האתגר הקריטי של תהלוכת עירונית

אורבניזציה הופכת את הנוף הטבעי לרשתות של כבישים, בניינים, מגרשי חניה, שינוי זה יוצר שורה של לחצים סביבתיים, עם מים סוערים בדירוג בין המתמידים והנזקים ביותר.במסת מים טבעיים, גשמים לתוך הקרקע, שבו אדמה וצמחים מסננים אבקות מים זורמים ישירות לתוך יערות ירוקים, מנקה במהירות מים חמים, מפלטים לתוך מים חמים, כולל חסימת מים חמים, משוחררים במהירות.

הבנה של אורגני Contaminant Runoff in Depth

מפלט עירוני מגיע ממגוון רחב של פעילויות אנושיות.רכבי דליפת שמן, נזלת, ותוספים דלק על סוללה. Lawns וגנים באזורים מגורים ומסחריים מקבלים יישומים של חומרי הדברה, עשבים, והפרשנים, אשר לשטוף במהלך אירועי גשם. אתרי תעשייה לתרום פותרים, מגרים, ומעבדים כימיקלים חיצוניים של פעולות אחסון ושטחי אחסון חשופים אפילו depirephostropicretstrations - אבל התיישבו על פני השטח אורגניים.

(המזהמים האלה אינם טריוויאליים.רבים ידועים או חשודים ב- carcinogens; אחרים הם משבשי רעלניים המשפיעים על בריאות הרבייה בדגים ובחיות בר.FLT:0Polycyclic משככי אוויריים (PAHs)uaFLT:1, נפוץ ב- asphaltants וב-carhaust; הם קבועים וגלויים במיוחד.

הסוכנות להגנת הסביבה של ארצות הברית זיהתה את מי הסערה כגורם המוביל של פגיעה באיכות המים בזרמים עירוניים ועמותות.תחת חוק המים הנקיים, נדרשים רשויות העירייה לנהל מי הסערה באמצעות מערכת ההפלה הלאומית (NPDES) היתרים, ורבים פונים לתשתיות ירוקות יעילות כמו אסטרטגיה לציות עלות.

תשתיות ירוקות: יותר מעצים

תשתיות ירוקות (GI) כוללות חבילת פרקטיקות שמשתמשות בצמחייה, אדמה ומערכות ממונדסות לניהול מי הסערה במקורה.בניגוד לתשתיות אפורות קונבנציונליות - קופים, קמרונות, וצמחי טיפול - מערכות ירוקות מחקות תהליכים הידרולוגיים טבעיים להאט, לסנן ולתפלת מפלט.

  • (ב) גינות:0) ותאים בעלי כוונות ביו-עור: חליל 1 (אירו) , דיכאון מחוספס שתופס מים, נתיבים, והרבה חניה.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • גגות ירוקים: 1FLT [=1] שכבות של תקשורת הולכת וגדלה וצמחייה סובלנית בצורת המותקנת על גגות.גגות ירוקות סופגות גשם, מעכבות את היפוי השיא, ומסננות של מטעני אוויר באוויר המתיישבים על פני השטח.
  • (ב) ⁇ :0) עץ אורבן: ריצוף 1: 1 (בשורה הראשונה) עצים אשר מיירטים גשם, לוקחים לחות אדמה, ומספקים צל המפחית את טמפרטורות המדרכה ואת הדור של ההפוגה.
  • (FLT:0) הרסו את הרטובים: FLT:1Builded Bradshes) המהנדסים הנטושים שנועדו לטפל במי סופות באמצעות התיישבות פיזית, עלייה ביולוגית ושפל מיקרוביאלי של contaminants אורגניים.
  • (ב) ,0) ,התחפוכות ופסים מבולטים: 1FLT:1 Grassy, בעדינות מתפתלים ערוצים אשר מעבירים את ההסתננות וההסרה המזויפת.

כל אחת מהמערכות הללו נועדה לטפל באירועים קטנים עד בינוניים – הסערות שעושות את רוב נפח המשקעים השנתי.על ידי לכידת "החלופה הראשונה", תשתיות ירוקות מונעות את החלק המזוהם ביותר של עף מלהגיע למים.

מכניזם של Contaminant Removal

תשתיות ירוקות מפחיתות עומסים אורגניים באמצעות מספר תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים הפועלים בקונצרט:

הפליטה וההסתה

כאשר הפלט זורם דרך מדיה ⁇ - אדמה מעובדת, חמור או צמחייה - מוצקות מוגמרות להתיישב או לכודים בחללים של מזהמים אורגניים רבים, כולל PAHs ו- PCBs, מודעות או בכבדות כדי למנוע חלקיקים של סימנטור, ולכן הסרת שבריר גדולה של אלה מפגעים הקשורים.

אדים ו-Ion Exchange

חומר אורגני באדמה ושכבות מ"ל מספק שטח פני השטח גבוה עבור המודעות של contaminants hydrophobic. ⁇ מינרלים ושברירי פחמן אורגניים נקשרים חומרי הדברה, עשבים, ופחמימנים נפט, מערימים אותם ומונעים תחבורה למים קרקעיים.

Biodegradation

Soil microorganisms -בקטריה, פטריות ופרוטוזוה - מסוגלים לשבור הרבה contaminants אורגני לתוך חומרים פחות מזיקים. בסביבה אירובית, לחות עשירה של גן גשם מוטבע היטב, קהילות מיקרוביאליות ו metabolize מזהמים כגון שמן מנוע, דיזל, וחיות חומרי הדברה.

התחממות וצמחים

Some volatile organic compounds (VOCs) evaporate from the soil surface and plant leaves. Vegetation can also absorb certain contaminants through roots and translocate them into tissues, where they may be metabolized or stored. Willow and poplar trees, for example, have been widely studied for their ability to take up and degrade chlorinated solvents, though their use in urban stormwater systems is still being researched.

אחסון מים והערכה

על ידי שמירה על גשם בפודים הקרקע ורקמות צמחיות, תשתיות ירוקות מפחיתות את נפח הכולל של ריצה - ולכן המסה הכוללת של contaminants משוחררים. במהלך תקופות יבשות, מים מאוחסנים אבודים באמצעות evapotranspiration, שחרור שטח pore עבור אירוע הגשם הבא. הפחתה נפח זה הוא קריטי: גם אם מזוהה לא הוסר לחלוטין, מוריד את זרימת המים המזומים את הגוף המלוטשטמי מטה.

ביצועים בינוניים: מה הצגות המדע

מחקרים רבים בתחום ובמעבדה הגדירו את ביצועי ההסרה המרשימה של תשתיות ירוקות.אנליזה שפורסמה ב-FLT:0Environmental Science & Technologyph:1 נבדק נתונים מיותר מ-70 מערכות ביו-אנליזה ומצאה כי סך הכל אמצעי התקשורתי המושעה מוצקים (TS) הסרת 85%, עם הסרת זרחן כוללת של כ 60% וחנקן של 50% עבור חומרים אורגניים, במיוחד, על ידי הסרת חומרים סביבתיים, וסוגים.

חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, עקבו אחר סדרה של גני גשם באזור מפרץ סן פרנסיסקו וצפו בהפחתה של 80-90% ב- PAHs ו- Motor Oil Carbons. בפורטלנד, אורגון, תוכנית טייסת באמצעות צמחי ביו-הכיבוי בצד הרחוב השיגו ירידה של 75% בפחמימן הנפט הכולל והפחתה של 90% ב-Gamtaals - דאגה הקשורה לעתים קרובות עם contaminants אורגניים ברקמות ובדמים אלה.

המועצה הלאומית למחקר ציינה כי בעוד תשתיות ירוקות יעילות ביותר לסערות קטנות, הביצועים במהלך אירועים גדולים, בלתי צפויים עשויים להיות מוגבלים.עם זאת, כי רוב העומסים השנתיים של מטעני המזהמים מבוצעים על ידי סופות תכופות, GI מספק הטבות איכות מים משמעותיות.FLT:0) הדו"ח של האקדמיות הלאומיות על ניהול מים סערות 1FLT:1 מדגיש את הצורך לשלב את GI עם שיטות הגנה מקיפים אחרות.

Co-Benefits: Beyond Water Quality

אחת החוזקות הגדולות ביותר של תשתיות ירוקות היא טווח היתרונות הנוספים שהיא מספקת.ערים שמשקיעות ב-GI לעתים קרובות רואים שיפורים:

  • (FLT:0) הפחתה של האי החום: ההרחבה:ראה LT:1) וצמחון מספק צל וקירור evapotranspirative, הורדת טמפרטורות מקוטבות ב-2-5 °F בקיץ.
  • (FLT:0) שיפור איכות האוויר: FLT:1 עצים ושמיכות ללכוד חומר מבודד, אוזון, חנקן דו חמצני, ומזהמים אוויריים אחרים, שיפור בריאות הנשימה עבור תושבים סמוכים.
  • (FLT:0) גידול ביו-מגוון ומזהמים: FLT:1 צמחים ילידים בגנים גשם והקימו רטובות למשוך ציפורים, פרפרים, חרקים מועילים, יצירת מסדרונות עבור חיות בר בנוף העירוני שמפוברק אחרת.
  • (FLT:0) קרבון לכידת וחוסן אקלים: FLT:1 Soils וצמחייה במערכות GI לאחסן פחמן. גגות ירוקים וריצוף שניתן לקרקע גם מסייע לבניינים מבודדים ולנהל עומסי אנרגיה, צמצום פליטות גזי חממה מהתחממות וקירור.
  • (FLT:0) יצירה ובריאות הנפש: מרחבים ירוקים נגישים:1, כולל אלה המשרתים תפקיד מי סערה, מספקים הזדמנויות ליצירת חיים הוכחו כדי להפחית את הלחץ ולשפר את הרווחה הנפשית.
  • מחקרים מראים כי נכסים ליד תשתית ירוקה מעוצבת היטב יכולים לשלוט על ערכי שוק גבוהים יותר, במיוחד כאשר אלמנטים אסתטיים ותפקודיים משולבים לשיפורים ציבוריים.

פתרונות ניהול ופתרונות מעשיים

למרות היתרונות הרבים שלה, תשתיות ירוקות אינן ללא מכשולים.ערים ניצבות בפני מכשולים אמיתיים בהורדת פריסת GI, אלא ניסיון מתוכניות מובילות מציע דרך קדימה.

עלויות גבוהות

עלויות הבנייה לתאי ביו-הכוונות וריצוף שניתן להעלות ב-10-30% ממערכות ניקוז קונבנציונליות.עם זאת, ניתוחי עלות מחזור חיים מראים באופן עקבי כי GI היא עלות תחרותית או זולה יותר כאשר כולל תחזוקה ארוכת טווח ונזקי הצפה.העלויות של פילדלפיה:0 Green City, ניקוי מים תוכנית 1LT, מעל 25 מיליארד דולר, לעומת תוכנית אחסון מסיבי של 6 מיליארד דולר.

דרישות תחזוקה

תשתיות ירוקות דורשות תחזוקה מתמשכת: גירוד, עיקול, הסרה של עיונים, ובדיקה תקופתית של underdrains.ללא תחזוקה נאותה, ביצועים ומערכות עלולות להפוך לתכונות קצבה. Solutions כוללים הקמת צוותי תחזוקה ייעודיים במימון עמלות מים סערה, באמצעות תוכניות ניהול מתנדבים, ובחירת מינים של צמחי טייס נמוך בוושינגטון ובוושינגטון, DC, הראו כי הם מאמצים את פרוטוקולים סטנדרטיים לתפקוד תקין של GI מתפקדים.

אזורי חלל ב-Dense Urban Areas

בערים מבוגרות עם רחובות צרים ומרחב פתוח מוגבל, מציאת חדר לגנים גשם או שוטים יכול להיות קשה. גישות יצירתיות כוללות רטרוfitting Medians, מעגלים תנועה ופארקי כיס; התקנת גגות ירוקות על בניינים שטוחים; ושימוש בצמחים ביו-סייד רחוב, אשר תופסים את החלל בין הקרסול ומדרכות. אסטרטגיה מתפתחת היא לשלב את GI לתוך שיפורים מתוכננים כגון שיקום רחוב, להביא כלכלות בקנה מידה של ענישה.

קבלה קהילתית וחינוך

תושבים עשויים להיות ספקנים בגנים של גשמים, צפייה בהם כמסיכוני יתושים או תכונות בלתי מרשימות.התכניות המוצלחות מנהלים קמפיינים קהילתיים חזקים, מתן הסברים ברורים למטרה, ולהבטיח כי צמחים נשמרים לסטנדרט אסתטי גבוה, ומציעות תמריצים לנכסים פרטיים (למשל, גשמים לחבית פולשים, הורדת תוכניות ניתוק) העיר של אוסטין:0inureer, לדוגמה, תמיכה בגנים טכניים וגנים ביתיים.

מדיניות ותקנות ניהול נהיגה

אימוץ תשתיות ירוקות מואץ לעתים קרובות על ידי דרישות רגולטוריות ותמריצים כספיים.מסחר איכות המים של EPA והשימוש בגישות תכנון משולבות מאפשר לרשויות העירוניות להשתמש ב- GI ככלי תאימות להיתר סערות.כמה ערים חוקקו תקנות המחייבות התפתחויות חדשות ושיפוץ לשלב את GI, עם סטנדרטים המבוססים על נפח של הפעלה או ירידה של אחוז בכיסוי בלתי פתיר.

תשתיות ירוקות גם נתמך על ידי זרמי מימון פדרליים, כולל מענקים מחוק מימון תשתיות המים וחדשנות (WIFIA) וקרן המים הנקייה (CWSRF) בשנת 2021, חוק תשתיות ההשקעות והמשרות להקצות מיליארדים נוספים לפרויקטים של מי סערות, עם שפה מפורשת מעודדת פתרונות המבוססים על הטבע.

כיוונים עתידיים: חדשנות ואינטגרציה

תחום התשתיות הירוקות ממשיך להתפתח.חוקרים ומתרגלים חוקרים חוקרים חוקרים בוחנים מספר כיוונים מבטיחים:

  • (FLT:0) תשתיות ירוקות חכמות:FLT:1 רשתות חיישן ובקרות בזמן אמת יכולות לייעל את הביצועים של GI על ידי regulating החוצה, להסיט את זרימתם למערכת תת-תזונה, או לשחרר מים מאוחסנים לפני הסערה הצפויה.
  • רכבות:0 (Treatment Train:FLT:1ir משלב מספר שיטות GI ברצף - לדוגמה, גג ירוק ואחריו גן גשם ולאחר מכן כליה שניתן להעלות על הדעת - יכול להשיג הרבה יותר גבוה שיעורי הסרה עבור חבילת רחבה יותר של contaminants. מחקרים מראים כי רכבות טיפול יעילות במיוחד עבורמזהמים כי הם מאתגרים להסיר עם תרגול יחיד.
  • (FLT:0) תכנון משפך מים: במקום להתייחס ל-GI כפרויקט מבודד, ערים מתחילות לתכנן רשתות תשתית ירוקות בקנה מידה המים, מיקוד לאזורים בעלי השפעה גבוהה ולקשר מערכות להשגת הטבות מים מצטברות.
  • (FLT:0)שוויון וצדק סביבתי: FLT:1 היסטורית, השקעות מי סערות מרוכזות בשכונות עשירות יותר.יש תנועה גוברת להעדיף פרויקטים של GI בקהילות מוחלשות, אשר ניצבות בפני עול שיטפון בלתי פרופורציונלי וזיהום, תוך מתן עבודה ירוקה, שיפור הגישה לפארקים, וצמצום פערי הבריאות.

מסקנה: דרך המבוססת על טבע לנקי יותר ערים

הראיות ברורות: תשתיות ירוקות הן כלי חיוני להפחתת היפוי אורגני באזורים עירוניים.על ידי הטמעת מי הסערה במקור וכפוף אותו לסינון טבעי, מודעות, עלייה ותהליכי האטה, מערכות אלה להסיר אחוז גבוה של שמנים, חומרי הדברה וכימיקלים תעשייתיים כי אחרת מדגימים את איכות המים.

אין פתרון אחד שיכול לפתור את כל בעיות המים הסוערות; תשתיות אפורות קונבנציונליות ימשיכו למלא תפקיד בהעברה בקנה מידה גדול וטיפול.אבל שילוב תשתיות ירוקות לתוך הבד העירוני מייצג שינוי יסודי כיצד ערים מצליחות מים - ממוצר פסולת להיות מפסל במהירות האפשרית, למשאב שניתן לנקות את התשתיות הירוקות ולהשתמש בו כדי לתמוך בקהילות תוססות.