שימוש במערכות חדירה כדי להפחית את העומס על מערכות תמיכה לאמנה במהלך נפילה כבדה

האתגר הצומח של Urban Stormwater Management

אירועי גשם כבדים הופכים תכופים יותר אינטנסיביים בשל שינויי האקלים, הצבת מתח חסר תקדים במערכות הביוב המקובלות.מערכות אלה – לעתים קרובות משולבות בתפירה שמתמודדות עם מי הסערה ובזבוז סניטרי – יכולות להגיע במהירות לקיבולת במהלך נפילה.כאשר מוצפים, שפכים לא מטופלים ומימי סערות עלולים לספוגים ברחובות, מרתפים, ומימי מים מקומיים, ויוצרים סכנות בריאות הציבור ונזקים עירוניים ברחבי העולם, מחפשים אסטרטגיות יעילות לספוגות לספוגות להפחתה של מים.

בניגוד לתשתיות אפורות מסורתיות שמעבירות את הדחף במהירות, מערכות סינון מעודדות מים לחדור לתוך הקרקע הבסיסית.גישה זו לא רק מקלה על הנטל על צינורות וצמחי טיפול, אלא גם מחלימים מים, משפרת את איכות המים, ומפחיתה את הסיכון להבהרה. על ידי שילוב המערכות האלה לתוך נופים עירוניים, ערים יכולות לבנות עמידות נגד שיפור מזג אוויר קיצוני בעוד חלל ירוק ואוויר.

הבנת השפעת גשם כבד על מערכות

כאשר גשם מכה על פני השטח הלא-מעוררים כגון כבישים, גגות וחניון, זה לא יכול לספוג לתוך הקרקע. במקום זאת, הוא רץ במהירות, נושאת את המזהרים וההריסות לתוך ממריצים, סערות, ותפירה משולבות.במערכת תפורות אופיינית משולבת, מים סערה זורם לתוך אותם צינורות אשר לשאת ביוב מבתים ועסקים. במהלך מזג אוויר יבש, צינורות אלה יש יכולת נאותה אבל בזרימה גדולה יותר (SOC) בזרימה גדולה יותר, בזרימה (SO) של מים משולבים, בזרימה גדולה יותר, בזרימה (S) של מים זורמים לתוך צינורות גדולים יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה גדולה יותר, בזרימה (S) של מים משולבים, בזרימה (S) של מים זורמים לתוך אותם צינורות אשר נושאת קיבולת מים משולבים, במזג אוויר חם יותר, במזג אוויר חם יותר, בזרימה, במזג אוויר חם יותר, בזרימה (S) של מים זורמים לתוך צינורות אשר נושאת קיבולת מים זורמים לתוך אותם צינורות אשר נושאת ביובמים

אפילו במערכות sanitary וסערות נפרדות, כמויות גדולות של מים סערות יכולות להציף צינורות שנועדו להורדת שערי זרימה, מה שגורם להצפות ושחיקה מקומיים. נפח ההמראה של סערה אחת אינטנסיבי יכול שווה או יותר על כל זרימת יבש יומית של צמח טיפול.הפחתת זרימת הפסגות היא קריטית.

כיצד מערכות סינון עובדות

מערכות סינון מסתמכות על היכולת הטבעית של אדמה לספוג ולסינון מים. Stormwater מאוחסנות באופן זמני בדיכאון, שכבת כבד, או משטח ⁇ ולאחר מכן מותר לתקן מטה.שיעור ההסתננות תלוי בנחיתות הקרקע, אשר משתנה עם מרקם, קומפקטיות, לחות, ותכנים מעוצבים כראוי להבטיח כי מים מאוחסנים מספיק זמן כדי להסתנן, בדרך כלל בתוך 24-72 שעות, כדי למנוע קיבולת אחסון יתושים.

מערכות אלה מספקות גם טיפול כמו מים עוברים דרך אדמה ושורשים צמחיים.הטיפול הטבעי הזה מקטין את העומסים, מתכות כבדות, פתוגנים מוסרים באמצעות סינון, מודעות ועלייה ביולוגית.הטיפול הטבעי הזה מקטין עומסים מזוהים על קבלת מים ומסייע לעמוד בדרישות רגולטוריות לאיכות המים הסוערת.

סוגים של Infiltration Systems

אגן Infiltration

מחסנים אינסטלציה הם רדודים, דיכאון מעובד שנועד ללכוד ולעצור מים סערה בזמן שהוא לאט לאט חודר לתוך הקרקע.הם משמשים לעתים קרובות בחללים פתוחים, פארקים, או אתרים מסחריים גדולים שבהם הקרקע זמינה. אגן יכול להתמודד עם לרוץ ממספר אקרים של משטח לא מאויר ולספק הטבות נוספות כגון חיות בר ואגן ירוק פנאי כוללים מדרונות תחתית, (בדרך כלל 6 אינץ '), או לא צריך פיקוח קבוע.

אפשרויות לPrimable Fabements

סלולים ניתנים למים לעבור דרך פני השטח לתוך מאגר אבן בסיסי, שבו הוא חודר לתוך תת-קרקעי. סוגים נפוצים כוללים ⁇ asphalt, בטון כבד, ו interlocking סוללים בטון עם מפרקים רחבים. אלה משטחים הם אידיאלי עבור הרבה חניה, כבישים מהירים, וplaszas, הם להפחית את נפח הפסגות לרוץ ולהפחית מים מיוחדים, אך הם יכולים למנוע תחזוקה יעילה כמו גם כן, כמו טמפרטורות מיוחדות, כמו טמפרטורות.

Infiltration Trenches

תעלות חדירה הן חפירות ליניאריות מלאות בחצץ או אבן, לעתים קרובות מקוות עם בד גיאוטקסטיל. Stormwater נכנס לחפיר דרך צינור, מלוטש, או משטחים ולאחר מכן חודר דרך האבן ובתוך הקרקע שמסביב. Trenches משמשים בדרך כלל לאורך כבישים, מגרשי חניה, ובניית יסודות לטיפול וחדירה מאזורים קטנים יחסית, הם יעילים לסינון (טרמטמים) לפני הדבקה מוקדמת.

גשם ותאים

גני גשם הם רדודים, נטועים דיכאון לאסוף מגגות, כבישים, ו ⁇ .תאים ביו-תשומת לב הם גרסאות גדולות יותר, מונדסות עם מערכת underdrain כדי להתמודד עם זרימה. שניהם מסתמכים על צמחייה, מלוטש, ותיקון אדמה כדי לקדם חדירה והסרה מזויפת.הם מתעסים אסתטיים ויכולים להשתלב בחצרות מגורים, פארקים ציבוריים, וטריטוריות מסחריות בדרך כלל כדי להפחית את האפקטים העירוניים (במטרים) לנקמי חום אחד) ולנקמימים (מתקני חום).

יבש וולס

בארות יבשות הן מבנים תת-קרקעיים – לעתים קרובות לפני צילינדרים בטון או תאי צינורות מחוננים - אשר לאחסן וממים סערות מסננים.הם משמשים בדרך כלל כדי לנהל את קורת גג מבני אדם.מים מלמטה מלמטה מלוטשים לתוך היבש, שבו זה חודר לתוך אדמה סביב. רצפה יבשה הם קומפקטיים ומתאים לאתרים עירוניים הדוקים, אבל זהירים דורשים לשבת כדי למנוע מחסם ומחסם מפני מים מוגנים מפני מים.

יתרונות מעבר לעומס

המטרה העיקרית של מערכות סינון היא להפחית את נפח וזרימת שיא של מים סופניים להיכנס לתוך מערכות הביוב, אבל co-benefits הם בעלי ערך שווה.

מים מוגזים

באזורים עירוניים רבים, משטחים לא מוחשיים מונעים מים גשם מחזרים, מובילים לירידה ברמות המים הקרקעיים וצמצום זרימת הבסיס בזרמים.מערכות חדירה לשחזר את המטען הטבעי הזה, תמיכה באספקת מים ושמירה על זרמים במהלך תקופות יבשות.FLT:0 USGS תיעדה את FLT:1 כי הגדלת חדירה יכול להפחית באופן משמעותי מים מפולת מים.

איכות המים

סופהווטר רוצו לאסוף את המזועים בכבישים, מגרשי חניה, ⁇ וגגות. חדירה דרך אדמה ושורשי צמח ביעילות מסירים רבים מהמזהמים האלה.פלטרציה, מודעות לחלקיקים אדמה, ועלייה ביולוגית על ידי צמחים יכול להסיר עד 90% של מוצקים מושעה, 60–80% של זרחן, 80–90% של מערכות חנקן בחלק זה עוזר להפחית את דרישות זיהום המים המקסימלית (L) על בסיס מים מוחלט (כמעט) ולהפחית את דרישות מים מוגזים).

שיטפון מייגציה וחוססן הקהילה

על ידי להאטה ומחסנית של צנרת, מערכות סינון להפחית את נפח המים שמגיע תפירה וזרמים במהלך הסערה.זה יכול להוריד את הצפה ברחוב ונזק רכוש בשכונות פגיעות. בחלק מהערים, פריסה נרחבת של תשתיות ירוקות הוכח להפחית את זרימת השיא על ידי 20–40% עבור סערות קטנות יותר, תכופות.

חיסכון באנרגיה ועלויות

כאשר חדירה מפחיתה את זרימתם של צמחים לטיפול במים פסולת, זה יכול להוריד צריכת אנרגיה עבור משאבה וטיפול.תפירה משולב תפירה יותר מטנקים ומנהרות יקרים לבנות ולשמור; חדירה מספקת אלטרנטיבה מבוזרת, בעלות נמוכה יותר.עירוניות רבות מציעות ריבאטים או תמריצים להתקנת גנים גשם, סולמות חדות, או יבשים, הכרה בחיסכון ארוך טווח בעלויות נקיות.

האי החום העירוני מיטיגציה ואיתטיטיסות

חללים ירוקים מבוססי חדירה מגניבים את האוויר שמסביב באמצעות evapotranspiration, מזרז את אפקט האי החום העירוני.אפקט צמחי.צמחו מערכות כמו תאי ביו-retention וגנים גשם להוסיף ירוק לאזורים עירוניים צפופים, שיפור ערכי הרכוש ואיכות החיים.הם גם יוצרים מסדרונות ביתיים עבור ציפורים, פרפרים, חרקים מועילים.

שיקולים עיצוביים ומימוש

מערכות חדירה מוצלחות דורשות תכנון זהיר, עיצוב ובניית גורמים מרכזיים כוללים:

אחריות

שיעור חדירה הוא הפרמטר הקריטי ביותר.Soils עם תוכן חימר גבוה או קומפקטיות עשוי להיות בעל יכולת נמוכה ודורש תיקון, underdrains, או גישות חלופיות. על-site אדמה בדיקה (למשל, בדיקות חד-משמעיות בחדירה) הוא חיוני. עבור אדמה הדוקה מאוד, מערכות רדודות עם אחסון מורחבת עשוי לשמש, או המערכת עשויה להיות מיועדת לחדור לאט יותר מאשר ימים עם זרימה.

מים ומרחבי שולחן מים

מים ממוסמינים לא חייבים להעלות את שולחן המים גבוה מדי או מזוהמים מים. הפרדה מינימלית של 2-4 מטרים בין החלק התחתון של מערכת ההסתננות לבין שולחן המים הגבוה עונתי בדרך כלל נדרש. באזורים עם מי קרקע רדודה או סלע, מערכות עלולות להיות רדודה יותר או יישר קו עם מתפוררות תחת לחץ לערעור.

טיפול ותחזוקה

כדי למנוע כריתת מים, סערות צריך להיות מטופל להסיר את הסידמנט הגסה ואת פסולת לפני הכניסה למערכת חדירה. Grass filter פסים, אגן סימנטציה, או מפרידים הידרודינמיקה קניינית נפוצים.תחזוקה כוללת הסרת זרע מצטבר, בדיקה עבור מים עומדים מעבר לזמן הניקוז המתוכנן (בדרך כלל 48 שעות), ושיקום צמחייה.תוכנית תחזוקה עם בדיקות קבועות (לפחות זמן) במשך סערות ארוכות (בדרך כלל) לאחר סערות) במשך פחות זמן רב.

דפוסי אקלים וגשם מקומיים

מערכות חייבות להיות בגודלן של שנה, 10 שנים, או סופה של 100 שנים בהתאם לדרישות הרגולטוריות. באזורים עם תקופות יבשות ארוכות ואחריו גשם אינטנסיבי, יכולת אחסון עשויה להיות גדולה יותר כדי להתאים את השטף הראשון.אקלים קר דורש שיקול של מחזורי קפוא, אחסון שלג, ואפקטי מלח מחוסנים באזורי שלג צריכים להיות מעוצבים עם בסיס נאות ועלולים להיות מנקזים.

המונחים: Compliance

תחומי שיפוט רבים דורשים אישורי ניהול מים סערות המפרטות מטרות צמצום, תקני איכות מים, ואמצעי הגנה למים קרקעיים.מערכות הסתננות חייבות להישען הרחק מאזורים מזוהמים, טנקים תת-קרקעיים, וקווי השפעה סביבתיים עשויים להיות נחוצים עבור מערכות גדולות יותר.שותף עם מהנדס מקצועי מנוסה ב-FLT:0waterstorm Management designFLT:1 הוא רצוי.

מחקרים: ערים מובילות את הדרך

כמה ערים יישמו בהצלחה מערכות סינון בקנה מידה.העיר הירוקה של פילדלפיה, תוכנית מים נקיים, הושקה בשנת 2011, משתמשת אלפי גני גשם, סולמות חדירות, וחדירה חדירה של תעלות כדי ללכוד ממעל 10,000 דונם של כיסוי לא מזיק.ה העיר דיווחה על הפחתות בנפח CSO וראה ערכי רכוש קרוב למיזמים ירוקים.

בדנמרק, העיר קופנהגן הפכה את המרחב הציבורי לאזורים "מיושבים" עם מחסנים חודרים וגנים מעוטרים המחזיקים במים סוערים תוך מתן שירותים נופש גדול בשנת 2011 גרם להצפות נרחבות, העיר אימצה תוכנית ניהול ענן בורסת ענן אשר אישרה הדבקה ושימור על הגדלת צינורות.התוצאה הייתה חידושים יותר עירוניים אשר משפרת גם את יכולת הגמישות והרווחה של אזרחים.

תחזוקה וביצועים לטווח ארוך

מערכות סינון דורשות תשומת לב מתמשכת לתפקד כמו מצבי כשל מעוצבים. Common כוללים כריתת פני השטח מנפיחות טובה, צמחייה יתר, ונזק מבני של ציוד כבד או טעינה של כלי רכב. לוח זמנים תחזוקה טיפוסי כולל:

• (FLT:0)Quarterly Checks: 1 (ראו: 1) לבדוק עבור בריכות, שחיקה, נזק והריסות הצטברות.
• (ב) ⁇ :0 â € â € ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) קופה:0 (Post-storm Checkue: 1FLT:1 לאחר סערות גדולות (למשל, 1 אינץ 'גשם), ודא כי מערכות ניקוז בתוך 48 שעות.רחבה שוקלת את הכריתה או מתחת לתחת דחיסה.

עם תחזוקה נאותה, מערכות סינון יכולות לתפקד ביעילות במשך 20-50 שנים.עירוניות רבות יש צוותים ייעודיים או חוזה עם חברות בעלות קרקעות כדי להבטיח טיפול מתמשך בחינוך הציבורי - כגון ההרשמה המסבירה את מטרת הגנים - יכול להפחית את הוונדליזם ולעודד את הגנות הקהילה.

שילוב עם תשתיות ירוקות אחרות

מערכות סינון עובדות בצורה הטובה ביותר כחלק מרשת תשתיות ירוקות רחבת יותר הכוללת את גשמים קציר, גגות ירוקות, שימור הקרקע ושיקום זרם. על ידי טיפול במים סופניים במגוון נקודות במסלול ההמראה, ערים יכולות להשיג אפילו יותר פחתות בטעינה תפירה וסיכון הצפה.למשל, שילוב מחסני סינון עם cisterns יכול ללכוד ולנצל כמה מים לנוקשות, הפחתת נפח ירוק ישירות.

בנוסף, רטרופיכות באזורים הקיימים הבנויים עם טכניקות סינון - כגון המרת אמצעי כביש בשימוש לתוך מזחלות ביו-retention או הוספת סלסולרים בעלי ערך רב - יכול להפחית באופן מצטבר את הנטל על הביוברס ללא חפירה מרכזית.

מסקנה

מערכות חדירה מייצגות אסטרטגיה מעשית, בת קיימא להפחתת העומס ההידראולי על מערכות הביוב קונבנציונליות במהלך גשם כבד.על ידי חיקוי הידרולוגיה טבעית, הם ללכוד מי סערה במקור שלה, לאפשר לו להשתלב לתוך הקרקע, ולספק שורה של כונני קו משותף כולל מים קרקעיים, שיפור איכות מים, מהירויותפונות, ואגן עירוני.

יישום מוצלח דורש הערכה של אתר זהירה, עיצוב נכון, תחזוקה מתמשכת ושילוב עם מדיניות מי הסערה הקיימת.אבל תיעוד המסלול מערים חלוצות מראה כי מערכות סינון אינם רק יעילים, אלא גם עלות תחרותית לאורך זמן ארוך. עבור רשויות עירוניות המבקשים להגן על בריאות הציבור, צמצום הצפה, ועמוד מטרות איכות מים, הסתננות היא כלי חיוני בתיבת ניהול מים.