אזורים עירוניים ברחבי העולם הם מתעצצים עם האתגרים המעמיקים של ניהול מים סערות.As ערים להתרחב, החלפת נופים טבעיים בעלי התעלות בלתי אפשרית - אזורים לא מזיקים - אזורים, כבישים, מגרשי חניה - משבשת את מחזור המים הטבעי.שינוי זה מגביר באופן דרמטי את נפח ומהירות של גשם לרוץ, המוביל לשיטפונות תכופים יותר ויותר, ממושכים יותר ויותר של צינורות מים, ועומסים גדולים יותר של מחלות מים, כאשר הם הופכים לפסולת מים חמים יותר ויותר, ממזגים.

פונקציות הידרולוגיות של כיסוי

גידול משנה את המחזור ההידרולוגי העירוני באמצעות חבילה של תהליכים פיזיים ביולוגיים קשורים זה לזה, במקום פשוט לספוג מים, צמחים ומערכות הקרקע שהם תומכים בעיכוב פעיל, לאחסן, ולהקטין את כמות התפוקה נטו שנוצר במהלך אירוע סערה.

קיבולת ו Canopy Storage

אחת האינטראקציות הראשונות בין הגשמים לצמחייה היא יירוט. Leaves, סניפי ומשטחי הברוק ללכוד גשמים, מחזיק אותם באופן זמני עד שהם מתאמים בחזרה לתוך האווירה או טפטוף למטה אל הקרקע. כמות המים המיורט תלויה בסוג הצמחייה - עצי הנטושים המאוחרים בדרך כלל מאוחסנים יותר מים לאזור מאשר עלים - כמו גם על שטח, יכול להיות מופחת, וטמפרטורות גבוהות יותר מגובה, 000, באופן משמעותי, באופן משמעותי, 000, באופן קבוע, לעומת 40%, באופן קבוע, באופן קבוע, לעומת זאת, באופן משמעותי, לעומת זאת, באופן משמעותי, 000, 000, לעומת זאת, 000, 000, 000, 000, 000 פעמים יותר מאשר טמפרטורות מהירות יותר מאשר תאים קשים יותר מאשר תאים קשים יותר, 000, 000, 000, לעתים קרובות יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר, 000 פעמים רבות יותר, לעתים קרובות, לעתים קרובות יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר מאשר , 000, 000, 000 פעמים יותר מאשר טמפרטורות גבוהות יותר, 000 פעמים.

הסתננות וסויל Permeability

שורשים צמחיים יוצרים רשת מורכבת של מקרופוחיות באדמה.ערוצים אלה, יחד עם החומר האורגני מעלים ושורשים, לשפר באופן דרמטי את מבנה הקרקע ולהגדיל את יכולת ההסתננות. בסביבות עירוניות, שבו אדמה לעתים קרובות קומפקטיות על ידי בנייה ותנועה ברגל, הקמת צמחים מעומקים עמוק יכול לשחזר כמה של חדירות אבודה זו.

שקיפות

צמח מחזיר באופן פעיל מים פנויים לאטמוספירה באמצעות חלוף, תהליך שמושך מים משורשים ומשחרר אותו באמצעות עלה סטומטה. בשילוב עם evaporation ממשטחי מים וקרקעים, זה evatranspiration flux מסיר מים אשר יתרום אחרת כדי לרוץ או אחסון. באזורים עירוניים, עצים ומצעים גדולים הם יעילים במיוחד בגלל רחב שלהם לחום ארוך, אפילו בטווח הארוך, אבל בטווח הארוך, עם מהירות גבוהה יותר, עם מחזורי חום, אבל, עם מחזור זמן ארוך, עם מחזור זמן ארוך, אבל, עם מחזור זמן ארוך, אבל, אפילו עם אורך זמן ארוך, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך, עם מהירות, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם מהירות, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם מחזור חום ארוך, עם אורך, עם אורך, עם אורך זמן קצר יותר, עם אורך זמן קצר יותר, עם מחזור חום, עם אורך זמן קצר, עם מחזור חום, אבל, אבל, 000

עמידות ויציבות

משטחים צמחיים הם הרבה יותר גס מאשר אספלט או בטון. Stems, עלים, ואת מטלית צמחי ליצור גרר כי מאט את זרימת המים מעל הקרקע. זה עלייה גסות משטח להפחית את מהירות זרימת הדם, נותן מים יותר זמן כדי לחדור ולהיישב מוצקים מושעה.האפקט בולט במיוחד בנפיחות ופילטרים, שבו עשבים צפופים או עשבים יכולים להפחית את הטמפרטורות נמוכות יותר על ידי ירידה של אדמה דקת יותר.

מערכות שורשים ומבנה Soil

מעבר ליצירת מאקרופוורס, מערכות שורש מבססות פיזית חלקיקים קרקעיים, עלייה בכובד אדמה והתנגדות לשחיקה.ייצוב זה חיוני לשמירה על יכולת חדירה לאורך זמן.כפי ששורשים מתים ומפוזרים, הם משאירים מאחור חומר אורגני שמזין מיקרובים אדמה ועוד משפר את הנפיחות.מערכת שורש מפותחת היטב תומכת גם בקהילה חזקה של תולעי אדמה וכדורים אחרים, אשר תורמים לתנודות ומולקולות טבעיות, כאשר הם יכולים לעתים קרובות לנהל את הסביבה הטבעית, כאשר הם מסוגלים לשלוט בשורשים בריאים יותר, כאשר הם מסוגלים לשלוט בשורשים.

קביעת ההשפעה: מחקר ומודל

כדי לעצב תשתיות ירוקות יעילות, מתכננים צריכים לחזות כיצד שינויים בכיסוי צמחייה ישפיעו על נפחי ההמראה ותזרימי שיא.זה דורש גם מחקרים אמפיריים ומודלים ממוחשבים שיכולים לדמות את האינטראקציות המורכבות בין הגשמים, הצמחייה והסביבה הבנויה.

לימודי שדה אמפיריים

ניסויים רבים בתחום מדדו ירידה של 15% עד 25% בריצה שנתית מסוגים צמחיים עירוניים שונים.לדוגמה, מחקר של שכונות מגורים עם 30% כיסוי Canopy עץ מצא ירידה של 15% עד 25% בהפסקה שנתית בהשוואה לשכונות עם פחות מ -10% כיסויים. גינות גשם וגגות ירוקות הוכחו לשמור 40% עד 80% מהגשם השנתי, עם ביצועים בהתאם לעומק הסערה, לחות גבוהה, ומין צמחי באוניברסיטת ניו המפשייר מצאו כי הם מופחתים בממוצע ל משקעים של 50% עד 50%.

מודלים הידרולוגיים

מודלים כגון מודל ניהול המים של סטורם (SWMM) ותוכנית הסימציה ההידרולוגיות - פורטראן (HSPF) משמשים נרחב כדי להעריך את ההשפעה של הצמחייה על פני השטח של המים או בקנה מידה תת-קבוצה.מודלים אלה משלבים פרמטרים עבור הפיכה קאנומית, מטריה הקרקע, evatranspiration, ומשטח. על ידי התאמת אחוז של ביצועים מפוצצים, כולל שינויים מדויקים של שטח דינמיים, כולל בדיקות סטנדרטיות של תרופות סטנדרטיות, כולל בדיקות סטנדרטיות של תאים דינמיות, כלומר, כולל ביצועים מדויקים יותר.

דרישות ותגובה לא ליניארית

מחקרים מראים כי היחסים בין כיסוי צמחייה לבין צמצום ההמראה אינם ליניאריים לחלוטין.סף מינימלי מסוים של צמחייה, המצוטט לעתים קרובות כ-20% עד 30% משטח שפיכות מים, עשויים להיות נדרשים כדי לצפות בהטבות הידרולוגיות משמעותיות. מעל סף זה, כיסוי גרפי נוסף ממשיך לשפר את הביצועים, אך עם ירידה בתשואות. דביקות, אפילו ירידה קטנה בכיסוי לא סביר או עלייה באזור זה יכול להיות ממוקדים, אם הם עלולים למקדימים את ההשפעות האסטרטגיות ביותר, כמו אלה, כגון הפחתה של הפחתה של מקומות מתקדמים.

אסטרטגיות תכנון עירוניות למקסימה יתרונות

גידול צמחייה לתוך הבד העירוני דורש תכנון ומדיניות מכוונים.כמה מנהגים טובים הופיעו המשלבים ביצועים הידרולוגיים עם אסתטיקה, חברתית, אקולוגית.

גג ירוק

גגות ירוקים מחליפים משטחים מסורתיים של גגות לא יציבים עם מערכות שכבת מים, שכבת מנברון, שכבת ניקוז, בינוני גדל וצמחייה. הם מיירטים מים גשם, מפלט איטי, ומספקים יתרונות נוספים כמו בידוד מבנים ושיטפונות של האי החום העירוני.הגגות ירוקות גדולות יותר, עם אדמה רדודה וצמחים סובלניים כמו sumsumsumsumsums, הם היטב מתאימים לרי צמחים גדולים יותר, אך זקוקים לגיבוי ירוק חזק יותר, אך דורשות יותר, אך ורקמות יותר, אך דורשות יותר, אך דורשות יותר, עם , כמו צמחים חזקים יותר, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, אך דורשות יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000

גני גשם וביוסקופים

גינות גשם הן רדודה, נטועים שנועדו לקבל הפסקה מאזורים לא-מעורכים כמו גגות וכבישים.הם מסתמכים על ההשפעות המשולבות של צמחייה, סינון הקרקע, והאריכה זמנית כדי להפחית את נפח ההמראה.ביוswales הם ליניאריים, בעדינות מתפתלים ערוצים עם צמחייה, בשימוש לעתים קרובות לאורך כבישים או במתקני חניה.

יערות עירוניים ועץ רחוב

עצי רחוב ויערות עירוניות ממלאים תפקיד מכריע, במיוחד בהירט גשמים לפני שהוא מכה באדמה. עץ בעל פה גבוה יכול ליירט עד 100 גלונים של מים בשנה, בעוד חופן גדול עשוי ליירט עוד יותר.ערים שקדמו את תוכניות נטיעה עץ - כגון מיליון בתי מלון בניו יורק - צמצום משמעותי במים סוערים, לעומת זאת, מאפשר לנטיעת עצים קטנים יותר מאשר לנטיעת עצים, מאשר לנטיעת עצים בריאים, מאשר לנטיעת עצים, מאשר לנטיעת עצים, מאשר לנטיעת עצים, מאשר לנטיעת עצים, מאשר לעצי מים בריאים יותר מאשר לעצי מים.

שימור חללים ירוקים טבעיים

אחת האסטרטגיות היעילות ביותר היא לשמר את הצמחייה הטבעית הקיימת, כגון אזורים מעוותים, רטובים, ו buffarian buffers.מערכות אקולוגיות בוגרות אלה כבר פיתחה לחלוטין את מבנה הקרקע, מערכות שורשים עמוקות, ויכולת הירוט גבוהה.הגנה עליהם מפני פיתוח לא רק שומר על תפקוד הידרולוגי שלהם, אלא גם תומכת במגוון ביולוגי והזדמנויות פנאי.

פפרציות ניתנות ל-Vgetated Strips

סלולים בולטים - כגון ⁇ asphalt, בטון בולט, ו interlocking סלסולרים - אפשר מים לחדור דרך פני השטח לתוך בסיס אחסון. כאשר בשילוב עם פסים מוצצים או בורות עץ, הם יוצרים מערכת היברידית הממקסימה חדירה ו ⁇ .הצמחייה עוזרת לשמור על מפוכחות ו ⁇ , למנוע את מערכות החרסוזות נמוכות אלה, במיוחד, כאשר הם הופכים להיות מרוכזים, בעיקר, 000.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות ברורים, יישום ניהול מים צמחייה מבוסס על מים עומדים בפני מכשולים מעשיים שיש לטפל בהם להצלחה ארוכת טווח.

תחזוקה וארוכותיות

תשתיות ירוקות דורשות תחזוקה סדירה: הצטברות, מגרד, מתפתלת, והחלפת צמחים שמתים.ללא טיפול עקבי, הביצועים יכולים להידרדר במהירות.הצטברות של גינות גשם או ביושולים יכולה לגזול את פני הקרקע, צמצום חד-משמעי של החמצון.עצים בסביבה עירונית ניצבים מתחים מפני אדמה קומפקטית, שטח שורש מוגבל, וזיהום.

חללים

בלבבות עירוניים צפופים, הקרקע היא פרמיה, ותחרות בחלל עם בניינים, שירותים, ותחבורה יכולים להגביל את המקום שבו ניתן להתקין צמחייה. גגות ירוקים הם אופציה מעשית לאתרים ללא שטח ברמה הקרקעית, אבל הם מוסיפים עומס מבניים ועלויות. Alleyways ורחובות צר מציעים מעט מקום לנטיעת.

שינויי אקלים

יעילות הצמחייה משתנה עם אקלים. באזורים עקשניים, גשמים נמוכים משמע כי ליירוט ותחושה עשויים להיות השפעה יחסית קטנה יותר; גם מים השקיה לצמחים יכולים להיות דאגה משאבים. באקלים קר, קרקע קפואה מפחיתה חדירה, ולהחליט לאבד את העלים שלהם, ירידה בסערות החורף.

Soil Compaction ו- Urban Soils

אדמה עירונית לעתים קרובות קומפקטית מאוד על ידי בנייה וקומפקטיות, עם משקעים גדולים כי להגביל חמורה חדירה שורש ואת חדירה מים.פשוט לשתול צמחייה באדמה כזו ללא תיקון הקרקע לפני הקרקע לא סביר להניב תוצאות טובות. טכניקות תיווך כוללות פיגור עמוק, הוספת חומר אורגני, ושימוש תערובת קרקע מבנית שנועדו לתמוך הן סולמנט והן שורשים.במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך להחליף ביצועים קומפקטיים עם עלויות גבוהות יותר כי הם אלה הם רקמות גבוהה יותר.

כיסוי Vegetation ל- Stormwater Management Policy

מימוש הפוטנציאל המלא של צמחייה להפחתת הפליאוף דורש מסגרות מדיניות תומך אשר מנדט או פיתוח תשתיות ירוקות.

נהגי מילואים

בארצות הברית, מערכת ההפלה הלאומית של חוק המים הנקיים (NPDES) דורשת מערכות תפירה נפרדות של סערות נפרדות (MS4s) לפתח תוכניות אשר להפחית עומסים מזוהמים להיקף המקסימלי האפשרי.יתר MS4 רבים כוללים כעת דרישות תשתית ירוקה כדי להיחשב בהתפתחויות חדשות.

תוכניות ריכוזיות ומימון

תמריצים פיננסיים יכולים להאיץ אימוץ.ערים רבות מציעים הנחות מים לנכסים שמתקינים גגות ירוקים, גינות גשם, או סולמות חד-משמעיות.לדוגמה, פורטלנד, אורגון, מספקת פרס הנהר נקי לבעלי בתים שמנהלים את דרכם על רכושם. פרויקטים בקנה מידה גדול יותר עשויים להיות ממומן באמצעות מענקים ממשלתיים, תוכניות פדרליות כמו קרן המים הנקיים, או שותפויות ציבוריות.

מחקרים: ערים מובילות

העיר הירוקה של פילדלפיה, תוכנית מים נקיים היא אחת הדוגמאות השאפתניות ביותר, במטרה לנהל מי סערות עם תשתיות ירוקות על פני 10,000 דונם עד 2036.העיירה התקינה אלפי גנים גשם, גגות ירוקים, וסוללים ⁇ , וכתוצאה מכך ירידה למדידה בזרימות משולבות של תאי חום, חום, יפה, נקי (ABC מים) משלבת מחסנים פנימיים ותפקודיים, תוך שיפור אזורי אקלים חזקים, ואווירה.

כיוונים עתידיים וחדשנות

ככל שה הידרולוגיה העירונית מתפתחת, רעיונות וטכנולוגיות חדשות מבטיחים לשפר עוד יותר את תפקידה של הצמחייה בניהול ההמראה.

תשתיות ירוקות חכמות

חיישנים חודרים ונתונים בזמן אמת במערכות מחוסנות יכולים לייעל ביצועים.חיישנים של Soil לחות יכולים להודיע השקיה אוטומטית או לגרום שסתום כדי לרוקן שכבות אחסון לפני סערה מתמשכת, למקסם את יכולת האחסון.מודלים חיזוי בשילוב עם תחזית מזג אוויר יכול לאפשר שליטה חכמה על גגות ירוקים וגנים כדי להתאים את השימור מראש של גשם כבד.

חקלאות עירונית ומרחבים ירוקים רב-תפקודיים

גינות קהילתיות וחוות עירוניות לא רק לספק מזון, אלא גם לתרום לניהול מים סוערים.היבולים המשורשים והקרקעות המקודדות המשותף בחקלאות העירונית יש שיעורי הסתננות גבוהים.עיצוב המרחבים הללו עם מעונות נמוכים וחילולים יכולים ללכוד מסביבת השעירולים.היתרונות הכפולים של ייצור ושיטפונות יכולים להגדיל את איכות הקהילה של תשתיות ירוקות.

הסתגלות אקלים וחוססן

בהתחשב בתחזיות של גשם אינטנסיבי יותר, אסטרטגיות צמחייה חייבות להיות ברת-מידה. חוקרים חוקרים חוקרים בוחנים את הרעיון של "ערים מגיבות" חלוצות בסין, שבו רשתות ירוקות גדולות (שילוב צמחייה ומים פתוחים) סופגים ולאחסנים עודף מים גשם. תוכניות עירוניות שוקלות גם כיצד לשלב אמצעים גמישים עם קירות מבול מבוססי טבע ומצפי חוף כדי להגן מפני שיטפון מפני גשם משני הגשמים של סערות ואקלים.

מסקנה

כיסוי צמחי הוא לא רק amenity אסתטי בערים, אלא מרכיב בסיסי של ניהול מים סערות בר קיימא. על ידי ליירט גשמים, שיפור חדירה הקרקע, קידום evapotranspiration, ו להאט את זרימת יתר הקרקע, צמחים להפחית באופן דרמטי את נפח ושיא זרימה של הרץ, היתרונות להמשיך מעבר משיכה משיכה משיכה הפחתה של זיהום, טעינת מים קרקע, גידול, היווצרות, שיפור יכולת המשיכה פיתוח עירוני, עם זאת, תכנון יעיל יותר, כמו גם תכונות יציבות אוויריות ירוק, כמו גם על פני אנרגיה, כמו גם על פני השטח המסורתית, כי יש צורך בטוח יותר, כי יש צורך בטוח יותר, כי יש צורך בטוח יותר, כי יש צורך בטוח יותר, כמו גם משיכה תמיכה אקלים ירוק יותר, כמו גם משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה משיכה