Биосвале
Биосвалы представляют собой каналы, предназначенные для концентрации и транспортировки ливневых стоков, одновременно удаляя мусор и загрязнения . Bioswales также могут быть полезны для пополнения запасов грунтовых вод .
Биосвалы обычно засажены растительностью, мульчированы или засажены ксерискейпом . [1] Они представляют собой волнистый дренажный русл с пологими бортами (менее 6%). [2] : 19 Конструкция Bioswale предназначена для безопасного максимизации времени пребывания воды в болоте , что способствует сбору и удалению загрязняющих веществ, ила и мусора. В зависимости от топографии участка канал биопромысла может быть прямым или извилистым. Проверочные дамбы также обычно добавляются вдоль биовалы для увеличения инфильтрации ливневых вод. На состав биовалов могут влиять множество различных переменных, включая климат, характер осадков, размер участка, бюджет и пригодность растительности.
Важно поддерживать биовалы, 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 тестирования почвы, визуального осмотра и механических испытаний также имеет решающее значение для здоровья биокастрюли.
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 установлены по краям парковок для улавливания и очистки ливневых стоков перед их сбросом в водораздел или ливневую канализацию .
Загрязнения устранены
[ редактировать ]
Bioswales работают над удалением загрязняющих веществ через растительность и почву. [3] По мере того, как ливневые стоки проходят через биовал, загрязняющие вещества улавливаются и оседают листьями и стеблями 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 улавливать с помощью биосвалок. Они делятся на категории ила, неорганических загрязнителей, органических химикатов и патогенов . [5]
- Ил. Как устроены биомоги и растения, замедляют перенос ила и уменьшают мутность принимающей воды. Могут быть установлены фильтры для улавливания мусора и ила во время процесса. [6]
- Органика. Многие органические загрязнители, включая полициклические ароматические углеводороды, со временем улетучиваются или разлагаются, а биосвалы замедляют попадание этих материалов в водные пути прежде, чем они смогут повлиять на водную жизнь. Хотя не весь органический материал будет улавливаться, концентрация органического материала значительно снижается за счет биоотходов. [5]
- Патогены лишены хозяина или запаса питательных веществ на время, достаточное для того, чтобы стать мишенью гетеротрофа . [7]
- Обычными неорганическими соединениями являются макроэлементы, такие как фосфаты и нитраты . Основными источниками этих питательных веществ являются сельскохозяйственные стоки, обусловленные чрезмерным внесением удобрений. Избыток фосфатов и нитратов может вызвать эвтрофикацию в зонах сброса и приема вод. Определенные растения-биологи поглощают эти излишки питательных веществ. [8]
- такие металлические соединения, как ртуть , свинец , хром , кадмий В конструкциях сконцентрированы и другие тяжелые металлы. К сожалению, эти металлы медленно отравляют окружающую почву. Требуется регулярное удаление загрязнений, чтобы предотвратить растворение металлов и их выброс обратно в окружающую среду. Некоторые биомассы предназначены для включения видов растений -гипераккумуляторов . Эти растения поглощают, но не преобразуют металлы. Черенки этих растений часто разлагаются обратно в пруд или обрезаются садоводами, которые не знают, что собираемый ими компост ядовит. [9]
Лучшие локации
[ редактировать ]Bioswales можно использовать в районах, где требуется управление ливневыми водами для регулирования скорости стока и обеззараживания стоков. Bioswales созданы для того, чтобы справляться с первым потоком загрязняющих веществ во время дождя, поэтому места с большой площадью непроницаемой поверхности, такие как дороги, парковки или крыши, могут получить выгоду от добавления bioswales. Их также можно интегрировать в разделительные полосы дорог, бордюры, тротуары или любое общественное пространство. [10]
Преимущества
[ редактировать ]Bioswales - это полезная разработка с низким уровнем воздействия, позволяющая уменьшить скорость стока ливневых вод и одновременно удалить загрязняющие вещества из сброса. Они чрезвычайно полезны для защиты поверхностных вод и местных водных путей от чрезмерного загрязнения ливневыми стоками. Чем дольше сток остается в биовале, тем лучше результат удаления загрязняющих веществ. Это также полезно при удалении стоячих прудов, которые потенциально могут привлекать комаров. Bioswales также можно спроектировать так, чтобы они были эстетически привлекательными, привлекали животных и создавали среду обитания. Bioswales также могут быть полезны для пополнения подземных вод . [11]
Обслуживание
[ редактировать ]Неправильное техническое обслуживание может привести к высоким затратам на восстановление из-за неэффективности биоотходов. Накопление крупных отложений, мусора и неправильный рост растительности могут повлиять на качество и производительность биоотстойников. На этапах планирования полезно выделить сервитуты, чтобы облегчить обслуживание биовалов, 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 полоски из травы или каменные входы; однако без надлежащего обслуживания сточные воды могут вытекать из биоотстойников из-за засорения. Структурные воздухозаборники получили большее распространение благодаря простоте обслуживания, использования и эффективности. Отказ от использования плавающей мульчи и выбор наиболее подходящих растений, не требующих особого ухода, обеспечивают более высокую эффективность в биомассе. [12] В зависимости от потребностей сообщества в биовале может быть разработана четырехэтапная программа оценки. Визуальный осмотр, проверка производительности, синтетический сток и мониторинг — это четыре шага, которые можно использовать для оценки производительности и обслуживания биоотстойников. [13]
Регулярный осмотр необходим для того, чтобы гарантировать, что эксплуатационные характеристики и эстетика биосборников не подвергаются риску. Время и частота проверок варьируются в зависимости от местных органов власти, но их следует проводить не реже одного раза в год. Могут иметь место различные аспекты проверки: визуально или механически. Визуальное наблюдение за растительностью, водой и водоемами имеет решающее значение для обеспечения производительности. Некоторые организации используют контрольные списки для оптимизации процесса визуального контроля. [13]
Существуют разные методы определения того, нуждается ли биосвалка в обслуживании. Bioswales проверяются на соответствие определенному уровню проникновения, чтобы определить, требуется ли техническое обслуживание. Штатный манометр используется для измерения скорости проникновения. Химические исследования почвы также необходимы, чтобы определить, имеет ли почва определенный уровень содержания каких-либо загрязняющих веществ. Фосфор и высокий уровень засоленности почвы — два распространенных загрязнителя, на которые следует обратить внимание. Анализ концентрации загрязняющих веществ на притоке и оттоке также является еще одним способом определения уровня производительности биовалов. [12]
Техническое обслуживание может охватывать три различных уровня ухода. Эстетический уход необходим для удаления сорняков, которые влияют на продуктивность других растений и самой биомассы, очистки и удаления мусора, а также сохранения внешнего вида растительности. Частичное восстановление необходимо, когда водоприемник заблокирован наносами или когда необходимо заменить растительность. Полное восстановление требуется, когда биопыжи больше не фильтруют загрязняющие вещества должным образом и общая производительность резко снижается. [12]
Дизайн
[ редактировать ]В биосвалах наблюдаются короткие, потенциально интенсивные периоды дождей, наводнений и загрязнения, за которыми следуют засушливые сезоны. Важно принять во внимание, как будет расти растительность, выбранная для биолесов, и понять, какие виды растений считаются наиболее подходящими. [12]
Существует четыре типа биопространств, которые можно построить в зависимости от потребностей конкретного места. [14]
- В низкотравных биотопах используется низкорастущая трава, которую можно озеленять, как газоны. Эти типы биовалов, как правило, менее эффективны, чем растительные биовалы, при очистке ливневых стоков и обеспечении достаточного времени сбора.
- Заросшие биотопы создаются из более высоких растений, декоративной растительности, кустарников и даже деревьев. Эти типы также можно обложить камнями, чтобы замедлить скорость стока ливневых вод, протекающих через биоотстойники, и увеличить время сбора для обеззараживания. Растительные биотопы также могут включать растительность, которая очень полезна для эффективного удаления определенных химикатов из сточных вод.
- Биосы с низким потреблением воды полезны в районах с более засушливым климатом и более жарким климатом. Биологические болота Xeriscape заселяются стоками обычно только после дождя и штормов, в противном случае они остаются сухими.
- Влажные биопространства похожи на водно-болотные угодья, в которых они удерживают воду в течение гораздо более длительного периода времени, что позволяет проникать ливневым водам вместо простого слива воды в конце биопространства в ливневые канализационные отверстия.
Биосвалям требуется определенный состав почвы, содержащий не более 5% глины. Сама почва перед реализацией не должна быть загрязнена. Биосвалы должны быть построены с продольным уклоном, чтобы обеспечить возможность осаждения отложений. Максимальный уклон биовалов 3:1. Минимальный зазор необходим, чтобы гарантировать, что другая инфраструктура не будет повреждена. Слив перелива должен быть расположен на высоте не менее 6 дюймов над поверхностью земли, чтобы обеспечить максимальную концентрацию ливневых стоков в биоотстойниках. Камни также можно использовать для замедления скорости стока. Использование фильтров важно для предотвращения засорения входных отверстий отложениями или мусором. [10]
Примеры
[ редактировать ]
Два первых примера научно разработанных биологических систем для крупномасштабного применения находятся на западе США. В 1996 году для парка Уилламетт Ривер в Портленде, штат Орегон , было спроектировано и установлено в общей сложности 2330 погонных футов биологического болота для улавливания и предотвращения попадания загрязняющих стоков в реку Уилламетт . Для дальнейшего предотвращения улавливания ила были установлены периодические остановочные дамбы , что позволило на 50% сократить попадание взвешенных твердых частиц в речную систему. [15]
Второй пример крупномасштабной биопространства 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 для направления поверхностного стока по периметру большой парковки. Поверхностный сток состоит из стоков с крыш зданий, стоков с парковок и поверхностных стоков с объектов недвижимости, расположенных к северу от проектной площадки. В рамках проекта было запроектировано в общей сложности две мили биосвалы. Целью создания биосвалы было свести к минимуму попадание загрязняющих веществ в стоки Сонома-Крик . Канал биовалы покрыт травой и имеет почти линейную форму. Градиент нисходящего склона составляет примерно 4%, а градиент поперечного склона - примерно 6%. [16]
Относительно недавним проектом стал проект «Альтернативы на краях улиц» (SEA) в Сиэтле, штат Вашингтон , завершенный в 2001 году. Вместо использования традиционных трубопроводов целью SEA было создание естественного ландшафта, который отражал бы то, каким был этот район до застройки. Улица была на 11% более проницаемой, чем стандартная, и характеризовалась вечнозелеными деревьями и биотопами. Биосвалы были посажены на пологих склонах с водно-болотными и горными растениями. Другие виды ландшафтного дизайна также были сосредоточены на местных и благоприятных для лосося растениях. SEA обеспечило значительную выгоду для смягчения последствий ливневых стоков, что помогло продолжить защиту экологии ручья Сиэтла. Проектная улица также создала более привлекательный и эстетичный участок в отличие от жесткого ландшафтного дизайна. [17]
Департамент Нью-Йорка охраны окружающей среды (NYC DEP) построил более 11 000 биотопов у тротуаров, которые называются «дождевыми садами». [18] По всему городу построены дождевые сады для управления ливневыми водами и улучшения качества воды в городских водоемах. [19] Уход и уход за дождевыми садами — это партнерство между Департаментом по охране окружающей среды Нью-Йорка и группой гражданских добровольцев, называемых «защитниками гавани». Дождевые сады проверяются и очищаются не реже одного раза в неделю. [20]
Пермакультура
[ редактировать ]В пермакультуре канавы используются для сбора воды. [21] [22]
См. также
[ редактировать ]- Биоретенция
- Зеленая инфраструктура
- Зеленый урбанизм
- Проникновение
- Дождевые сады
- Прибрежная зона
- Загрязнение почвы
- Ливневая вода
- Устойчивая дренажная система
- Городской сток
- Городской дизайн, чувствительный к воде
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Лучшая практика управления ливневыми водами: болота с травой» (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Декабрь 2021. с. 3. ЭПА 832-Ф-21-031П.
- ^ Лохл, Пол М.; и др. (2003). Схема проектирования экологичной парковки (PDF) . Шампейн, Иллинойс: Инженерный корпус армии США, Центр исследований и разработок. Архивировано из оригинала (PDF) 2 июня 2010 г. Лаборатория строительных инженерных исследований. Номер документа. ERDC/CERL TR-03-12.
- ^ Первис, Ребекка; и др. (31 января 2018 г.). «Оценка преимуществ качества воды в биосвале в округе Брансуик, Северная Каролина (Северная Каролина), США» . Вода . 10 (2). Базель, Швейцария: MDPI: 134. doi : 10.3390/w10020134 .
- ^ «Биосвалес» . Зеленая инфраструктура ливневой канализации . Виктория, Британская Колумбия: Столичный региональный округ. 10 ноября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Уотсон, Дональд; Адамс, Мишель (19 октября 2010 г.). Проектирование на случай наводнения: архитектура, ландшафт и городской дизайн для устойчивости к изменению климата . Джон Уайли и сыновья. п. 119. ИСБН 978-0-470-89002-8 .
- ^ «Bioswales | Центр и сеть климатических технологий | Вт, 08.11.2016» . www.ctc-n.org . Проверено 24 июля 2022 г.
- ^ Первис, Ребекка; Уинстон, Райан; Хант, Уильям; Липскомб, Брайан; Нараянасвами, Картик; Макдэниел, Эндрю; Лауффер, Мэтью; Либес, Сьюзен (31 января 2018 г.). «Оценка преимуществ качества воды в биосвале в округе Брансуик, Северная Каролина (Северная Каролина), США» . Вода . 10 (2): 134. дои : 10.3390/w10020134 . ISSN 2073-4441 .
- ^ Шетти, Нандан Х.; Ху, Ранран; Майу, Брайан Дж.; Сюэ, Диана Ю.; Макгиллис, Уэйд Р.; Ван, Марк; Чандран, Картик; Каллиган, Патрисия Дж. (15 мая 2019 г.). «Изучение влияния биосвал на загрязнение биогенными веществами городских комбинированных канализационных систем» . Наука об общей окружающей среде . 665 : 944–958. Бибкод : 2019ScTEn.665..944S . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.02.121 . ISSN 0048-9697 . ПМИД 30790764 . S2CID 73457342 .
- ^ Эванс, Наталья; Ван Рисвик, Хэл; Лос Уэртос, Марк; Среботняк, Таня (2019). «Надежный пространственный анализ секвестрированных металлов в биосвале Южной Калифорнии» . Наука об общей окружающей среде . 650 (Часть 1): 155–162. Бибкод : 2019ScTEn.650..155E . doi : 10.1016/j.scitotenv.2018.08.441 . ISSN 0048-9697 . ПМИД 30196215 . S2CID 52192159 .
- ^ Jump up to: а б «Биосвалес» . Руководство по проектированию городских улиц . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Национальная ассоциация служащих городского транспорта. 11 июля 2013 года . Проверено 31 марта 2022 г.
- ^ «Bioswales может улучшить качество водных ресурсов» . Ист-Лансинг, Мичиган: Университет штата Мичиган; Расширение МГУ. 10.06.2015.
- ^ Jump up to: а б с д Эксплуатация и содержание зеленой инфраструктуры, принимающей стоки с дорог и парковок; Технический меморандум (Отчет). Агентство по охране окружающей среды США. Сентябрь 2016 г. EP-BPA-13-R5-0001.
- ^ Jump up to: а б Эриксон, Эндрю Дж.; Вайс, Питер Т.; Гулливер, Джон С. (2013). Оптимизация методов очистки ливневых вод: справочник по оценке и обслуживанию . Спрингер. ISBN 9781461446248 . OCLC 830293149 .
- ^ Кафлиш, Мэри; Джакалоне, Кэти (май 2015 г.). «Введение в биосвалы» . Клемсонский университет.
- ^ Франция, Роберт Л. (2002). Справочник по планированию и проектированию с учетом водных ресурсов . ЦРК Пресс. ISBN 1-56670-562-2 .
- ^ Lumina Technologies (1998). Гидрологические и биологические исследования для бизнес-парка Карнерос , подготовленные для компании William A. Saks в соответствии с требованиями округа Сонома. В Нью-Йорке планируется установить около 2000 биосистем для защиты городской канализационной системы.
- ^ «Альтернативы на окраинах улиц» . Районные проекты . Сиэтл, Вашингтон: Коммунальные предприятия Сиэтла . Проверено 31 марта 2022 г.
- ^ Кларк, Роджер (26 июля 2021 г.). «Экологические группы объединяются, чтобы расширять и поддерживать городские дождевые сады» . Новости спектра / NY1 . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Charter Communications.
- ^ Брирс, Роберт С. (2021). Региональная водная безопасность . Уайли-Блэквелл. ISBN 978-1-119-66112-2 . OCLC 1200831922 .
- ^ «Дождевые сады» . Зеленая инфраструктура . Департамент охраны окружающей среды Нью-Йорка . Проверено 31 марта 2022 г.
- ^ ван дер Занден, Изабель (2017). Использование гидрогеосферы для оценки болот как метода сохранения воды на сельскохозяйственных угодьях (PDF) (магистратура). Гентский университет.
- ^ Барнс, Дуглас (2017). Справочник по пермакультурным земляным работам: как спроектировать и построить болота, плотины, пруды и другие системы сбора воды . Канада: Издатели Нового общества. ISBN 9781550926392 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Борьба с изменением климата с помощью справочника по ландшафтной архитектуре
- Устойчивый жилой дизайн: повышение эффективности использования воды
- Сяо, Цинфу; Макферсон, Э. Грегори (2011). «Эффективность искусственного грунта и деревьев на биомассе стоянки». Городской водный журнал . 8 (4): 241–53. Бибкод : 2011UrbWJ...8..241X . дои : 10.1080/1573062X.2011.596213 . S2CID 17859768 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
