Table of Contents
אתגר המים העירוני
אורבניזציה מהירה בשילוב עם שינויי האקלים היא להגביר את הלחץ של ניהול מים סערות בערים ברחבי העולם. משטחים לא יציבים - כבישים, מגרשי חניה, גגות - להרים גשם משרטט לתוך הקרקע, יצירת כמויות גדולות של רצף כי מערכות ניקוז מעל פני השטח, לגרום הצפה, ולהוביל אקוטים לתוך נתיבי מים מסורתיים (פיפס, אגן, בטון, לעתים קרובות) כדי לשלב את הנוסחאות הטבעיות עם פרדיגמה חלופית יותר.
מהו עיצוב עירוני רגיש למים?
עיצוב עירוני רגיש למים הוא תכנון מקיף ופילוסופיה עיצובית המתייחסת למים עירוניים - סופה מים, מים אכילים, מים שפכים וממים קרקעיים - כמשאב יקר ולא קצבה. WSUD מבקש לשכפל תהליכים הידרולוגיים לפני פיתוח על ידי שמירה, סינון, וחדירה של גשם קרוב למקום בו הוא נופל.
- מינימום נפחי ריצה ושיא זרימת שיא
- שיפור איכות המים באמצעות טיפול טבעי
- Enhancing Groundwater recharge
- יצירת חללים עירוניים ירוקים, עצלנים
בניגוד לניקוז קונבנציונלי שמעביר במהירות, WSUD משתמש ברשת מבוזרת של בקנה מידה קטן, צומח, ותכונות חד משמעיות.מערכות אלה לנהל מים במקור, צמצום הלחץ על תשתיות במורד הזרם.שילוב של פרספקטיבה של חדירה קטנה - תהליך המים נעים מטה אל הקרקע והשגת מחסנים - הוא מרכזי ל- WSUD כי הוא מתייחס ישירות להפחתה ו- אגודה למים מקודמים על ידי מתקנים ירוקים אחרים, כלומר:
התפקיד ההידרוקולי של Infiltration
חדירה היא תהליך טבעי בסיסי השולט כמה גשם הופך להיות מפלט. במלכודות לא מפותחות, בדרך כלל 40-60 אחוזים של משקעים שנתי in דחוסים. באזורים עירוניים, המספר הזה יכול לרדת מתחת 10%.
פסגות Flow Attenuation
במהלך סערה, מערכות סינון ליירט גשם ומאפשרות לו להיכנס לתוך הקרקע, עיכוב וצמצום נפח של רצף להגיע לרשת ניקוז.זה מוריד את קצב השחרור שיא - הרגע של זרימה גבוהה כי לעתים קרובות גורם לטעון תפירה יותר שיטפון ושיטפונות. מודלים ומחקרי שדה מראים כי infiltration-WSUD יכול להפחית את השיא על ידי 30–70% עבור סערות קטנות, לעתים קרובות, כדי סערות קטנות יותר, יחד עם אירועים אחסון באופן משמעותי.
Runoff Volume Reduction
חדירה לצמיתות מסיר מים מן המסלול משטח על ידי העברתו לשכבות אדמה עמוקות יותר או מים קרקעיים. זה "הפסד" ממחזור ההמראה מקטין את נפח הכולל שיש להעביר ולטופל. באזורים עם ⁇ אדמה וטופוגרפיה מתאימה, נהלי סינון יכולים להתאים את הפלט טרום-התפתחות עבור 80–90% של גשם שנתי.
מים מוגזים
על ידי הפניית מי הסערה לתוך הקרקע, חדירה מחדש של אקוויפרים כי אספקת מים לשתייה, לקיים את זרימת הבסיס בזרמים, ולתמוך במערכות אקולוגיות קרועות.בערים רבות, מיצוי מים קרקעי מוגזם הוביל ל subsidence ומלח חדירה.נוהל חדירה לשחזר את המשאב הטבעי הזה תוך הקטנת השפעות חום עירוניות באמצעות אדמה מוגברת ו transtion צמחי.
איכות המים
כמו מים סערה חודרים דרך אדמה וצמחייה, תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים להסיר את המזונאים: משקעים, חומרים מזינים, מתכות כבדות, חיידקים, הידרוקרבנים.טיפול זה מתרחש באופן טבעי ללא אנרגיה או כימיקלים, צמצום העומס המזויף המשתחרר לנהרות, אגמים ואזורי חוף.פרופיל הקרקע פועל כמסנן, אמצעי מניעה, ומכשיר מיקרוביאלי.
אסטרטגיות לחדירה בחדירה עם WSUD
שילוב יעיל דורש בחירת ושילוב של טכנולוגיות חדירה מתאימות המבוססות על מאפייני האתר - סוג שמן, עומק לשולחן מים, מדרון, שימוש בקרקע, ואקלים. אסטרטגיות עיצוב מפתח כוללות:
אגן חדירה ו- Trenches
מאגרי חדירה הם רדודים, חפרו דיכאון שנועדו להרות באופן זמני מים סערה ולעודד את ההנצחה.הם יכולים להיות מעושבים או נטועים עם צמחייה מולדת, לספק הטבות אסתטיות וגידול בתי גידול. Trenches הם חפירות ליניאריות מלאו או אבן המקבלים עצירות ומאפשרים חדירה לאורך אורך שלהם.שני המערכות דורשות הערכה הקרקע זהירה, טיפול להסרת כפייה, ומעל מבנים זורמים לכדי התנגשויות חיוניות על בסיס הדבקה.
אפשרויות לPrimable Fabements
(הופנה מהדף ⁇ Asphalt, and pervious בטון מאפשר לגשם לעבור ישירות דרך פני השטח לתוך מאגר אבן למטה, שבו הוא חודר לתוך תת-הדרגה.מערכות אלה אידיאליות עבור מגרשי חניה, כבישים דלתיים נמוכים, כבישים מהירים, כבישים מהירים, נתיבים, ומצעים הולכי רגל.הם להפחית את המעבר על ידי 50–100% בהתאם לתכנון ותחזוקה.
גשם ותאים
גינות גשם הן דיכאון משומרים אשר אוספים מגגות, כבישים, או דשא.הם מכילים אמצעי תקשורת קרקע ממונדסים עם יכולת חדירה גבוהה, מתחת לרסן על ידי שכבת ניקוז חמור ולפעמים תת-קרקעית. גינות גשם בדרך כלל להפחית נפח על ידי 40–80% ולהשיג שיעורי הסרה גבוהים עבור מוצקים מוחלטים, זרחן, ולעתים גם מתחמי גשם קצרים יותר, דורשות חום ותחזוקת תאים.
גג ירוק
למרות שלא רק חדירה לקרקע, גגות ירוקים סופגים גשם בינוני גדל ולהחזיר אותו לאטמוספירה באמצעות evapotranspiration.הם מיירטים את 5-20 הראשון של גשם ולהפחית שיאים של עד 50-90% לסערות קטנות. כאשר בשילוב עם מערכות סינון הקרקע, גגות ירוקים לתרום לשיקום מים כולל.
Infiltration Swales ו- Filter Strips
משטחים צמחיים מוגזמים הם ערוצים רדודים עם מדרונות עדינים המעבירים את ההסתננות תוך קידום חדירה וסינון. רצועות מסנן מסנן מסנן הם פסים מחוסנים בצפיפות של אדמה אשר מטפל זרימת גיליון לפני שהיא נכנסת למערכת ניקוז. שניהם יעילים לטיפול בריצה מכבישים מהירים, אתרי תעשייה ואזורים חקלאיים.הם להפחית את נפח ההמולה ואת העומסים המזועים תוך צורך הון נמוך.
יתרונות מרובים של האינטגרציה
השילוב של חדירה ו- WSUD מספק חבילה של יתרונות סביבתיים, חברתיים וכלכליים שמעבר לביצועים הידראוליים:
עמידות לשינוי האקלים
מערכות מבוססות סינון פועלות היטב תחת דפוסי המשקעים המעבירים.הם יכולים להתמודד עם סערות אינטנסיביות יותר, קצרות יותר על ידי מתן הדבקה מהירה, והם מצליחים יותר לנהל תקופות ארוכות יותר, מתפתלות כי הקרקע והצמחייה משחררים מים לאט.
בסביבה הקרובה של Urban Cooling and thermal Comfort
חיזוי טמפרטורות משטח מתכונות WSUD, כולל גינות גשם וגגות ירוקות, מוריד טמפרטורות משטח מתפתלות. בגלי חום, מערכות אלה יכולות להפחית את הטמפרטורות המקומיות ב 2-5 מעלות צלזיוס, לשפר את בריאות הציבור ונוחות. בשילוב עם גילוח מעצים, הם יוצרים מיקרו-מימטים אשר מפחיתים את הביקוש לאנרגיה למיזוג אוויר.
המגוון הביולוגי והאזור
תכונות WSUD המשלבות צמחים מקומיים יוצרים מסדרונות ואבנים מתפתלות עבור חיות בר בנוף העירוני שמפולגת.הם תומכים במזהמים, ציפורים, אמפיביאנים, וחרקים מועילים.אזורי הרדאר בחלק מאגן החמצמים מספקים גידול תוך טיפול במי סערה.
ערך רכוש וחובה
נופים מעוצבים היטב של חדירה כגון גינות גשם, רחובות ירוקים, וגלולות חד משמעיות להגדיל את ערכי הרכוש על ידי שיפור אסתטיקה שכונתית, צמצום הסיכון לשיטפונות, ומספקות מרחב ירוק נגיש. מחקרים מצביעים על כך שנכסים הסמוכות לתשתיות WSUD יכולים למכור עבור 5-15% יותר מאשר נכסים דומים ללא זה.
עלויות תשתית מופחתות
מערכות סינון חדורות יכולות להפחית את הצורך במעצר תת קרקעי גדול ויקר ומשלוח צינורות.בהתפתחויות חדשות, זה יכול להוריד את עלויות ניהול המים הכוללות של סערות עד 20-40%.הם גם להפחית את צריכת האנרגיה עבור משאבה וטיפול, ועלויות תחזוקה נמוכות יותר בהשוואה למערכות קונבנציונליות.
אתגרים ושיקולים
אין טכנולוגיה ללא מגבלות, ושילוב חדירה עם WSUD דורש תכנון זהיר והבנה מעמיקה של תנאי האתר.
אחריות וחליפה
(4) אדמה ⁇ , סלע רדוד, טבלאות מים גבוהות, או אדמה מזוהמת יכולה להגביל או למנוע חדירה.חקירה באתר חייבת לכלול בדיקות הסתננות, ניתוח מרקמים קרקעיים גבוהים, והערכה של רמות מים עונתיות.בקרקעות לא מתאימות, מעצבים עשויים להשתמש תחת הדרדרנים כדי להעביר את הנוהל הטיפול במקום אחר, או לשלב חדירה עם מעצר.
דרישות תחזוקה
מערכות חדירה מצטברות של משקעים, זבל, פסולת והריסות לאורך זמן, אשר יכול להפחית ביצועים או לגרום clogging. תחזוקה רגילה - ייצור, ריצה, הסרת משקעים, וייבוש משטחים שניתן להעלות על פני השטח - חיוני כדי לקיים יכולת הידראולית טיפול איכות מים. תוכנית תחזוקה צריך להיות הוקמה במהלך עיצוב וממומן עבור החיים של מערכת.
סיכון למים מזהמים
סופהווטר עשוי להכיל את המזהמים שיכולים להיצמד למים אם חדירה משמשת ללא טיפול הולם באתרים תעשייתיים, תחנות דלק ואזורים עם שפך דורש שיקול מיוחד - לעתים קרובות הפרדה של 1-2 מטרים לשולחן המים והשימוש במסנן אדמה מוצפנת.
אזורי חלל ב-Dense Urban Areas
אדמה היא פרמיה בערים, תכונות חדירה דורש שטח פני השטח. integrating אותם לתוך מתווכים, boulevards, עגול, איים חניה, ו unutilized רבים יכול להתגבר על זה. גגות ירוק, גנים אנכיים ועצי רחוב עם מקיפים חד-משמעיים גם לתרום ללא צורך אדמה ייעודית.
סליחות וקוד מחסומים
קודים בנייה רבים ותקנות מים סערה נכתבו עבור ניקוז קונבנציונלי ולא יכול להכיל חדירה. מעצבים חייבים לעבוד עם סוכנויות מקומיות כדי להשיג שידות או לעדכן קודים.חלק מהסמכות השיפוטיות יש דרישות הגנה מפני מים נוקשים המגבלה עומק חדירה. המעורבות המשותפת עם הרגולטורים היא לעתים קרובות צורך לאפשר עיצובים חדשניים WSUD.
מחקרים באינטגרציה מוצלחת
כמה ערים ברחבי העולם הפגינו את יעילות שילוב הסתננות עם WSUD בקנה מידה. פורטלנד, תוכנית "רחוב ירוק" של אורגון רטרוfits זכויות רחוב - של מסלול עם הרחבות מרפא שפועלות כמו גינות גשם. אלה המשולבות מערכות אלקטרוניקה וחדירה של אורגון, אפילו אינטגרציה של מחסנים פעילים על ידי יותר מ -90% באזורים ממוקדים תוך הוספת בטיחות הולכי רגל וירוקה, "מבורגנות מים" אינטגרציה" של אוסטרליה," מרכזי תמיכה מהירה, אשר משלבים, אשר משלבים, וחדשנות מהירה, אשר משלבים מסחריים, וחדשנות, כולל מרכזי תמיכה מהירה, 000, וחדשנות מהירה, אשר משלבים, כולל תחליפית את מרכזי תמיכה ציבורית, אשר משלבים, 000, כדי ניהול מחסנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 תחליפים תחבורה ציבורית, 000, 000, 000, כדי ניהול תחליפיים, 000, 000, 000, 000 מחסנים מובילים לפיתוח גרעיניים, 000, 000, 000 מחסנים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 תמיכה בהנדסת חשמל מגנטיים, 000
שיקולים עבור ביצועים אופטיים
כדי למקסם את היתרונות ההידראוליים והסביבתיים של WSUD מבוסס סינון, מעצבים צריכים לעקוב אחר מספר שיטות טובות ביותר:
- (ב) מקור:0 (מקור: 1) הפחתה של הפחתה במקורה על ידי ניתוק פחתות, באמצעות משטחים חד-משמעיים, והגבלת כיסוי לא-ירמסתי.
- (FLT:0) טיפול הוא מנדרין: 1FreaLT 1) השתמש בכופרים דשא, סימנט עבור eBays, או לתפוס אגן להוסיף להסרת משקעים לפני המים נכנסים למערכת סינון.
- (FLT:0) עיצוב זרימה רחב: FLT:1, כל מערכות ההסתננות חייבות להיות מסלול זרימה רחב יותר לאירועים קיצוניים.זה מונע שיטפון ומבטיח כי המערכת פועלת בבטחה במהלך סערות של 100 שנה.
- (FLT:0) גידול תזונתי: FLT:1Build (החלים) בחר צמחי הילידים בעלי שורשים עמוקים, בצורת ושיטפון-סובלניים.הם דורשים פחות השקיה, לקבוע במהירות, ולספק חדירה טובה יותר והסרה המזויפת.
- (FLT:0) שיקולים עונתיים: 1 באקלים קר, מערכות סינון יכולות להקפיא בחורף, צמצום יכולת עיצוב עם מאגר אבן מתחת לקו הכפור ולספק עקף עבור מלגט או מערכות שימוש המיועדות למזג אוויר קר.
- (FLT:0) ניהול הסתגלות והתאמה:03FLT:1 , מ"ר זרימה" של אדמה, חיישני לחות, ובארות בדיקה כדי לעקוב אחר ביצועים.
הדרך קדימה: מדיניות ותמיכה ציבורית
אימוץ נרחב של חדירה באמצעות דמי שירות מים מאומתים דורש מדיניות תומכת ומעורבות ציבורית.עיריות יכולות להגביר את הסתננות באמצעות עמלות שירות סערות אשר גובות על בסיס שטח בלתי סביר, או להציע ריבאטים לגנים גשם וסולמות בלתי ניתנות להגדרה, רק מחסומים טכניים של פונדקאות ואימות יכולים לדרוש כי שמירה על התפתחות מראש בשיעורי חינוך ציבורי.
מסקנה
שילוב טכניקות סינון עם עיצוב עירוני רגיש למים מציע מסלול מוכח, מדרגי לשיפור הידראולים עירוניים תוך מתן מספר רב של שיתופי פעולה סביבתיים וחברתיים משותפים.על ידי צמצום נפחי ההמראה, הגדלת זרימת שיא, החזרת מים קרקעיים, וטיפול במזהמים קריטיים בתחום איכות הסביבה, מערכות מבוזרות אלה יוצרות מחזור מים עירוני יותר גמיש.