחה.

Implications for Stormwater Management Design

הבנת הקרקע היא יסוד בתכנון מערכות ניהול מים יעילות להגנה על איכות המים, להפחית את הצפה, ולקדם את טעינה מים קרקעיים.מדת של חדות החומר היא עיצוב מפתח האופייני לכל המבנים הארציים, כגון יסודות מבניים; מאגרי אדמה; סכרי אדמה; סכרי שיטפון, וחדירה של חדירה.

Infiltration- Based Best Management Practices

נתונים של Soil Permeability מודיע ישירות על העיצוב וההיתכנות של שיטות ניהול מבוססות מספות שונות (BMPs) אלה תשתיות ירוקות גישות מסתמכות על היכולת הטבעית של הקרקע לספוג ולסינון מים, צמצום נפחי ההמראה ושיפור איכות המים.

אגן חדירה ו- Trenches

מחסנים חדירה הם דיכאון רדודים שנועדו ללכוד ולאטנן את שטף המים של סופה.זה מומלץ כי אדמה רוויה התנהגות הידראולית העולה על 1 x 10-5 מ' / s (36 מ"מ / שעה) מתאימים ביותר עבור מערכות סינון.העיצוב של מערכות אלה דורש נתונים חדירות מדויקת כדי לקבוע אגן מתאים, עומק, נפח אחסון.

שיעור ההסתננות הוא תוצר של אזור ההסתננות וההתנהלות הידראולית של הקרקע בתוך ההחלפה, כלומר Qinf = A x Kh (m3/s) מערכת יחסים זו מראה כי מעצבים יכולים להשיג שיעורי סינון מטרה באמצעות שילובים שונים של שטח פני השטח וכושר הקרקע, מתן גמישות בעיצוב תוך עבודה בתוך מגבלות האתר.

⁇ מים מסוננים BMPs לא צריך להיות מותקן באדמה המציגה תנאים קרקעיים , ואת מים סערה מסחדירה BMPs להסתמך על סלע שבור עבור exfiltration אסור להיות מותקן ללא מינימום של 2 מטרים בין התחתון של אגן החמצון ואת הסלע. אלה מדגיש את החשיבות של תת-קרקעית מקיפה מעבר חקירה פשוטה.

גני גשם ומערכות Bioretention

גני גשם ומערכות ביו-תשומת לב הם דיכאון מנופים שלוכדים, מטפלים, ומחלחלים לסיבוב מים סוער.תכונות תשתית ירוקות פופולריות אלה משלבות משיכה אסתטית עם ניהול מים סערות.הערכה של Soil Permeability היא קריטית לקביעת האם קרקעות Native יכולות לתמוך במערכות אלה או אם יש להתקין את אמצעי התקשורת הקרקע המונדסים.

עבור אתרים עם אדמה מקומית נמוכה, מערכות ביו-retention ניתן לתכנן עם ערבוב אדמה מונדס המספקים שיעורי חדירה נאותה תוך תמיכה בצמיחה צמחית והסרה מזוהמת.

מערכות צנרת

סלולים ניתנים לשיט מים סוערים כדי לחדור דרך פני השטח הריצוף לתוך מאגרים אבן בסיסי ובסופו של דבר לתוך אדמה Native.מערכות אלה יכולות לכלול ⁇ asphalt, pervious קונקרטי, ו unmeable interlocking סלסולרים.הביצועים ארוכי הטווח של ריצוף חד-משמעי תלוי במידה רבה על יכולת חדירה של אדמה הבסיסית.

בדיקת אחריות Soil מסייעת לקבוע אם ניתן לתכנן סללאציה מלאה או אם תחת הדרדרנים נדרשים להעביר מים לנקודות שחרור אחרות.אתרים עם אדמה בעלות ערך נמוך מאוד עשויים עדיין להשתמש סללה שניתן לחול על איכות מים משטח ואחסון זמני, גם אם הסתננות מלאה אינה אפשרית.

שיקולים וגורמי ביצועים

יש לשקול כמה גורמים קריטיים בעת יישום נתונים של נחיתות הקרקע לתכנון ניהול מים סערה:

יכולת חדירה ומשך זמן

יכולת ההסתננות של מי סערה BMP קובעת כמה מהר זה יכול לנקז לאחר אירוע סערה.ביישומים מים סוערים, אספקת המים בדרך כלל עולה על יכולת ההסתננות של הקרקע, וכתוצאה מכך היא חודרת; זרימת מים ושקעים תחת משקעים שונים מתהליכים המתרחשים בתנאים לא רוויים, וצורות חזית שונות של לחות באדמה כמו קדמית רטובה, מטה, הופכת בסופו של דבר לעצימה הידראולית, הופכת לעצימה.

תקני עיצוב בדרך כלל דורשים חדירה BMPs לנקז בתוך 24 עד 72 שעות כדי לשמור על יכולת אחסון עבור סופות לאחר מכן ולמנוע גידול יתוש. דרישה זו ירידה משפיעה ישירות על שטח פני השטח הנדרש ועומק של מתקני סינון המבוססים על חדירות אדמה נמדדת.

לחץ דם וקרקע מים

הבנת נחיתות הקרקע היא הבסיס של תכנון מערכת ניקוז יעילה; אדמה חד משמעית מאפשרת מים לנקז במהירות, צמצום הסיכון של בריכות או מים, בעוד בניגוד, אדמה בלתי אפשרית עשויה לדרוש פתרונות מהונדסים, כגון עקיצות ניקוז או ריצוף שניתן לחלחל, כדי לנהל את זרימת המים ביעילות.

ניקוז יעיל מגן על מבנים, מונע חישבת אדמה שיכול לפגוע צמחייה, ומפחית מים עומדים שיוצרים סכנות בטיחות ותנאי קצבה.בנוסף, מערכות מבוססות סינון לקדם תשלום מים קרקעיים, עוזר לשמור על זרימת הבסיס בזרמים וחידושים של אקוויפרים המשמשים כמקורות שתייה.

מינוף פוטנציאל וניהול סיכונים

זרימת מים מנוהלת גרועה יכולה להוביל לנזק משמעותי לבניינים, כבישים ומבנים אחרים; עודף מים יכול לרס אדמה, להחליש יסודות, וליצור לחץ הידרוסטטי, שעלול לגרום לסדקים וחוסר יציבות. הערכת הקרקע מסייע לזהות אזורים נוטה להציף ולעדכן את המיקום ועידוד של בקרות מים סוערים.

הבנת ההפצה המרחבית של נחיתות הקרקע ברחבי האתר מאפשרת למתכננים לאתר שיטות סינון באזורים עם ההיתר הגבוה ביותר תוך הפעלת התרחקות מאזורים בעלי יכולת נמוכה שעלולים לחוות שיטפון. גישה אסטרטגית זו ממקסימה את ביצועי המערכת תוך צמצום הסיכון להצפות.

תכנון מערכת Retention ו-Sing

נתונים של Soil Permeability הוא בסיסי כדי לזרז את מערכות שימור מים סערות ומעצר.מערכות המיועדות לאתרים עם אדמה בעלת יכולת גבוהה יכול להיות קטן יותר כי מים חודרים במהירות, צמצום נפח האחסון הנדרש.

תהליך העיצוב בדרך כלל כרוך בהתרחשות עיצוב באמצעות מתקנים המוצעים באמצעות שיעור חדירה נמדד לחשב נפח אחסון נדרש.מערכות חדירה ניתן לכפוף למגוון של קריטריונים ביצועים כולל זה של הפחתה של פסגות והפחתה בנפח, ושחרור עיצוב עבור מערכת לעקוף הוא לעתים קרובות מוגדר באירוע AR או יכולת השחרור של מערכת מיתחוללת הסופה.

טיפול באיכות המים ו-Exotant Removal

מעבר בקרת כמות, נחיתות הקרקע משפיע על ביצועי הטיפול באיכות המים של BMPs מבוסס סינון. as Stormwater percolates דרך אדמה, סינון פיזי, מודעות, תהליכים ביולוגיים להסירמזהמים כולל שפל, חומרים מזינים, מתכות, ופחמימנים.

סויה עם חדות בינונית לעתים קרובות לספק טיפול באיכות המים אופטימלית על ידי מתן זמן מגע מספיק בין חלקיקי מים וקרקע תוך שמירה על ניקוז מספיק. מאגרי אחריות גבוהה מאוד עשויים לאפשר למים לעבור מהר מדי עבור הסרת יעיל זיהום, בעוד אדמה נמוכה מאוד עלולה לגרום להרזיה משטח ופוטנציאל לעקוף מים לא מטופלים.

אתגרים ומגבלות בהערכה של אחריות

בעוד בדיקת נחיתות הקרקע מספקת נתונים חיוניים לתכנון ניהול מים סערות, יש לזהות כמה אתגרים ומגבלות.

רגישות וגמישות

תכונות Soil יכולות להשתנות באופן משמעותי על פני אתר בשל הבדלים בחומר ההורה, ההיסטוריה ההפקדה, טופוגרפיה וקרקע להשתמש בהיסטוריה. heterogeneity מרחבי זה משקף את ההשפעה של מרקם, קומפקטיות, שימוש בקרקע, ומיקרוטופוגרפיה בשטחים מדרדרדר, והפסקתיים פדוגניים מעצבות את פיתוח הקרקע ואת התגובה הידרולוגית, במיוחד תחת השטציה, מדגישים את החשיבות של שילוב אלה לתוך מודלים הידרולוגיים ושרירים מופחתים לסיכוןים לשחיקה.

מבחן חד-משמעי מייצג רק נפח קטן של אדמה ואינו יכול ללכוד את מגוון התנאים המלא של האתר. אתרי מבחן מרובים נדרשים לאפיין את יכולת הגומלין המרחבית, אבל תקציב ומגבלות זמן מגבילים לעתים קרובות את מספר הבדיקות שניתן לבצע.

שינויים זמניים וביצועים ארוכי טווח

אחריות סולל יכולה להשתנות לאורך זמן בשל גורמים שונים כולל clogging, קומפקטיות, מחזורי קפואה, ופעילות ביולוגית. Infiltration-based Stormwater BMPs לעתים קרובות לחוות ירידה ברווחה על החיים התפעוליים שלהם בגלל הצטברות של סימנט, הגירה חלקיק עדין ופיתוח ביופילם.

שיעורי חדירה נמוכים גם להוביל למעצר מים לתקופות ארוכות של זמן, אשר עשוי גם לקדם צמיחה אלגל אשר מגביר את הסיכון של clogging של אמצעי חדירה.עיצוב גישות חייב לקחת בחשבון את הירידה הצפויה זו על ידי שילוב גורמי בטיחות, אמצעי טיפול מראש להסרת המשקעים לפני שהוא מגיע לאזורי סינון, והוראות תחזוקה לשיקום תקופתי של יכולת סינון.

השפעות והגבלות על בדיקות

בדיקות מעבדה מודדות את יכולתן של דגימות קטנות, מוגבלות אשר עשויות לא לייצג התנהגות בקנה מידה שדה.טכניקות שדה לספק ייצוג טוב יותר של מה שקורה בפועל בתחום.

מקרוורים, ערוצי שורש, ומבנה הקרקע תכונות המשפיעות באופן משמעותי על חדירה בקנה מידה שדה לא ניתן לתפוס כראוי במבחנים בקנה מידה קטן. זרימה מוקדמת / זרימת קרקע היא תהליך של חדירה מהירה המתרחשת ב pores גדול (ו-gt;75 מיקרונים) תחת השפעת הכבידה; מקרואטוריונים מהווים אחוז קטן של שטח מפוע וזרימה במהירות נמוכה יותר בתנאים אלה יכולים להעדיף את רמות מעבדה רוויות.

השפעות עונתיות וסביבתיות

חוסר יכולת סויה יכול להשתנות עונתי עקב שינויים לחות הקרקע, טמפרטורה, פעילות ביולוגית, ואפקטים קפואים.בדיקה שנערכו במהלך עונה אחת עשויה לא לייצג במדויק תנאים במהלך תקופות אחרות של השנה. אידיאלית, בדיקות חדירות צריך להתבצע במהלך תקופות שינה רטובות כאשר הקרקעות הן ליד השכור, שכן זה מייצג את המצב הקריטי לביצועי ניהול מים סערה.

רמות מים קרקעיות גם משפיעות על העומק היעיל הזמין עבור חדירה.אם שולחן מים נתקל במהלך חקר הקרקע, זה ייחשב להיות פגום אם הוא נוכח מיד מעל אופק מגביל הידראולי, כגון חימר או אפריפאן, מתחת לרסן על ידי שכבת אדמה בלתי חדיר ללא חדיר אשר הוא ללא מוטיבציה ויש לו כרומה של ארבע או גבוה יותר בין טבלאות שטח להגדרה אזורית של טבלאות חשוב.

שיקולים מתקדמים בניתוח אחריות

חוק דארסי ו-Hellowulic Gradient

החוק של דארסי, המשפיע על כל התוצאות מבדיקות של נחיתות הקרקע, הוא משוואה המתארת את תנועת הנוזלים באמצעות מדיום ⁇ .עיקרון יסודי זה קובע כי קצב זרימת דרך מדיה ⁇ הוא פרופורציה הידראולית ואת מוליכות הידראולית של החומר.

כמות המים לאזור יחידת זמן ליחידה שווה ל-K ( מוליקוליות) מוכפלת על ידי ה- ⁇ בראש dh/dz; הראש ⁇ (או פוטנציאל מים ⁇ ) הוא הכוח הגורם למים לנוע באדמה, ו-K הוא הגורם היחסי בין הכוח המניע לבין שפעת המים באדמה.

הבנת חוק דארסי עוזרת למעצבים לזהות כי שיעורי הסתננות תלויים לא רק בתכונות הקרקע אלא גם בכוחות הנהיגה (לחץ ראשי) גרימת תנועת מים.ביישומים במים סוערים עם מים מקולקליים, ה ⁇ הידראולית כוללת גם רכיבי כבידה וגם לחץ.

זרם בלתי רווי

מוליכות הידרוקולית היא מדד של כמה מים קלים יכולים לעבור דרך אדמה או סלע; ערכים גבוהים מצביעים על חומר שניתן לחדור דרך המים יכולים לעבור בקלות, בעוד ערכים נמוכים מצביעים על חומר שהוא פחות חד-משמעי, התנהגות משתנה בין אדמה אחרת לבין עם תוכן מים של אדמה, ו מוליכות הידראולית רוויה היא כמות המים אשר יעברו באופן אנכי דרך שטח של אדמה רוויה בתוך זמן תחת יחידה הידראולית.

מוליכות הידרוקולית משתנה באופן דרמטי עם תוכן לחות הקרקע.Saturated הידראוליות מייצגת את הערך המקסימלי כאשר כל הצלעות מלאות מים. as אדמה dries, מוליכות הידראולית יורדת באופן אקספוננציאלי כי מים חייבים לזרום דרך פושרים קטנים יותר ויותר סרטים על פני חלקיקי אדמה.

עבור יישומים מים סערה שבו מתרחשת, מוליכות הידראולית רוויה היא הפרמטר הרלוונטי.עם זאת, הבנה של זרימה בלתי רוויה חשובה לחיזוי כמה מהר מים מחלחלים עובר דרך אזור אדיוז לכיוון שולחן המים.

Anisotropy and Directional Permeability

Soil Permeability אינו תמיד אחיד בכל הכיוונים.ההתנהגות הידראולית לעתים קרובות שונה מ מוליכות הידראולית בשל שכבת הקרקע, מטוסים מתפתלים, תכונות מבניות.הנוסטל יכול להיות מושפע מגורמים אחרים מאשר סוגי הקרקע, למשל, הstratification של שכבות אדמה; נחישות של התנהגות הידראולית אופקית דורש כמה בארות לבחון אופקית בכיוונים שונים תחת מבחנים משפטיים, ולכן דורש גם ניתוח מורכב של שדה מורכב, ולכן דורש לא דורש גם מודלים מורכבים.

עבור רוב יישומי סערות מים, חדות אנכית היא הדאגה העיקרית מאז חדירה היא למעשה כלפי מטה.עם זאת, זרימה מאוחרת יותר יכולה להיות חשובה במערכות עם שכבות מגבילות או היכן ניקוז אופקי משולב לתוך העיצוב.

דרישות סודיות והתאמה

מועצות מקומיות רבות וגופים ממשלתיים דורשים בדיקות קרקעיות לפרויקטים כגון התקנת טנקנים ספקניים, ניהול מים סערה והתפתחויות בקנה מידה גדול; הבטחת עמידה בתקנות אלה לא רק מונעת סיבוכים משפטיים אלא גם משפרת את הבטיחות והתפקוד של האתר.

דרישות רגולטוריות לבדיקת הרשאות הקרקע משתנות על ידי סמכות שיפוטית, אך בדרך כלל כוללות מפרטים עבור שיטות מבחן, מספר מוקדי הבדיקה, שיעורי הסתננות מקובלים מינימליים, וגורמי בטיחות שיש ליישם בתכנון.

מינימום של מבחן מוליכות קרקע הידראולי חייב להתבצע בכל בור פרופיל הקרקע ואת המיקום משעמם הקרקע עבור infiltrating BMPs, ואת מוליכות הידראולי הקרקע ניתן לקבוע באמצעות מבחן permeameter צינור, מבחן הנצחה, בדיקה חד-טבעת יחיד infiltration, או מבחן אגן מבול (עבור סלע שבור).

מסמכים ודיווח

תיעוד נכון של בדיקות חד-משמעיות הוא קריטי לאישור רגולטורי ולפניות עתידיות. דוחות הבדיקה צריכים לכלול מידע מפורט על מיקומים, שיטות המשמשות, תנאי הקרקע נתקלו, תצפיות קרקעיות, נהלי בדיקה, נתונים גולמיים, חישובים ופרשנות של תוצאות.

תיאור פרופיל Soil צריך לתעד אופקים קרקעיים, מרקמים, צבעים, מבנה, תנאי לחות, וכל תכונות שעלולות להשפיע על נחיתות כגון שכבות מגבילות, מניעים המציין ריצוף עונתי, או עדות של נתיבי זרימה מועדפים.

יישומים מעשיים בהגדרות שונות

פיתוח עירוני והתחדשות

פרויקטים לפיתוח עירוני ופרוברנית עומדים בפני אתגרים ייחודיים הקשורים לקרקעות.קרקעות ילידיות באזורים המפותחים סובלים לעתים קרובות מקומפקטיות חמורה עקב פעילות בנייה, וכתוצאה מכך מופחתת באופן דרמטי קיבולת חדירה.מבחן אחריות סוליל במסגרות עירוניות חייב לקחת בחשבון את ההפרעה הזו, ועלול לחשוף את הצורך לשיקום אדמה או החלפת מלאה עם מדיה מונדסת.

פרויקטים לפיתוח באתרים שפותחו בעבר עשויים להיתקל בכלים קבורה, אדמה מזוהמת, למלא חומרים ותכונות תת-קרקעיות אחרות המסבך את הערכת ההשתנות ואת תכנון ניהול המים הסוערים חיוני כדי לזהות מגבלות אלה ולפתח פתרונות מתאימים.

יישומים חקלאיים וכפריים

החקלאים משתמשים בנתונים של נחיתות הקרקע כדי לעצב מערכות השקיה אשר מאמתות את השימוש במים ומונעות שטף יתר של גידולים. בהגדרות חקלאיות, יכולת הקרקע משפיעה על עיצוב ניקוז, יעילות השקיה, ופרודוקטיביות היבול.

ניהול סערות חקלאי מתמקד לעתים קרובות בצמצום המשקעים והמטבוליזם התזונתי כדי להגן על איכות המים במורד הזרם.הבנת הקרקע מסייע בתכנון מכופרים, מים מעושבים, ונבנה רטובות שלוכדות ומטפלות בריצה חקלאית.

תשתיות תחבורה

כבישים, כבישים, חניה רבים לייצר שטף מים גדול שיש לנהל כדי למנוע הצפה ולהגן על איכות המים. Soil permeability הערכה לאורך מסדרונות תחבורה מודיע עיצוב של זרמים בצד הדרך, תעלות חדירה, ו BMPs ליניאריים אחרים שניתן לשלב לתוך אזורים מוגבלים של ימין.

פרויקטים תחבורה נתקלים לעתים קרובות בתנאי קרקע משתנים לאורך אורך שלהם, הדורשים מיקומים מרובים כדי לאפיין את טווח ערכי ההסתברות. גישות עיצוב חייב להתאים את יכולת העצירה הזו תוך עמידה בסטנדרטים של הביצועים עבור המסדרון כולו.

מגורים ומסחריים

בדיקות אחריות הוא חיוני עבור מערכות ניקוז בבנייה למגורים ומסחריים, והוא עוזר לקבוע את השיטות הטובות ביותר לניהול מי סערות מים מפלט והגנה על מבנים מפני נזק מים. ניהול מים בקנה מידה גדול יותר מסתמך על שיטות מבוזרות כגון גנים, מסלולי נסיעה חד-משמעיים, וצמחים סינון הדורשים נתונים של אחריות ספציפית לאתר.

התפתחויות למגורים חייבות לאזן את דרישות ניהול המים בסערה עם שיקולים אסתטיים, יכולות תחזוקה של בעלי נכסים, ומגבלות עלות.בדיקות אחריות של Soil מסייעות לזהות אילו תכונות יכולות לתמוך בפרוצדורות מבוססות סינון ואשר עשויות לדרוש גישות חלופיות.

טכנולוגיות מתפתחות וכיוונים עתידיים

ציוד בדיקות מתקדם

ציוד בדיקות חד-משמעיות מודרני משלב אוטומציה, איסוף נתונים ויכולות ניתוח בזמן אמת לשיפור הדיוק ויעילות. permeameters אוטומטיים יכול לבצע בדיקות מרובות עם התערבות מינימלית של המפעיל, בעוד שטראנסים לחץ ואוסף נתונים אלקטרוני מבטלים שגיאות קריאה ידניות.

מכשירים של בדיקות שדה סלולאריות הפכו ליותר מתוחכמות, ומאפשרים הערכה מהירה של מיקומים מרובים ברחבי האתר.כלים אלה מסייעים לזהות תבניות מרחביות בנחיתות הקרקע ולדריך את המיקום של חקירות מפורטות יותר.

ניתוח גיאופטי ומודל

מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) וכלים בניתוח מרחבי מאפשרים שילוב של נתונים לקרקע עם מאפיינים אחרים של אתר כגון טופוגרפיה, שימוש בקרקע, תשתיות קיימות. גישה משולבת זו תומכת בתכנון וניהול סערות מתוחכמות יותר של מים וניהול עיצוב.

מודלים הידרולוגיים הידראוליים משתמשים בנתונים של נחיתות הקרקע כפרמטרי קלט מרכזיים כדי לדמות ביצועי מערכת מים סערה תחת תרחישי גשם שונים.מודלים אלה מסייעים אופטימיזציה של עיצוב המערכת, להעריך תצורה חלופית, ולנבא ביצועים ארוכי טווח.

שינוי האקלים

כמו שינויי האקלים מביאים יותר אירועי משקעים אינטנסיביים ודפוסי גשם שינו את עצמם, התפקיד של נחיתות הקרקע בניהול המים הסוער הופך אפילו יותר קריטי. שיטות מבוססות חדירה שממנף את יכולת הקרקע יכול לעזור לקהילות להסתגל לכמויות מים מוגברות תוך מתן הכפפות משותפת כגון מי קרקע לטעון, הפחתה עירונית של האי חום, ויצירת בית גידול.

גישות ניהול סערות עתידיות צפויות להציב דגש רב יותר על מערכות סינון מבוזרות, המבוססות על הקרקע שעובדות עם תהליכים טבעיים ולא להסתמך רק על תשתיות צינור קונבנציונליות ותגובה.הערכת נחיתות הקרקע יהיה חיוני להצלחת פתרונות המבוססים על הטבע.

Best Practices for Soil Permeability Assessment

כדי להבטיח נתונים מדויקים ואמינים של קרקע עבור עיצוב ניהול מים סערות, מתרגלים צריכים לעקוב אחר שיטות אלה הטובות ביותר:

• (FLT:0)Conduct מספיק חקירה באתר: FLT:1) לבצע מספיק מקומות מבחן כדי לאפיין את יכולת החיים ברחבי האתר, עם תשומת לב מיוחדת לאזורים המוצעים עבור שיטות סינון.
• שיטות מבחן מתאימות:0 (Use המתאימה ל-FLT:1eur שיטות מבחן מתאים לתנאי האתר, סוגי הקרקע, דרישות הפרויקט.
• (ב) ⁇ :0) במעמקים המתאימים: FLT:1 לערוך בדיקות אחריות בעומק שבו הסתננות תתרחש, בדרך כלל בתחתית מתקני סינון המוצעים.
• (ב) תנאים עונתיים:0(Consider עונתיים:FLT:103) בכל פעם שניתן, לבצע בדיקות במהלך תנאי העונה הרטובה כאשר הקרקעות הן ליד ריצוף ורמות מים קרקע גבוהות.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 שמור תיעוד מפורט של נהלי בדיקה, תנאי קרקע, תצפיות, ותוצאות לתמיכה בהחלטות עיצוב ובדיקה רגולטורית.
• (FLT:0) גורמים בטיחותיים מתאימים: FLT:1hil השתמש בערכי עיצוב שמרניים אשר מהווים את אי הוודאות, הכדאיות המרחבית, וירידה הצפויה בהסתברות לאורך זמן.
• (FLT:0) אינטגרט עם נתונים אחרים באתר: ההרחבה 1 (שלבים) בדיקות חדירות עם משעממות אדמה, ניטור מים קרקע, וחקירה אחרת כדי לפתח הבנה מקיפה של תנאי תת-קרקעית.
• (FLT:0Engage מוסמך אנשי מקצוע: FLT:1 Utilize מדעני אדמה מנוסים, מהנדסים גיאוטכניים, או אנשי מקצוע סביבתיים אשר מבינים הן נהלי בדיקה והן יישומי ניהול מים סערה.
• (FLT:0)Plan for Maintenance:FLT:1 עיצוב מערכות סינון עם הוראות לביצוע מעקב ושיקום יכולת סינון באמצעות תחזוקה תקופתית.
• (FLT:0) ביצועים ארוכי טווח: FIRLT:1 למערכות עיצוב שימשיכו לתפקד ביעילות גם כאשר אי-יכולת יורדת לאורך זמן בשל כריתת-היתר וגורמים אחרים.

שילוב עם ניהול מקיף של Stormwater Management

הערכת אחריות לא צריכה להיות התבוננות בבידוד אלא כמרכיב אחד של תכנון מקיף לניהול סערות מים. ניהול סערות יעיל משלב אסטרטגיות מרובות כולל בקרת מקור, טיפול, הסתננות, מעצר, והעברה להשגת כמות מים ומטרות איכות.

הבנת נחיתות הקרקע מסייע לקבוע אילו אסטרטגיות מתאימות ביותר לתנאי האתר הספציפיים.אתרים עם אדמה גבוהה מאוד ניתן למקסם את שיטות מבוסס סינון, צמצום הצורך באחסון מעצר ותשתיות העברת.אתרים עם אדמה נמוכה עשויים לסמוך יותר על מעצר, סינון וטיפול עם פריקה מבוקרת למים.

הגישה המוצלחת ביותר לניהול מים סערות משתמשת בקונספט של רכבת טיפול, שבו עובר ההפסקה דרך שיטות מרובות שכל אחד מספק הטבות ספציפיות.Soil Permeability נתונים מודיעה על הבחירה וההפצה של שיטות בתוך רכבת הטיפול כדי לייעל את ביצועי המערכת הכוללת.

שיקולים כלכליים ועלויות-Effectiveness

הערכת נחיתות הקרקע יכולה להשפיע באופן משמעותי על כלכלת הפרויקט.תחת הטמעת מערכות סינון בשל הנחות בעלות יכולת אופטימיות יתר יכולות להוביל לכישלון מערכת, נזק לרכוש, ושיקום יקר.

העלות של בדיקות חד-משמעיות כוללת היא בדרך כלל קטנה בהשוואה לעלויות הפרויקט הכוללות, וההשלכות הפוטנציאליות של כשל המערכת.השקעה בחקירה נאותה של האתר ובדיקה מספקת נתונים יקרים התומכים בתכנון לא-יעילות ולהפחית סיכון לטווח ארוך.

שיטות מים סערות מבוססות סינון יכולות להציע חיסכון בעלויות משמעותי בהשוואה למערכות צינור קונבנציונליות וקודדות על ידי צמצום או ביטול הצורך באגן המעצר, צינורות חד-ממדיות גדולות, ותשתיות יקרות אחרות.עם זאת, ניתן להבין רק כאשר תנאי הקרקע תומכים בחדירה, מה שהופך את הערכת האחריות חיונית לניתוח הזכאות כלכלית.

מסקנה: The Foundation of Sustainable Stormwater Management

Soil Permeability הוא פרמטר בסיסי בעיצוב של מערכות ניהול מים יעילות, בר קיימא.מגנים גשם ותאים ביו-retention בקנה מידה גדול מחסנים סינון ומתקנים סולמות, ההצלחה של תשתיות ירוקות תלויה הבנה מדויקת של איך מים עוברים דרך אדמה.

כשקהילות מתמודדות עם אתגרים גוברים של אורבניזציה, שינויי אקלים ותשתיות ההזדקנות, החשיבות של ניהול מים סערות מבוסס הקרקע ממשיכה לגדול.שיטות הסתננות שעובדות עם תהליכי קרקע טבעית מציעות יתרונות רבים כולל הפחתת הצפות, שיפור איכות המים, טעינה מחדש של מים קרקעיים, ומרחב ירוק משופר.

השגת היתרונות האלה דורש הערכה קפדנית של הקרקע באמצעות שיטות מתאימות, כיסוי מרחבי הולם ופרשנות נאותה של תוצאות.על ידי ביצוע שיטות הטובות ביותר בבדיקת אחריות ויישום הנתונים בעיצוב, מהנדסים ומתכננים יכולים ליצור מערכות ניהול מים סערות שמגן על קהילות, לשמר משאבי מים ולתמוך בפיתוח בר קיימא.

תחום הערכת הקרקע ממשיך להתפתח עם טכנולוגיות בדיקות חדשות, שיפור ההבנה של תהליכי הקרקע, ושילוב עם כלים מתקדמים מודלים.להישאר נוכחי עם התפתחויות אלה ולשמור על מחויבות לחקירה באתר יסודית יבטיח כי מערכות ניהול מים סערות לבצע כמתוכנן, מתן הגנה אמינה לדורות הבאים.

(ב) למידע נוסף על שיטות ניהול המים הטוב ביותר וטכניקות הערכת הקרקע, בקר באתר תשתית ירוקה (FLT:0)EPA Green Infrastructure SitesFLT:1, TheFLT:2USDA Natural Resources Conservation Service EvolutionFLT 3, the FLT:4Minnesotawater ManualFLT:5, the FLT:6AS (6AS תקני שימור משאבי טבע של הארגון הבינלאומי LT 7, ודרישות הסופה וניהול תחומי השיפוט שלך.