Развитие с низким уровнем воздействия (США и Канада)
Развитие с низким уровнем воздействия (LID) — это термин, используемый в Канаде и США для описания подхода к планированию земельных участков и инженерному проектированию для управления ливневыми стоками как части зеленой инфраструктуры . LID уделяет особое внимание сохранению и использованию природных особенностей территории для защиты качества воды . Этот подход реализует инженерный мелкомасштабный гидрологический контроль для воспроизведения гидрологического режима водоразделов , до начала разработки посредством инфильтрации , фильтрации хранения, испарения и задержания стоков вблизи их источника. [ 1 ] Инвестиции в зеленую инфраструктуру – это один из подходов, который часто приносит многочисленные выгоды и повышает устойчивость города. [ 2 ]
Широко эквивалентные термины, используемые в других местах, включают устойчивые дренажные системы (SuDS) в Соединенном Королевстве (где LID имеет другое значение ), городское проектирование с учетом воды (WSUD) в Австралии, естественные дренажные системы в Сиэтле , Вашингтоне, [ 3 ] «Экологический дизайн объекта», используемый Департаментом окружающей среды штата Мэриленд , [ 4 ] и «Управление ливневыми водами на месте», используемое Департаментом экологии штата Вашингтон. [ 5 ]
Альтернатива традиционным методам управления ливневыми водами
[ редактировать ]Концепция LID, зародившаяся в округе Принс-Джордж , штат Мэриленд, в 1990 году, возникла как альтернатива традиционным передовым методам управления ливневыми водами (BMP), установленным на строительных проектах. [ 6 ] Чиновники обнаружили, что традиционные методы, такие как пруды-отстойники и резервуары-отстойники, не являются экономически эффективными, а результаты не соответствуют целевым показателям качества воды. Low Impact Development Center, Inc., некоммерческая исследовательская организация по водным ресурсам, была основана в 1998 году для работы с государственными учреждениями и учреждениями в целях дальнейшего развития науки, понимания и внедрения LID и других к устойчивому экологическому планированию подходов и проектированию, таких как как «Зеленая инфраструктура» и «Партнерство по зеленым дорогам».
Подход к проектированию LID получил поддержку Агентства по охране окружающей среды США (EPA) и пропагандируется как метод, помогающий достичь целей Закона о чистой воде . [ 7 ] Различные программы местных, государственных и федеральных агентств включили требования LID в кодексы землеустройства и внедрили их в проекты общественных работ. Методы LID также могут сыграть важную роль в рамках разумного роста и зеленой инфраструктуры планировании землепользования в .
Проектирование для разработки с низким уровнем воздействия
[ редактировать ]Основной принцип LID, заключающийся в использовании природы в качестве модели и управлении количеством осадков в источнике, реализуется посредством последовательного внедрения стратегий предотвращения стока, стратегий смягчения последствий стока и, наконец, контроля очистки для удаления загрязняющих веществ. Хотя интегрированные методы управления (IMP) — децентрализованные, микромасштабные средства контроля, которые проникают, хранят, испаряют и задерживают стоки вблизи источника — привлекают большую часть внимания инженеров, важно понимать, что LID — это больше, чем просто внедрение нового списка. практик и продуктов. Это стратегический процесс проектирования, направленный на создание устойчивого объекта, имитирующего неосвоенные гидрологические свойства объекта. Это требует предписывающего подхода, соответствующего предлагаемому землепользованию .
Проектирование с использованием принципов LID состоит из четырех простых шагов.
- Определите заранее разработанные условия и определите гидрологическую цель (в некоторых юрисдикциях предлагается переход к лесистым условиям).
- Оцените цели очистки, которые зависят от использования участка и местных ключевых загрязнителей.
- Определите процесс, который отвечает конкретным потребностям сайта.
- Внедрите практику, которая использует выбранный процесс и соответствует ограничениям сайта.
Основные процессы, используемые для управления ливневыми водами, включают предварительную очистку, фильтрацию, инфильтрацию, а также хранение и повторное использование.
Предварительная обработка
[ редактировать ]Рекомендуется предварительная обработка для удаления загрязняющих веществ, таких как мусор , мусор и крупные отложения. Включение системы предварительной очистки, такой как гидродинамический сепаратор , может продлить срок службы всей системы, предотвращая преждевременное засорение системы первичной очистки.
Фильтрация
[ редактировать ]Когда ливневая вода проходит через фильтрующий материал, твердые частицы и другие загрязняющие вещества удаляются. Большинство сред удаляют твердые частицы механическими способами. Градация среды, неравномерность формы, пористость и шероховатость поверхности – все это влияет на удаление твердых частиц. Многие другие загрязнители, такие как питательные вещества и металлы, можно удалить с помощью химических и/или биологических процессов. Фильтрация является ключевым компонентом мест LID, особенно когда проникновение невозможно. Системы фильтрации могут быть предназначены для удаления основных загрязняющих веществ из сточных вод и могут быть установлены в децентрализованных небольших водозаборах. Это позволяет очищать сточные воды вблизи их источника без дополнительной инфраструктуры сбора или транспортировки.
Проникновение
[ редактировать ]Инфильтрация восстанавливает ливневые стоки и позволяет пополнить запасы грунтовых вод . Сток попадает в почву и просачивается в недра. На скорость инфильтрации влияет уплотнение почвы и ее емкость, и она снижается по мере насыщения почвы. Текстура почвы и структура , типы и покров растительности, содержание воды в почве, температура почвы и интенсивность осадков — все это играет роль в контроле скорости и мощности инфильтрации. Инфильтрация играет решающую роль при проектировании места LID. Некоторые из преимуществ инфильтрации включают улучшение качества воды (поскольку вода фильтруется через почву) и сокращение стока. При распространении по территории инфильтрация может существенно помочь сохранить естественную гидрологию территории.
Хранение и повторное использование
[ редактировать ]Сбор и повторное использование ливневых вод в качестве ресурса помогает поддерживать гидрологию участка до застройки, одновременно создавая дополнительный запас воды для орошения или других целей. Сбор дождевой воды — это метод LID, который облегчает повторное использование ливневых вод. [ 8 ]
Пять принципов развития с низким уровнем воздействия
[ редактировать ]Существует 5 основных требований к проектированию LID.
- Сохраняйте природные территории, где это возможно (не замощайте весь участок, если в этом нет необходимости).
- Минимизировать воздействие развития на гидрологию.
- Поддерживайте скорость и продолжительность стока с участка (не позволяйте воде покидать участок).
- Распределите методы комплексного управления (IMP) по всему вашему участку. IMP представляют собой децентрализованные микромасштабные средства контроля, которые проникают, накапливают, испаряют и/или задерживают стоки вблизи источника.
- Осуществлять программы предотвращения загрязнения, надлежащего технического обслуживания и просвещения населения. [ 9 ]
Типичные практики и средства контроля
[ редактировать ]Практика планирования включает в себя несколько связанных подходов, которые были разработаны независимо различными практиками. Эти подходы с разными названиями включают схожие концепции и преследуют схожие цели в области защиты качества воды.
- Проект сохранения , также называемый развитием сохранения
- Лучший дизайн сайта [ 10 ]
- Зеленая инфраструктура .
участка Планировщики выбирают методы структурного LID для отдельного участка с учетом землепользования , гидрологии , типа почвы, климата и характера осадков. Существует множество вариаций этих методов LID, и некоторые методы могут не подходить для конкретного объекта. Многие из них практичны для проектов модернизации или реконструкции объекта, а также для нового строительства. Оптимальными местами для модернизации LID являются частные дома, школьные/университетские территории и парки. [ 11 ] Часто используемые практики включают в себя:
- Биоудерживающие клетки, также известные как дождевые сады.
- Цистерны и дождевые бочки
- Зеленые крыши
- Водопроницаемый бетон , также называемый «пористым покрытием», похож на проницаемое покрытие.
- Травянистые болота, также известные как биотопы . [ 12 ]
- Коммерчески выпускаемые устройства для управления ливневыми водами, которые улавливают загрязняющие вещества (например, медиафильтры ) и/или способствуют инфильтрации на месте.
- Ямы для деревьев [ 13 ]
Ограничения прогресса LID
[ редактировать ]Городские районы особенно склонны создавать барьеры для практики LID. Наиболее распространенные ограничения:
- Отсутствие подходящих мест для объектов ЛИД в существующей сложной инфраструктуре городских территорий
- Отсутствие стандартов проектирования, которые можно было бы применять во всем мире.
- Недостаток знаний о технологии LID среди местных органов власти и жителей
- Различная производительность из-за отсутствия понимания разницы климата. [ 13 ] [ 14 ]
- Ложное убеждение в том, что практику LID сложно поддерживать и/или ее стоимость высока. [ 11 ]
Преимущества
[ редактировать ]LID имеет множество преимуществ, таких как защита среды обитания животных, улучшение управления стоками и наводнениями, а также уменьшение непроницаемых поверхностей. Например, доктор Аллен Дэвис из Университета Мэриленда в Колледж-Парке провел исследование по управлению стоками из дождевых садов LID. Его данные показали, что дождевые сады LID могут удерживать до 90% воды после сильного дождя и выпускать эту воду в течение периода времени до двух недель. [ 15 ] LID также улучшает качество грунтовых вод и увеличивает их количество, что повышает эстетику и, следовательно, повышает общественную ценность.
LID также можно использовать для устранения необходимости в прудах с ливневой водой, которые занимают дорогую землю. Включение LID в проекты позволяет застройщикам построить больше домов на одном и том же участке земли и максимизировать свою прибыль.
В некоторых муниципалитетах LID может быть экономически эффективным способом снижения частоты переливов комбинированной канализации (CSO). [ 16 ] [ 17 ]
Согласно подходу сопутствующих выгод, LID представляет собой возможность технически смягчить явление городского острова тепла (UHI) за счет более высокой совместимости с прохладными тротуарами и зеленой инфраструктурой. Хотя существуют некоторые внутренние расхождения в понимании смягчения последствий LID и UHI в отношении синей инфраструктуры, осмотический бассейн, влажный пруд и регулирующий пруд являются важными дополнениями к городским водоемам, выполняя свою роль в питании растительности и испарении для охлаждения при смягчении последствий UHI. Пилотные проекты LID уже обеспечили финансовую основу для дальнейшего смягчения последствий UHI. Это попытка людей, работающих в разных дисциплинах, синергетически подумать о том, как смягчить последствия UHI, что способствует разработке целостной политики, руководящих принципов и правил. Кроме того, включение мер по смягчению последствий UHI может стать стимулом для участия общественности в строительстве SPC, что может укрепить модель ГЧП для получения большего количества средств. [ 18 ]
См. также
[ редактировать ]Синонимы
[ редактировать ]- Природные решения (Европейский Союз)
- Городской дизайн, чувствительный к воде (Австралия)
- Губка город (Китай)
- Вода ABC (Сингапур)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ларри Коффман; и др. (июнь 1999 г.). Стратегии разработки проектов с низким уровнем воздействия; Комплексный подход к проектированию (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). EPA 841-B-00-003.
- ^ «100 устойчивых городов» . Проверено 31 марта 2017 г.
- ^ Коммунальные предприятия Сиэтла. «Системы естественного дренажа». Архивировано 29 июня 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ Департамент окружающей среды Мэриленда (MDE). «Руководство по проектированию ливневых вод Мэриленда, глава 5: Экологическое проектирование территории» , 2009 г.
- ^ Департамент экологии штата Вашингтон. «Руководство по управлению ливневыми водами для Западного Вашингтона». Архивировано 2 апреля 2012 г. в Wayback Machine , 2005 г.
- ^ Руководство по проектированию застройки с низким уровнем воздействия (отчет). Ландовер, Мэриленд: PGDER. 1997.
- ^ Развитие с низким уровнем воздействия (LID): обзор литературы (отчет). Агентство по охране окружающей среды. Октябрь 2000 г. EPA-841-B-00-005.
- ^ CE News: Статья из серии «Профессиональное развитие», Дженнифер Стеффенс, EI, LEED-AP, и Дениз Пинто, PE « Проектирование для LID: углубленный взгляд на интегрированные методы управления и соображения проектирования», июль 2011 г.
- ^ Блог Stormwater, Грег Ковальски, BSME, менеджер по развитию с низким уровнем воздействия. Что такое LID? Пять принципов развития с низким уровнем воздействия , 2012.
- ^ Суонн, Крис (2016). Лучший дизайн сайта: Руководство по изменению правил разработки в вашем сообществе (Часть 1) (Отчет). Элликотт-Сити, Мэриленд: Центр защиты водоразделов. Версия 1.0.1.
- ^ Jump up to: а б Шафик, Мухаммед; Ким, Рихо (20 июня 2017 г.). «Модернизация методов застройки с низким уровнем воздействия в развитых городских районах, включая препятствия и потенциальное решение» . Открытые геологические науки . 9 (1): 240–254. Бибкод : 2017OGeo....9...20S . дои : 10.1515/geo-2017-0020 . ISSN 2391-5447 .
- ^ «Информационный бюллетень: развитие с низким уровнем воздействия и другие стратегии зеленого дизайна» . Национальное меню лучших практик управления ливневыми водами . Агентство по охране окружающей среды. 24 июля 2013 г. Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Лим, Фан Йи; Нео, Тек Хенг; Го, Хуэйлин; Го, Син Чжи; Онг, Сай Леонг; Ху, Цзянъюн; Ли, Брэндон Чуан Йи; Онг, Геок Суат; Лю, Цуй Сянь (январь 2021 г.). «Пилотные и полевые исследования модульной биоудерживающей системы деревьев с Talipariti tiliaceum и специальными почвенными фильтрующими материалами в тропиках» . Вода . 13 (13): 1817. doi : 10.3390/w13131817 .
- ^ Соберг, Лейла К.; Викландер, Мария; Блеккен, Годеке-Тобиас (01 ноября 2021 г.). «Удаление азота в устройствах биоудержания ливневых вод: влияние высыхания, температуры и зоны затопления» . Экологическая инженерия . 169 : 106302. Бибкод : 2021EcEng.16906302S . дои : 10.1016/j.ecoleng.2021.106302 . ISSN 0925-8574 .
- ^ Аллен П. Дэвис; Ребекка Стэк; Патрик Кангас; Дж. Скотт Энгл. «УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДОЖДЕВЫХ САДОВ: ИССЛЕДОВАНИЯ УНИВЕРСИТЕТА МЭРИЛЕНДА» (PDF) .
- ^ «Сокращение затрат на ливневые воды за счет стратегий и методов застройки с низким уровнем воздействия (LID)» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Декабрь 2007 г. Архивировано (PDF) из оригинала 31 мая 2022 г. Проверено 31 мая 2022 г.
- ^ Riverkeeper, Устойчивые капли дождя: очистка гавани Нью-Йорка путем озеленения городского ландшафта (по состоянию на 30 ноября 2007 г.).
- ^ Он, Бао-Цзе; Чжу, Цзинь; Чжао, Дун-Сюэ; Гоу, Чжун-Хуа; Ци, Джин-Да; Ван, Джунсонг (июль 2019 г.). «Подход сопутствующих выгод: возможности для реализации мер по смягчению последствий воздействия губчатого города и городского острова тепла» . Политика землепользования . 86 : 147–157. doi : 10.1016/j.landusepol.2019.05.003 . S2CID 164492218 .
- Гиллфиллан, Эбигейл (2008). Использование географических информационных систем для разработки и анализа политики землепользования (Отчет). Техасский государственный университет-Сан-Маркос. Статья 273.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Блог о проницаемом бетоне – обсуждение последних достижений в области технологий проницаемого бетона
- Центр водопользования и землепользования Калифорнийского университета в Дэвисе - содержит карту с примерно 40 практическими исследованиями LID на западном побережье. Также представлен подробный калькулятор ливневых вод для застройки.
- Центр защиты водоразделов - предоставляет практические рекомендации по сокращению стока.
- Центр развития с низким уровнем воздействия – исследовательская организация по качеству воды; множество связей с зеленой инфраструктурой, практиками LID, проектами и ресурсами ливневых вод
- Город Редмонд, штат Вашингтон – примеры застройки с низким уровнем воздействия в небольшом городе
- Практический пример: включение LID в систему управления ливневыми водами Агентство по охране окружающей среды США
- Инструменты городского проектирования с низким уровнем воздействия на развитие - Центр развития с низким уровнем воздействия, Белтсвилл, Мэриленд
- Партнерство развития Альберты с низким уровнем воздействия – Партнерство развития Альберты с низким уровнем воздействия, Альберта, Канада. Предоставить профессионалам Альберты возможность создавать яркие, функциональные ландшафты в пределах застроенной среды посредством комплексного управления ливневыми водами.
- Город Калгари, Альберта. Застройка с низким уровнем воздействия.
- Программа оценки устойчивых технологий. Руководство по планированию и проектированию ливневых стоков с низким уровнем воздействия на развитие. Руководство по проектированию LID в формате mediawiki.