Bioswales

Опубликовано 02.10.2022 автором Георгий Афанасьев

Биосвале

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Два биотуалета для

жилой застройки . Передний план находится в стадии строительства, а задний устанавливается.

Биосвалы – это каналы, предназначенные для концентрации и отвода ливневых стоков при одновременном удалении мусора и загрязнений . Биосвалы также могут быть полезны для пополнения запасов подземных вод.

Биосвалы обычно выращивают, мульчируют или ксеризируют . [1] Они состоят из заболоченного дренажного русла с пологими сторонами (менее 6%). [2] : 19 предназначена для максимально безопасного пребывания воды в Конструкция Bioswale болоте , что способствует сбору и удалению загрязняющих веществ, ила и мусора. В зависимости от рельефа местности русло биозалегания может быть прямым или извилистым. . Вдоль биозаболоченных участков также обычно добавляются контрольные дамбы, чтобы увеличить проникновение ливневых вод На состав биотуалета может влиять множество различных переменных, включая климат, режим выпадения осадков, размер участка, бюджет и пригодность растительности.

Важно поддерживать биозалежи, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность и результативность удаления загрязняющих веществ из ливневых стоков. Планирование технического обслуживания является важным шагом, который может включать установку фильтров или крупных камней для предотвращения засорения. Ежегодное техническое обслуживание путем проверки почвы, визуального осмотра и механических испытаний также имеет решающее значение для здоровья биопосадки.

Bioswales обычно применяются вдоль улиц и вокруг парковок , где значительные автомобильные загрязнения оседают на тротуаре и смываются первым дождем, известным как первый смыв . Биосвалы или другие типы биофильтров могут быть созданы по краям парковок для улавливания и очистки ливневых стоков перед их выпуском в водораздел или ливневую канализацию .

Содержание

Устранение загрязняющих веществ

Биосвалы удаляют загрязняющие вещества через растительность и почву. [3] По мере прохождения ливневых стоков через биозагрязнители загрязняющие вещества захватываются и оседают на листьях и стеблях растений. Затем загрязняющие вещества попадают в почву, где они разлагаются или могут быть расщеплены бактериями в здоровой почве. [4]

Существует несколько классов загрязнителей воды , которые можно собирать или задерживать с помощью биозагрязнителей. Они относятся к категориям ила, неорганических загрязнителей, органических химикатов и патогенов . [5]

  • Ил. То, как устроены биотуалеты и растения, замедляют перенос ила и уменьшают мутность принимающей воды. Можно установить фильтры для улавливания мусора и ила во время процесса. [6]
  • Органика. Многие органические загрязнители, включая полициклические ароматические углеводороды , со временем улетучиваются или разлагаются, а биосвалки замедляют попадание этих материалов в водные пути до того, как они смогут повлиять на водную жизнь. Хотя не весь органический материал будет улавливаться, концентрация органического материала значительно снижается благодаря биозагрязнителям. [5]
  • Патогены лишены хозяина или источника питательных веществ достаточно долго, чтобы стать мишенью для гетеротрофа . [7]
  • Обычными неорганическими соединениями являются макроэлементы , такие как фосфаты и нитраты . Основными источниками этих питательных веществ являются сельскохозяйственные стоки, связанные с избыточным внесением удобрений. Избыток фосфатов и нитратов может вызвать эвтрофикацию в зонах захоронения и принимающих водах. Конкретные растения-биосвалки поглощают эти излишки питательных веществ. [8]
  • Металлические соединения, такие как ртуть , свинец , хром , кадмий и другие тяжелые металлы, концентрируются в структурах. К сожалению, эти металлы медленно отравляют окружающую почву. Регулярное удаление почвы необходимо для предотвращения растворения металлов и их выброса обратно в окружающую среду. Некоторые биосвалки предназначены для включения видов растений -гипераккумуляторов . Эти растения поглощают, но не превращают металлы. Черенки этих растений часто разлагаются обратно в пруд или обрезаются садовыми службами, которые не знают, что компост, который они собирают, ядовит. [9]

Лучшие локации

Биосвалы могут быть реализованы в районах, где требуется управление ливневыми стоками для регулирования скорости стока и обеззараживания стока. Bioswales созданы для обработки первого потока загрязняющих веществ во время дождя, поэтому места с высокими участками непроницаемой поверхности, такие как дороги, парковки или крыши, могут выиграть от добавления bioswales. Они также могут быть интегрированы в разделительные полосы дорог, вырезы в бордюрах, тротуары или любые общественные места. [10]

Преимущества

Биосвалы — это полезные строительные работы с низким уровнем воздействия , позволяющие снизить скорость стока ливневых вод при удалении загрязняющих веществ из сброса. Они чрезвычайно полезны для защиты поверхностных вод и местных водотоков от чрезмерного загрязнения ливневыми стоками. Чем дольше сток остается в биологическом болоте, тем лучше результат удаления загрязняющих веществ. Это также полезно для удаления стоячих прудов, которые потенциально могут привлекать комаров. Bioswales также могут быть спроектированы так, чтобы они были эстетически привлекательными, привлекали животных и создавали среду обитания. Биосвалы также могут быть полезны для пополнения запасов подземных вод . [11]

Техническое обслуживание

Неправильное техническое обслуживание может привести к высоким затратам на восстановление для устранения неэффективных биозагрязнений. Накопление крупных отложений, мусора и неправильный рост растительности могут повлиять на качество и производительность биозалежей. На этапах планирования полезно выделить сервитуты, чтобы облегчить обслуживание биозащиты, будь то достаточное пространство для размещения оборудования или безопасность для работающих. Для улавливания отложений можно использовать различные типы фильтров. Для фильтрации отложений и твердых частиц можно использовать фильтрующие полосы из травы или входные отверстия для камней; однако без надлежащего обслуживания стоки могут вытекать из биозасорения. Структурные воздухозаборники стали более распространенными из-за простоты обслуживания, использования и эффективности. Отказ от использования плавающей мульчи и выбор наиболее подходящих растений, не требующих особого ухода, обеспечивают более высокую эффективность биозалежей. [12] В зависимости от потребностей сообщества в биозалежах может быть разработана четырехступенчатая программа оценки. Визуальный осмотр, тестирование емкости, синтетический сток и мониторинг — вот четыре шага, которые можно использовать для оценки производительности и технического обслуживания биосвалок. [13]

Требуется регулярный осмотр, чтобы гарантировать, что производительность и эстетика биосвалки не нарушены. Время и частота проверок различаются в зависимости от местных органов власти, но должны проводиться не реже одного раза в год. Различные аспекты контроля могут иметь место как визуально, так и механически. Визуальное наблюдение за растительностью, водой и входными отверстиями имеет решающее значение для обеспечения производительности. Некоторые организации используют контрольные списки для упрощения процесса визуального осмотра. [13]

Существуют различные методы, чтобы определить, нуждается ли bioswale в обслуживании. Bioswales тестируются на соответствие определенному уровню проникновения, чтобы определить, требуется ли техническое обслуживание. Шахтный датчик используется для измерения скорости инфильтрации. Химический анализ почвы также необходим, чтобы определить, есть ли в почве определенный уровень какого-либо загрязняющего вещества. Фосфор и высокий уровень засоленности почвы являются двумя распространенными загрязнителями, на которые следует обратить внимание. Анализ концентрации загрязняющих веществ на входе и выходе также является еще одним способом определения уровня производительности биозагрязнителей. [12]

Техническое обслуживание может охватывать три различных уровня обслуживания. Эстетический уход необходим для удаления сорняков, которые влияют на производительность других растений и самой биолоханки, очистки и удаления мусора, а также поддержания внешнего вида растительности. Частичное восстановление необходимо, когда входное отверстие заблокировано отложениями или когда необходимо заменить растительность. Полное восстановление требуется, когда биофильтры больше не фильтруют загрязняющие вещества должным образом, а общая производительность резко снижается. [12]

Дизайн

Биосвалы испытывают короткие, потенциально интенсивные периоды дождей, наводнений и загрязнений, за которыми следуют засушливые сезоны. Важно учитывать, как будет расти растительность, выбранная для биозарослей, и понимать, какие типы растений считаются наиболее подходящими. [12]

Существует четыре типа биотуалетов, которые можно построить в зависимости от потребностей местности. [14]

  • В низкотравных биосвалах используется низкорастущая трава, которая может быть ландшафтной, похожей на газоны. Эти типы биологических болот, как правило, менее эффективны, чем растительные биологические болота, в очистке ливневых стоков и обеспечении достаточного времени сбора.
  • Растительные биозаросли создаются из более высоких растущих растений, декоративной растительности, кустарников и даже деревьев. Эти типы также могут быть облицованы камнями, чтобы замедлить скорость стока ливневых вод, протекающих через биологические болота, чтобы увеличить время сбора для обеззараживания. Растительные биозаросли также могут включать растительность, которая очень полезна для очень эффективного удаления определенных химических веществ из стоков.
  • Биосвалы с низким потреблением воды полезны в районах с более засушливым климатом. Биосвалы Xeriscape заселяются стоком, как правило, только после дождя и шторма, а в остальном остаются сухими.
  • Влажные биозаболоченные участки похожи на водно-болотные угодья, в которых они удерживают воду в течение гораздо более длительного периода времени, что позволяет проникать ливневым водам, а не просто сливать воду в конце биозаболоченных мест в ливневые стоки.

Биосвалы требуют определенного состава почвы, не содержащей более 5% глины. Сама почва перед внедрением не должна быть загрязнена. Биосвалы должны быть построены с продольным уклоном, чтобы обеспечить осаждение отложений. Максимальный уклон биовалов 3:1. Требуется минимальный зазор, чтобы гарантировать, что другая инфраструктура не будет повреждена. Переливной сток должен располагаться не менее чем в 6 дюймах над поверхностью земли, чтобы обеспечить максимальное время концентрации ливневых стоков в биозаболоченных участках. Камни также можно использовать для замедления скорости стока. Использование фильтров важно для предотвращения засорения входных отверстий отложениями или мусором. [10]

Примеры

Два первых примера научно разработанных биосвалов для крупномасштабного применения находятся в западной части США. В 1996 году для парка Уилламетт-Ривер в Портленде, штат Орегон , было спроектировано и установлено в общей сложности 2330 погонных футов биозагрязнения для улавливания и предотвращения попадания загрязняющих веществ в реку Уилламетт . Были установлены прерывистые запорные дамбы для дальнейшего улавливания ила, что на 50% уменьшило попадание взвешенных твердых частиц в речную систему. [15]

Второй пример крупномасштабного биозахоронения находится в бизнес-парке Карнерос, округ Сонома, Калифорния . Начиная с 1997 года группа разработчиков проекта работала с Калифорнийским департаментом рыболовства и охоты и округом Сонома над созданием детального проекта по отводу поверхностного стока по периметру большой парковки. Поверхностный сток состоит из стока с крыш зданий, стоков с автостоянок и наземного стока с участков, расположенных к северу от проектной площадки. В рамках проекта было спроектировано в общей сложности две линейные мили биозалегания. Цель биозабора состояла в том, чтобы свести к минимуму попадание загрязнителей стока в Сонома-Крик . Биологический канал покрыт травой и имеет почти линейную форму. Градиент вниз по склону составляет примерно 4%, а поперечный уклон составляет примерно 6%. [16]

Относительно недавно созданным проектом был проект «Альтернативы края улицы» (SEA) в Сиэтле, штат Вашингтон , завершенный в 2001 году. Вместо использования традиционных трубопроводов целью SEA было создание природного ландшафта, который отражал бы то, каким был район до застройки. Улица была на 11% более проницаемой, чем стандартная улица, и характеризовалась вечнозелеными деревьями и биозарослями. Биозены были высажены на градуированных склонах с водно-болотными и горными растениями. Другое озеленение также было сосредоточено на местных и благоприятных для лосося растениях. SEA принесла большую пользу в уменьшении ливневых стоков, что помогло продолжить защиту экологии ручья Сиэтла. Улица проекта также создала более привлекательный и эстетически приятный участок, в отличие от сложного ландшафтного дизайна. [17]

Департамент города Нью-Йорка охраны окружающей среды (NYC DEP) построил более 11 000 бордюров, которые называются «дождевыми садами». [18] По всему городу строятся дождевые сады для управления ливневыми стоками и улучшения качества воды в городских водотоках. [19] Уход и уход за дождевыми садами — это партнерство между Департаментом охраны окружающей среды Нью-Йорка и группой добровольцев, называемых «защитниками гавани». Дождевые сады проверяют и чистят не реже одного раза в неделю. [20]

Смотрите также

Ссылки

«Лучшая практика управления ливневыми водами: травяные болота» (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Декабрь 2021. с. 3. АООС 832-F-21-031P. Лехл, Пол М .; и другие. (2003). Схемы проектирования экологичной парковки (PDF) . Шампейн, Иллинойс: Инженерный корпус армии США, Центр исследований и разработок. Архивировано из оригинала (PDF) 02 июня 2010 г. Строительная инженерно-исследовательская лаборатория. Документ №. ERDC/CERL TR-03-12. Purvis, Rebecca; et al. (January 31, 2018). «Evaluating the Water Quality Benefits of a Bioswale in Brunswick County, North Carolina (NC), USA». Water. Basel, Switzerland: MDPI. 10 (2): 134. doi:10.3390/w10020134. «Bioswales». Green Stormwater Infrastructure. Victoria, BC: Capital Regional District. 2013-11-10. Watson, Donald; Adams, Michele (2010-10-19). Design for Flooding: Architecture, Landscape, and Urban Design for Resilience to Climate Change. John Wiley & Sons. p. 119. ISBN978-0-470-89002-8. «Bioswales | Climate Technology Centre & Network | Tue, 11/08/2016». www.ctc-n.org. Retrieved 2022-07-24. Первис, Ребекка; Уинстон, Райан; Хант, Уильям; Липскомб, Брайан; Нараянасвами, Картик; Макдэниел, Эндрю; Лауффер, Мэтью; Либес, Сьюзен (31 января 2018 г.). «Оценка преимуществ биосваля в качестве воды в округе Брансуик, Северная Каролина (Северная Каролина), США» . Вода . 10 (2): 134. doi : 10.3390/w10020134 . ISSN 2073-4441 . Шетти, Нандан Х .; Ху, Ранран; Майлу, Брайан Дж.; Сюэ, Дайана Ю .; Макгиллис, Уэйд Р.; Ван, Марк; Чандран, Картик; Каллиган, Патрисия Дж. (15 мая 2019 г.). «Изучение влияния биотуалетов на загрязнение питательными веществами городских канализационных систем» . Наука о полной окружающей среде . 665 : 944–958. Бибкод : 2019ScTEn.665..944S . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.02.121 . ISSN 0048-9697 . PMID 30790764 . S2CID 73457342 . Эванс, Наталья; Ван Рисвик, Хэл; Лос Уэртос, Марк; Среботняк, Таня (2019). «Надежный пространственный анализ секвестрированных металлов в Южной Калифорнии Bioswale» . Наука о полной окружающей среде . 650 (часть 1): 155–162. Бибкод : 2019ScTEn.650..155E . doi : 10.1016/j.scitotenv.2018.08.441 . ISSN 0048-9697 . PMID 30196215 . S2CID 52192159 . «Биосвалес» . Руководство по дизайну городских улиц . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Национальная ассоциация городских транспортных служащих. 11 июля 2013 г. . Проверено 31 марта 2022 г. . «Bioswales может улучшить качество воды» . Ист-Лансинг, Мичиган: Университет штата Мичиган; Расширение МГУ. 2015-06-10. Эксплуатация и содержание зеленой инфраструктуры, принимающей стоки с дорог и автостоянок; Технический меморандум (отчет). АООС. Сентябрь 2016. Дж., Эриксон, Эндрю (2013). Оптимизация очистки ливневых стоков: руководство по оценке и техническому обслуживанию . Вайс, Питер Т., Гулливер, Джон С. Нью-Йорк: Springer. ISBN 9781461446248 . OCLC 830293149 . Кафлиш, Мэри; Джакалоне, Кэти (май 2015 г.). «Введение в Bioswales» . Университет Клемсона. Франция, Роберт Л. (2002). Справочник по планированию и проектированию с учетом водных ресурсов . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 1-56670-562-2 . Люмина Технологии (1998). Гидрологические и биологические исследования для бизнес-парка Карнерос , подготовленные для компании William A. Saks в соответствии с требованиями округа Сонома. Планируется, что в Нью-Йорке будет установлено около 2000 биосвалов для защиты объединенной канализационной системы города. «Альтернативы улиц» . Соседские проекты . Сиэтл, Вашингтон: Коммунальные службы Сиэтла . Проверено 31 марта 2022 г. . Кларк, Роджер (26 июля 2021 г.). «Экологические группы объединяются для расширения и поддержания городских дождевых садов» . Спектральные новости / NY1 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Чартерные коммуникации. Брирс, Роберт С. (2021). Региональная водная безопасность . Хобокен, Нью-Джерси. ISBN 978-1-119-66112-2 . OCLC 1200831922 .

  1. «Дождевые сады» . Зеленая инфраструктура . Департамент охраны окружающей среды Нью-Йорка . Проверено 31 марта 2022 г. .

Внешние ссылки

Борьба с изменением климата с помощью справочника ресурсов по ландшафтной архитектуре Экологичный жилой дизайн: повышение эффективности использования воды Сяо, Цинфу; Макферсон, Э. Грегори (2011). «Выполнение инженерных работ по грунту и деревьям на биозасыпной стоянке». Городской водный журнал . 8 (4): 241–53. doi : 10.1080/1573062X.2011.596213 . S2CID 17859768 .

Запись опубликована в рубрике Общий дизайн. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий