Первый слив
Первый смыв – это первоначальный поверхностный сток во время ливня. На этом этапе загрязнение воды , попадающее в ливневые стоки в районах с высокой долей непроницаемых поверхностей , обычно более концентрировано по сравнению с остальной частью ливневого дождя. Следовательно, такие высокие концентрации городских стоков приводят к высокому уровню загрязняющих веществ, сбрасываемых из ливневой канализации в поверхностные воды . [1] [2] : 216
Эффект первого смыва
[ редактировать ]Термин «эффект первого смыва» относится к быстрым изменениям качества воды ( концентрации или нагрузки загрязняющих веществ), которые происходят после дождей в начале сезона. Частицы почвы и растительности смываются в ручьи; отложения и другие накопленные органические частицы в русле реки повторно суспендируются, а растворенные вещества из почвы и неглубоких грунтовых вод могут смываться в ручьи. Недавние исследования показали, что этот эффект не наблюдался в относительно проницаемых районах. [2] : 216
Этот термин также часто используется для обозначения первого наводнения после засушливого периода, который, как предполагается, содержит более высокие концентрации, чем последующий. Это называется «наводнением первого слива». Существуют различные определения феномена первого прилива. [3] [4] [5]
Первый фол-флеш
[ редактировать ]Сток ливневых вод в комбинированной канализации образует первый нечистотный смыв со взвесью накопившихся в канализации твердых бытовых примесей в дополнение к загрязняющим веществам из поверхностного стока. Приток может вызвать неприятный эффект смыва в канализации, если пик стока приходится на влажную погоду. Поскольку скорость потока увеличивается выше среднего, относительно небольшой процент общего потока содержит непропорционально большой процент общей массы загрязняющих веществ, связанной с общим объемом потока в период пикового расхода. Отложение твердых частиц в канализации в периоды низкого расхода и последующее ресуспендирование во время пикового расхода является основным источником загрязняющих веществ, вызывающим явление перелива комбинированной канализации (CSO) при первом сливе. [6]
Твердые частицы бытовых сточных вод могут либо проходить через систему, либо оседать в с ламинарным потоком участках канализации , чтобы быть доступными для вымывания во время пиковых потоков. Смоченный периметр канализации также может быть заселен биопленкой, питаемой растворимыми санитарными отходами. Гидравлическая конструкция является основной причиной осаждения твердых частиц в канализации. Комбинированные канализационные коллекторы, рассчитанные на пиковые нагрузки, ожидаемые раз в десятилетие, могут переносить в 1000 раз больший средний санитарный расход. Менее крупные канализационные коллекторы распространены в новых застройках и вблизи верхнего конца канализационных систем. Взвешенные твердые частицы могут накапливаться, когда низкие скорости потока жидкости создают недостаточную турбулентность . Отложение твердых частиц является наибольшим там, где скорости низкие в сухую погоду. В крупных комбинированных канализационных коллекторах может оказаться невозможным достичь скорости сточных вод, обеспечивающей достаточную турбулентность для удержания твердых частиц во взвешенном состоянии в сухую погоду. [6]
Биопленка и ранее отложившиеся твердые частицы могут быть очищены и повторно унесены во время пиковой турбулентности потока. [7] Высокая загрязняющая нагрузка в сточных водах в начале стока возникает, когда увеличение скорости потока разрушает накопленные канализационные отложения. [8] Эрозия отложений в канализационных коллекторах может привести к выбросу загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих уровни, обнаруженные в источниках загрязнения. Первоначальный сильно загрязняющий смыв высвобождается в начале влажного погодного потока во время быстрой эрозии слабого слоя высококонцентрированных поверхностных отложений. [9] Когда условия благоприятствуют отложению твердых частиц в сухую погоду, первый нечистотный смыв может содержать до 30 процентов годового общего количества взвешенных твердых веществ, сбрасываемых в комбинированную канализационную систему. Во время первого нечистотного смыва в комбинированной канализации могут наблюдаться концентрации взвешенных твердых частиц в несколько тысяч миллиграммов на литр (мг/л). [6]
На уровни концентрации загрязняющих веществ влияют возраст и состояние системы сбора, а также объем инфильтрации/притока по сравнению с санитарным потоком. Пики концентрации загрязняющих веществ зависят от размера и наклона трубопроводной системы, временного интервала между ливнями и накопления твердых частиц в системе сбора. Более крутые уклоны канализационных коллекторов и формы дна труб, которые поддерживают высокую скорость потока в условиях низкого расхода, уменьшат накопление отложений в канализационных коллекторах; а периодическая промывка отдельных канализационных линий в сухую погоду может привести к перемещению накопленных твердых частиц на очистные сооружения до того, как ливневые стоки вызовут одновременный пиковый расход во всей системе сбора. [10]
Связанные термины
[ редактировать ]Поскольку ссылка на первый смыв не всегда ясна, были введены термины «первый смыв на основе концентрации» (CBFF) и «первый смыв на основе массы» (MBFF). [11]
Помимо этого определения, в литературе существует ряд рейтинговых параметров, позволяющих определить возникновение первого прилива. [11]
Сбор дождевой воды
[ редактировать ]В контексте сбора дождевой воды отводчик первого смыва представляет собой простое устройство, предназначенное для защиты цистерны- хранилища от загрязнения стоками первого смыва. Это приводит к более высокому качеству улавливаемой воды и меньшему заиливанию цистерны с течением времени в пыльных местах. Отведенная вода первого смыва используется для орошения или других целей аналогично серым водам . [12] Хотя доступно множество коммерческих версий, эти устройства часто изготавливаются из запасной трубы при первоначальной установке бачка или после него. См. Техасское руководство по сбору дождевой воды для расчетов размеров. [13]
См. также
[ редактировать ]- Национальная программа городского стока - исследовательский проект США
- Неточечный источник загрязнения
- Перелив канализации
- Ливневая вода
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Меткалф, Леонард; Эдди, Харрисон П. (1916). Американская практика канализации: удаление сточных вод . Том. III. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 154.
- ^ Jump up to: а б Алекс Маэстре и Роберт Питт; Центр защиты водоразделов (2005 г.). «Национальная база данных о качестве ливневых вод, версия 1.1: Сбор и анализ информации о мониторинге ливневых вод NPDES». Архивировано 3 марта 2016 г. в отчете Wayback Machine , подготовленном для Агентства по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия. 4 сентября 2005 г.
- ^ Правительство Австралии, Департамент окружающей среды и наследия. Канберра. «Словарь терминов».
- ^ Гупта, К.; Сол, Эй Джей (1996). «Особые соотношения для первой смывной нагрузки в комбинированных канализационных потоках». Исследования воды . 30 (5): 1244–1252. Бибкод : 1996WatRe..30.1244G . дои : 10.1016/0043-1354(95)00282-0 . ISSN 0043-1354 .
- ^ Гейгер, В. (1987). «Эффекты промывки в комбинированных канализационных системах». Учеб. 4-й Межд. Конф. Городской дренаж, Лозанна, Швейцария : 40–46.
- ^ Jump up to: а б с Фань, Чи-Юань; Филд, Ричард; Лай, Фу-сюн (2003). Контроль канализационных отложений: обзор программы исследования стока во влажную погоду Агентства по охране окружающей среды (отчет). Агентство по охране окружающей среды. EPA 600/J-03/188.
- ^ Фрейзер, АГ; Сакрабани, Р.; Эшли, РМ; Джонстон, FM (2002). «Управление твердыми частицами в канализации для уменьшения последствий нечистот - Forfar WTP». Водные науки и технологии . 45 (3). Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения: 265–272. дои : 10.2166/wst.2002.0087 . ПМИД 11902479 .
- ^ Сакрабани, Рубен; Воллерцен, Джес; Эшли, Ричард М.; Хвитвед-Якобсен, Торкильд. «Биоразлагаемость органических веществ, связанных с канализационными отложениями во время первого смыва» (PDF) . Онлайн-исследование белой розы . Университет Шеффилда . Проверено 12 марта 2016 г.
- ^ Эшли, РМ; Уотерспун, DJJ; Коглан, BP; МакГрегор, И. (1992). «Эрозия и перемещение отложений и связанных с ними загрязнителей в комбинированных канализационных коллекторах». Водные науки и технологии . 73 (5). Издательство IWA: 101–114. дои : 10.2166/wst.1992.0184 .
- ^ Руководство по борьбе с переливом комбинированной канализации (отчет). Агентство по охране окружающей среды. Сентябрь 1993 г., стр. 5, 9–10 и 19. EPA/625/R-93/003.
- ^ Jump up to: а б Сансалоне, Джон; Кристина, Чад М. (ноябрь 2004 г.). «Концепции первого смыва растворенных твердых веществ в небольших непроницаемых водоразделах». Журнал экологической инженерии . 130 (11): 1301–1314. дои : 10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:11(1301) . ISSN 0733-9372 .
- ^ Гавайский университет сельскохозяйственных знаний. Маноа, Гавайи (2008). «Решения для сбора дождевой воды: отводчики первой промывки». Брошюра.
- ^ Техасское руководство по сбору дождевой воды (PDF) (отчет) (3-е изд.). Остин, Техас: Совет по развитию водных ресурсов Техаса. 2005. стр. 8–9.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бах, Питер М.; Маккарти, Дэвид Т.; Делетич, Ана (апрель 2010 г.). «Переосмысление феномена первого смыва ливневых вод». Исследования воды . 44 (8): 2487–98. Бибкод : 2010WatRe..44.2487B . дои : 10.1016/j.watres.2010.01.022 . ПМИД 20185157 .
- Алекс Маэстре, Роберт Питт и Дерек Уильямсон (2004). «Непараметрические статистические тесты, сравнивающие образцы первого смыва и составные образцы из Национальной базы данных о качестве ливневых вод». В «Моделях и приложениях к городским водным системам», Vol. 12 (под редакцией У. Джеймса). Вычислительная гидравлика Int. , Гуэлф, Онтарио. С. 317 – 338.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Загрязнение первого слива ливневых вод - Управление по охране окружающей среды Нового Южного Уэльса, Австралия