L'importanza di retrofitting per la gestione delle acque tempestive

Le infrastrutture urbane di risanamento delle acque sono una delle principali cause di disagi di qualità dell'acqua nei fiumi, nei laghi e nelle acque costiere.

I retrofit di infiltrazione possono essere applicati a una vasta gamma di caratteristiche esistenti: parcheggi, strade, piazze pubbliche, cantieri residenziali e siti industriali. Con la conversione di superfici dure in sistemi porosi o permeabili, o aggiungendo depressioni vegetate che raccolgono e imbeviscono il runoff, le città possono ridurre i flussi di picco e migliorare la qualità dell'acqua senza enormi strutture di detenzione sotterranea. L'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (EPA) riconosce molte pratiche infiltrative come componente di ura

Tecniche di infiltrazione chiave per il retrofitting

Esistono diverse tecniche collaudate per l'aggiunta di capacità di infiltrazione nell'infrastruttura esistente. La scelta dipende dai vincoli del sito, dalle condizioni del suolo, dallo spazio disponibile e dal tipo di superficie o struttura esistente che vengono reinfitti.

Pavimenti permeabili

Sostituire asfalto o cemento con pavimentazioni permeabili è una delle strategie di retròfitting più versatili. Permeabile interbloccaggio di pavimentazioni in cemento, asfalto poroso e cemento pervioso permettono all’acqua di drenare attraverso la superficie in un serbatoio di pietra sotto, dove si infiltra nel sottosuolo. Questi sistemi sono particolarmente adatti per parcheggi, vie di trasmissione, marciapiedi laterali e strade a bassa trastazione che hanno già un sistema di superficie esistente

I pavimenti permeabili riducono il disboscamento del 50-80% rispetto alle superfici tradizionali, e possono filtrare oli, metalli pesanti e sedimenti. La manutenzione è critica: la regolare spazzamento del vuoto impedisce l'intasamento di particelle fini. Nei climi freddi, la struttura porosa può anche ridurre la formazione del ghiaccio perché gli scarichi dell'acqua si allontanano rapidamente, riducendo l'uso del sale.

Basi di infiltrazione e trincee

I bacini di filtrazione sono stati scavati depressioni rivestite con tessuto geotessile e riempite con materiale granulare come la pietra schiacciata o la ghiaia. Queste strutture raccolgono acqua tempestiva e permettono di percolare nel terreno sottostante. Le trincee servono uno scopo simile ma sono lineari, rendendoli ideali per la retrofitting lungo strade o in stretto campo di protezione.

Un vantaggio fondamentale dei bacini e delle trincee è la loro semplicità e la loro bassa manutenzione. Possono essere integrati in franature con erba o copertura di terra, fondendosi con l'estetica del sito. Tuttavia, hanno bisogno di un controllo periodico per l'accumulo di sedimenti e possono richiedere la sostituzione del tessuto filtrante o strato superiore di pietra ogni diversi anni.

Biosvegli e aree di infiltrazione vegetate

I bioswales sono canali poco profondi e vegetati progettati per trasmettere e trattare il runoff delle acque reflue. Rallentano la velocità dell’acqua e promuovono l’infiltrazione attraverso i supporti di terra ingegnerizzati sotto, mentre le radici delle piante assorbeno i nutrienti e abbatteno gli inquinanti organici.

Le aree di infiltrazione vegetata includono anche giardini piovosi, che sono letti da giardino più piccoli e depressi che ricevono il deflusso da tetti o vialetti.Ritrofittare un unico lotto residenziale può essere raggiunto reindirizzando le molle in un giardino piovoso. Su una scala più grande, i siti commerciali possono incorporare biosvegli lineari lungo il perimetro dei parcheggi. Il successo di questi sistemi dipende dal tasso di infiltrazione del terreno sottostante e la capacità di mantenere la biodiversità.

Sistemi di filtrazione modulari

I sistemi di infiltrazione modulari si riferiscono a strutture prefabbricate di subsucchi in plastica, cemento o acciaio che creano ampi spazi vuoti per lo stoccaggio e l'infiltrazione di acqua temporanea. I prodotti comuni includono sistemi di cassa, camere e volte. Questi sistemi sono ideali per i reattori sotto le superfici di pavimentazione esistenti con vasche aperte non sono fattibili, come sotto i parcheggi, le plaza o i campi atletici.

Alcuni sistemi trattano l'acqua con i mezzi di filtraggio integrati nei moduli. La reintroduzione con sistemi modulari richiede spesso lo scavo di pavimentazione esistente solo in corsie o in baie mirate, riducendo i rifiuti e i costi. Sono particolarmente efficaci nelle aree urbane ad alta densità dove la terra è scarsa. Tuttavia, è necessario verificare che il sistema non sia sovraccaricato.

Tetti verdi e infiltrazioni verticali

Per gli edifici con tetti piani o a bassa pendenza, i tetti verdi offrono l'opportunità di intercettare e detenere le precipitazioni prima di raggiungere il terreno. L'introduzione di un tetto esistente con un tetto verde comporta l'aggiunta di una membrana impermeabile, uno strato di drenaggio, un supporto crescente e una vegetazione a tolleranza di siccità.

L’infiltrazione verticale, anche se meno comune, può essere applicata su muri di contenimento, facciate edili o barriere a rumore con tasche ingegnere del suolo che catturano e infiltrano la pioggia. Queste “pareti viventi” sono costose ma offrono benefici per l’acqua di tempesta oltre a isolamento termico e miglioramento della qualità dell’aria.

Pianificazione e valutazione del sito per i risultati

Il tasso di infiltrazione del suolo[] è il parametro più critico: le acque devono essere in grado di accettare l'acqua ad un tasso sufficiente (tipicamente almeno 0,5 pollici all'ora) per le pratiche di infiltrazione in funzione. Se il terreno nativo è compattato argilla, la modifica può essere necessaria, come la resistenza profonda, l'ingegneria della sabbia importata per modifiche di fondo, o utilizzando

La disponibilità di spazio spesso detta la tecnica. Un parcheggio da riverniciare potrebbe essere ideale per asfalto o un sistema modulare, mentre un mediano forma un corridoio naturale di bioswale. L'area di drenaggio (la superficie imperviosa che si drena alla retrofit) deve essere accuratamente delineata.

Sfide e strategie di mitigazione

La reintroduzione dell'infrastruttura esistente non è mai così semplice come la costruzione di nuove sfide comuni includono:

  • Lo spazio accogliente[[] — I corridoi urbani di Dense non possono avere spazio per i bacini tradizionali. Le soluzioni includono biosvegli lineari, filtri per scatole di alberi e sistemi modulari sub-superficiali che si adattano a strisce di parcheggio o marciapiedi allargati.
  • Le condizioni del suolo della terra[ — I terreni urbani compattati o i contenuti ad alta argilla riducono l'infiltrazione. La mitigazione comporta una modifica del suolo con compost o sabbia, utilizzando scatole di fioriere rialzate con sottogruppi, o installando trincee di infiltrazione profonde che penetrano strati più permeabili sotto zone compattate.
  • Impiegazioni esistenti[ — Le linee di acqua, gas, telecomunicazioni e fognarie possono essere in conflitto con le aree di infiltrazione. Attenzione, profondità basse, o ricollocamento della pratica altrove sul sito può risolvere. In alcuni casi, i corridoi di utilità possono essere progettati con superfici permeabili e strisce di infiltrazione integrate.
  • Impatti strutturali[[ – L'aggiunta di acqua vicino alle fondamenta, il mantenimento delle pareti o delle superfici pavimentate può causare insediamento o seepage. Gli ingegneri devono garantire che i contrattempi pratica di infiltrazione siano conformi ai codici locali (di solito 10–20 piedi dagli edifici) e che l'acqua è diretta da elementi portanti di carico.
  • Maintenance fard[[ – Senza manutenzione regolare, sistemi di infiltrazione clog e fail. I comuni dovrebbero assegnare parti responsabili e budget per ispezioni periodiche, aspirazioni di pavimentazioni permeabili, rimozione dei sedimenti dai bacini e ripianto di bioswales.

La American Society of Civil Engineers (ASCE)[]] pubblica le linee guida per valutare queste sfide come parte del progetto di acque meteorologiche per i retrofit.

Considerazioni di conformità e regolamentazione

Le norme di Stormwater in molte regioni richiedono ora l'infiltrazione per nuovi progetti di sviluppo e di riqualificazione.Clean Water Act negli Stati Uniti mandati che le acque di tempesta scarica dai sistemi di fognatura municipali separati (MS4s) e i siti di costruzione devono essere controllati nella misura massima praticabile.

I codici locali possono prescrivere criteri di progettazione specifici, compresi i tassi di infiltrazione massimi consentiti, i requisiti di liner per proteggere le acque sotterranee e gli accordi di manutenzione. Alcune giurisdizioni proibiscono l’infiltrazione in aree di terreno contaminato o dove l’acqua di terra viene utilizzata per bere.

Esempi reali e studi di casi

In Portland, Oregon, la città Programma di costruzione]] ha retrofitto oltre 600 edifici con tetti verdi, riducendo il runoff del 10–15% nella zona fognaria combinata.

Nella East Coast, Il programma di Philadelphia’s Green City, Clean Waters[] ha trasformato migliaia di acri di copertura imperviosa attraverso piantatori d’acqua tempesta retrò, bacini di infiltrazione e pavimentazione porosa. I loro documenti di pianificazione mostrano che il retrofitting è circa metà del costo di costruzione di nuovi depositi a fondo.

Gli esempi internazionali includono Copenhagen, Danimarca, che dopo una forte inondazione nel 2011 ha emanato un [Cloudburst Management Plan che riadatta le strade in corridoi verdi inondabili, parchi su misura, e plaza utilizzando bacini di infiltrazione e paludi di ritenzione.

Manutenzione e Longevità

I retrofit di infiltrazione richiedono un piano di manutenzione da progettare nel corso di decenni. Per i pavimenti permeabili, l'aspirazione annuale spazzata con un'aria rigenerativa o un spazzacapo rimuove le multe che intasano la superficie. I bacini di infiltrazione e le trincee hanno bisogno di depilazione dei sedimenti ogni 1-3 anni, a seconda del carico dei sedimenti a monte.

Molti sistemi includono caratteristiche di pretrattamento come sump o inserti di bacino di cattura che intrappolano sedimenti prima di entrare nelle camere di stoccaggio. Un sistema di infiltrazione ben progettato e mantenuto può durare 20-30 anni prima della riabilitazione importante.

Conclusioni

Ritrofizzare l'infrastruttura esistente con le capacità di infiltrazione è una strategia pratica e ad alto impatto per la gestione moderna delle acque reflue. Scegliendo da un kit di strumenti di pavimentazioni permeabili, bacini di infiltrazione, biosvegli, sistemi modulari e tetti verdi, le comunità possono adattare il loro tessuto urbano per gestire le piogge più pesanti, ridurre l'inquinamento e ripristinare i cicli di acqua naturale.