מרכזי אורבן ברחבי העולם מתמודדים עם סתירה גוברת: יותר מדי מים במהלך הסערה, עדיין לא מספיק במהלך לחשים יבשים. מערכות ניקוז מסורתיות - תוכנן לשרוק מים במהירות האפשרית - לחלחל הן לשיטפונות והן למחסור במים. דור חדש של פתרונות משולבים משלב טכניקות סינון עם מים קציר, והופך חבות לנכס.

אימפולס כפול: סערות ניהול מים ומחסור במים

אורבניזציה מהירה מחליפה אדמה חד משמעית עם משטחים לא מוחשיים כגון כבישים, מגרשי חניה, גגות.זה מגביר את פני השטח מפלט, אשר יכול להציף תשתיות ניקוז ולגרום להצפות.באותו זמן, אזורים רבים מתמודדים עם לחץ מים עקב גידול האוכלוסייה, over-traction ofקרקעwater, ובצורת המופעלת על ידי שינויי אקלים.

טכנולוגיות מאחורי חדירה משולבת וצירפת

מערכות צנרת

סלולים ניתנים להחלפה של אספלט סטנדרטי או בטון עם פני השטח המאפשרים למים לעבור ישירות לתוך מאגר אבן מתחת.סוגים נפוצים כוללים ⁇ asphalt, בטון כבד, ו interlocking סוללים בטון עם מפרקים פתוחים. שכבת המאגר מאחסנת באופן זמני מים, אשר לאחר מכן infiltrates לתוך תת-הדרגה או מכוון לתחתית.

גשם ותאים

גני גשם הם דיכאון רדודים, צומחים לאסוף ולספוג מגגות, כבישים ו ⁇ . תאי ביו-תשומת לב הם גירסאות מונדסות עם אמצעי סינון חול, שכבת ניקוז חמור, ושכבה overflow החוצה. Plants ו microbes אדמה להסיר את המזהמים באמצעות סינון, פרסומות, וטופלות ביולוגית.

אחסון תת-קרקעי ושודטרציה

מבנים אחסון מתחת לדרגה - בטון בינוני או קמרונות פלסטיק, צינורות בגודל גדול, או מערכות גיאו-תא - יכולים לקבל מים ממוסמינים משטחים מעוקלים או מפלט גג שנאסף.הטנקים האלה עשויים לכלול מחסניות מסנן או להסדיר תאים כדי לשפר את איכות המים לפני האחסון. Outf מושתים עם משאבות וחיישנים ברמה, הם להאכיל לולאה נפרדת לשימושים שאינם ניתנים להחלפה.

גשם מים מתמלאים

מים סטנדרטיים מקנה משתמשת במעי, מטה, הטיוטים הראשונים, ומסננים לנקות את המים לפני שהוא נכנס cistern במערכת משולבת, אותו cistern יכול גם לקבל מים מ כביסה ברמה הקרקעית במבנים סינון דרך משאבה או כבידה. הראשון-התקנים המשפיעים מבטלים את הדופק הראשון של Runoff - אשר נושאת את העומס הגבוה ביותר של מים - למרות טיפול UVired או מים לשימוש טוב יותר.

בקרה חכמה והתבוננות

מערכות משולבות מודרניות משלבות חיישנים ובקרות אוטומטיות כדי להתאים את הביצועים. Soil לחות חיישני, מדפי גשם, ואינדיקטורים ברמת מים מודיעים בקר מרכזי בעת שחרור מים מאוחסנים עבור השקיה, כאשר כדי לכוון את זרימת הזרמת לחדירה, או מתי לעקוף אחסון במהלך אירועים קיצוניים. ניטור בזמן אמת מאפשר ניהול הסתגלות, צמצום הסיכון של זרימת יתר תוך כדי למקסם מים זמינים עבור פלטפורמות הפעלה מחדש של Cloud.

יתרונות הידרולוגיים וסביבתיים

« « « TERS AND TERF REduction

על ידי לכידת רצף במקור שלה ומאפשר לו לחדור לתוך החדירה, מערכות אלה להפחית את נפח ואת שיעור זרימת פני השטח לתוך סערות. מחקרים להראות כי עיצובים משולבים יכולים להפחית את שערי התפוקה של 30-90% בהשוואה לפיתוח קונבנציונלי, אפילו עבור אירועים סערה גדול. לדוגמה, רטרוfit במלכודת עירונית מאוד לא מרתיעה באמצעות סולמות ו biofilation שיא מופחת על ידי 106% סיכון זה.

אספקת מים קרקעיים וגיבוי בסיס

חדירה מחדש של אקוויפרים רדודים, עוזר לשמור על זרימת בסיס בזרמים במהלך מזג אוויר יבש. באזורים שבהם רמות מים קרקע יורדות עקב over-pumping, המטען הטבעי הזה הוא קריטי. מתוכנן כראוי מערכות סינון תוכנן כראוי גם לשפר את איכות המים הקרקע על ידי סינון מזהמים דרך אזור vadose. עם זאת, יש לנקוט כדי למנוע זיהום באזורים עם מים רדודים או טבלאות, אשר עלולים לדרוש טבלאות חסודות.

שימור מים וניצול בלתי-Potable

מים זורמים יכולים להחליף מים הניתנים להחלפה ביישומים רבים.מערכת מגורים טיפוסית יכולה לספק 30–70% מביקוש לשקייה חיצונית ו-20–40% מהשימושים הלא-אפשריים בתוך מבנים מסחריים, חיסכון גדול עוד יותר.לדוגמה, מתחם משרדים גדול עם 100,000 מטרים רבועים של שטח גג יכול לאסוף למעלה ממיליון גלונים בשנה במשקעים בינוניים, מהחלק משמעותי של הביקוש למים חדשים ולהפחית את הביקושים.

שיפור איכות המים והאיכות של זיהום

סופהווטר Runoff נושאת סמרטוטים, חומרים מזינים, מתכות כבדות ופתוגנים. למערכות משולבות להסיר את המזועים הללו באמצעות סינון פיזי, עלייה צמחית, ותהליכים מיקרוביאליים. ריצוף אפשרי יכול להפחית את החוזקות המושעה על ידי 80-95% ומתכות כבדות על ידי 50-95%.תאים בעלי כוונות ביו-אי הם יעילים במיוחד עבור חומרים מזינים, הסרת 40–60% של זרחן ו-60% ממערכות של מים חנקן ו- 60-800-800, עזרה בתקני חנקן, טיפול בתקני מים חנקן, ירידה של מים חנקן, ירידה של מים חנקן, ירידה של מים, ירידה של מים חנקן.

האי החום העירוני מיטיגציה ומגוון ביולוגי

מרכיבים צמחיים כמו גינות גשם וביו-swales מספקים צל, evapotranspiration קירור, ואת גידול עבור מאביקים. Re הצבת משטחים חשוכים בלתי-מעורשים עם חומרים חד-משמעיים, אור-צבעיים גם מפחית טמפרטורות פני השטח.פריסת עיר של תשתיות ירוקות יכול להוריד טמפרטורות ממין 1-3 מעלות צלזיוס במהלך גלי חום.

שיקולים עיצוביים ומימוש

הערכת האתר (Soil, Space, Climate)

הכדאיות של חדירה תלויה בסוג הקרקע, שיעור חדירה, עומק לסלע או שולחן מים, ואת נוכחות אדמה מזוהמת.ס סנדי לומס הם אידיאליים; חימר עשוי לדרוש תחתונים להסתמך יותר על אחסון ויבול. מגבלות חלל בערים צפופות מעדיף אחסון תת-קרקעי או סולמות מודולריות כפולות כמו אזורי חניה.

עיצוב וhydrulic

מערכות חייבות להיות בגודל כדי להתמודד עם הביקוש לחדירה (עבור סערה עיצובית מוגדרת, למשל, אירוע 90 אחוז) ונפח האחסון הדרוש כדי לענות על דרישות מים מוקרן.תוכנה הידרוקולית (למשל, SWMM, InfoSWMM) יכול לדמות ביצועים תחת דפוסי אחסון שונים.

דרישות תחזוקה

כל הרכיבים דורשים העלאה קבועה: ריצוף שניתן לפסול כל 1-3 שנים כדי למנוע כריתת יערות; גינות גשם דורשות השקיה, מגרד, ומדי פעם השתוללות; cisterns צריכים הסרה של השמדה והחלפת מסנן. נקודות גישה לבדיקה וניקוי של טנקים תת-קרקעיים הם חיוניים.בעלי מערכת צריכים להקים תוכנית תחזוקה ותקציב.

שילוב עם קיימות תשתיות

החלת מערכות משולבות באזורים מפותחים דורשות ניתוק זהיר של קשרים מרוקנים ותיאום עם כלי תת-קרקעיים. Perforated צינורות, צינורות זרימה מעל פני השטח, ושסתוםיחות דיה מאפשרים קיימות מחסנים ואגן לתפוס להיות מופנים לתוך המערכת החדשה.במקום חדירה מוגבלת (למשל, ליד בנייה), מים מקובצים יכולים להיות מקודמים לציורים דקורטיביים או לנפץ את האינטגרציה בין ארכיטקטורים, לבין אדריכלים בעלי יכולת פעולה הדדית.

מדיניות מסגרות וכלכלה

(המדיניות הממשלתית) ממלאת תפקיד קריטי באימוץ, בארצות הברית, בסוכנות להגנת הסביבה (FLT:0) תוכנית תשתית ירוקה של Green Infrastructure ProgramFLT:1 מספקת הדרכה טכנית ומימון לפרויקטים משולבים תחת חוק המים הנקיים (King Waterways) בערים רבות מציעות זיכויים פונקציונליים עבור נכסים אשר מנהלים על גבי אתר - כמה אשראי מכסה עד 50% של דמי הנקה, ו-ALT5 מדינות ניהול מים משולבים:

תמריצים כלכליים כגון מענקים, הלוואות ריבית נמוכה, וחובות מס רכוש לעזור להתחיל עלויות הון מראש. ניתוח מחזור חיים להראות כי מערכות משולבות הן לעתים קרובות בעלות תחרותיות עם ניקוז קונבנציונלי כאשר חיסכון במים, מניעת נזק מבול, והטבות סביבתיות כלולים. לדוגמה, מחקר על ידי הפדרציה הסביבתית נמצא כי כל דולר מושקע בתשתיות ירוקות $ 2-6 $ בהטבות מעל 50 שנים.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

מלבורן, אוסטרליה

העיר מלבורן חלוציה את השילוב של סלולים וגני גשם בשכונות הפרברים שלה דרך יוזמת הערים הסנטיביות מים.בפרור של אלסרב, רחוב רטרופוץ משתמש ⁇ , גני גשם כבישים, ומחסן תת-קרקעי כדי ללכוד מים סוערים.המים שנתפסו משמשים לשקיה של פארקים ציבוריים סמוכים, צמצום הביקושים על ידי 40 אלף שנה לא הציפוי מים כבדים.

תוכנית ABC Waters

סינגפור, עיר-מדינה מאוכלסת בצפיפות עם גשמים גבוהים אך משאבים מים טריים, יצאה לתוכנית Active, Beautiful,נקי מים (ABC) בשנת 2006. התעלות קונקרטט הפכו לנתיבים טבעיים עם מחסנים, גני גשם, וקציר בריכות. לדוגמה, פארק Bshan-Ang Moo הפך ל- 2.7 ק"מ ניקוז בטון לתוך מחסנים מאוכסים, אשר מחסנים מים מאוחסנים ב-2010.

פורטלנד, אורגון, ארצות הברית

תכנית הרחובות הירוקים של פורטלנד משלבת הרחבות של עפר (מטעמי סופה) עם מערכות סינון וקצירת.בבית פרויקט הנהר, שכונות מגורים מותקנות גנים גשם בצד ימין שלוכדים את הרחוב ומכוונים אותו באמצעות תעלות קברים לתוך מברשות תת קרקעיות משותפות.הצינורים מספקים מים לשקיית עץ רחוב וקרקעות ציבוריות.

קופנהגן, דנמרק

לאחר ענן הרסנית 2011, קופנהגן אימצה תוכנית ניהול ענן של Cloudburst המשלבת חדירה, מים גשם קציר, אחסון פני השטח. שכונות של סנט ק'לד כולל רשת של חצרות ירוקות שבו מים סופניים מגגות ומרחובות לתוך אגן נטועים כי infiltrate וחנות מים.

חידושים עתידיים ומגמות מתפתחות

בקרה בזמן אמת

חיישנים זולים וקישוריות אינטרנט מאפשרים מערכות להגיב באופן דינמי לתחזיות מזג אוויר ולתנאים בזמן אמת.לדוגמה, רשת של גנים עם שסתום ממונעים יכולה לרוקן מראש אחסון לפני סערה הצפויה, הגדלת יכולת לכידת.אלגוריתם למידת מכונה יכול לייעל לוחות זמנים כדי למזער את השימוש באנרגיה תוך עמידה בביקוש של מספר פרויקטים טייסים בבריטניה ואוסטרליה הפגינו ביצועים של 20–0% שיפור סטטי.

טיפול דחוף ושימוש

יחידות טיפול קומפקטיות המשלבות ממטרה מנברנית, חיטוי UV, ו remineralization מפותחות לשימוש חוזר באתר של מי סופת מקצירים למטרות שניתן לספק מים שאינם ניתנים להשגה, בעוד שרוב המערכות הנוכחיות מספקות מים שאינם ניתנים להשגה, התקדמות בטכנולוגיית טיפול מודולרית עשויה לאפשר שילוב של מערכות סינון-ההההההההההההההההההההההההסתה להפוך למקור מים מבוזר לחלוטין.

פתרונות מבוססי טבע

גגות ירוקים חודרים, גנים אנכיים, ובור עץ עם חדירה ברמה הקרקעית וקציר יוצר ניהול מים רב שכבתיים.לדוגמה, גג גגות ניתן לאסוף ב cisterns שגם מקבלים מעל גדות מגנים גשם סמוכים.המים המשולבים יכולים לשמש כדי להחרים את גג הגג ירוק, יצירת מחזור סגור-פראט.

כלכלה מעגלית ודלק מים-אנרגיה

מים גשם מנוסקים יכולים לשמש ל קירור evaporative במערכות HVAC, צמצום צריכת האנרגיה.שימוש במים באתר גם מקטין את האנרגיה הדרושה לטיפול ולזריק מים ממאגרים מרוחקים. חלק מהפרויקטים חוקרים את ההתאוששות של חום ממים ממוסגלים במערכות חום וחשמל משולבות.על ידי סגירת הלולאה המים, מערכות משולבות בחדירה-הארים לתרום למודל מעגלי שמצמצם את המשאבים.

מסקנה

שילוב טכניקות סינון עם קצירת מים מייצג שינוי פרדיגמה בניקוז עירוני - מחשיבה של פסולת-דיסקוטלית הזדמנות ניהול משאבים.הטכנולוגיות מוכחות, היתרונות הם רב-פנים, ואת הנוף המדיניות הוא תומך יותר ויותר. כמו ערים ברחבי העולם להתמודד עם האתגרים התאומים של שינויי אקלים ומחסור משאבים, פתרונות חנק מציעים נתיבים לקראת עמידות, ביטחון, ויציבות, אינטגרציה עמוקה יותר, לראות אינטגרציה רחבה יותר עם מערכות תכנון עירוניות, עם אינטגרציה.