Yağmursuyu - Stormwater

Yağmur suyu , aynı zamanda yağmur suyu olarak da adlandırılır , kar ve buz erimesi de dahil olmak üzere yağmurdan kaynaklanan sudur . Yağmur suyu toprağa girebilir (sızabilir), kara yüzeyinde göletler ve su birikintilerinde depolanabilir, buharlaşabilir veya yüzey akışına katkıda bulunabilir . Çoğu akış, arıtılmadan doğrudan yakındaki akarsulara, nehirlere veya diğer su kütlelerine ( yüzey suyu ) iletilir .

Ormanlar gibi doğal manzaralarda toprak, yağmur suyunun çoğunu emer. Bitkiler ayrıca sızmayı iyileştirerek, düşen yağışı durdurarak ve kökleri yoluyla su alarak yağmur suyunu azaltır. Şehirler gibi gelişmiş ortamlarda, yönetilmeyen yağmur suyu iki ana sorun yaratabilir: biri akışın hacmi ve zamanlaması ile ilgili ( sel ) ve diğeri suyun taşıdığı potansiyel kirleticilerle ( su kirliliği ) ilgili. Yağmur suyu akışıyla taşınan kirleticilere ek olarak, kentsel akış kendi başına bir kirlilik nedeni olarak kabul edilmektedir.

Özellikle kurak ve kuraklığa meyilli iklimlerde insan nüfusu ve su talebi arttıkça yağmur suyu da önemli bir kaynaktır. Yağmur suyu toplama teknikleri ve arıtma , potansiyel olarak bazı kentsel ortamları su açısından kendi kendine sürdürülebilir hale getirebilir.

yağmur suyu kirliliği

Geçirimsiz yüzeyler ve yüzey akışı arasındaki ilişki
Sahilden deşarj için bir yağmur kanalına sokağa bağlı kirleticileri taşıyan yağmur suyu.

Daha az bitki örtüsü ve daha geçirimsiz yüzeyler ( otoparklar , yollar , binalar , sıkıştırılmış toprak ) ile gelişmiş alanlar, daha az yağmurun toprağa sızmasına izin verir ve gelişmemiş duruma göre daha fazla akış oluşur. Ek olarak, hendekler ve fırtına kanalizasyonları gibi taşıtlar, akışı ticari ve yerleşim alanlarından yakındaki su kütlelerine hızla taşır. Bu, su yollarındaki su hacmini ve bu su yollarının deşarjını büyük ölçüde artırarak erozyona ve sele neden olur. Fırtına olayı sırasında su havzadan dışarı aktığından, toprağa çok az sızar, yeraltı suyunu yeniler veya kuru havalarda akarsu taban akışını sağlar .

Bir ilk su akıntısı bir yağmur fırtınası ilk yüzey akışı. Bu faz sırasında, geçirgen olmayan yüzeylerin yüksek oranlarda bölgelerde fırtına kanallarının girdiği Kirlenmiş su, tipik olarak daha fazla konsantre edildi fırtına geri kalanına kıyasla. Sonuç olarak, bu yüksek kentsel akış konsantrasyonları, fırtına kanalizasyonlarından yüzey sularına deşarj edilen yüksek düzeyde kirleticilere neden olur .

Günlük insan faaliyetleri, yollarda , çimenlerde , çatılarda , çiftlik alanlarında ve diğer arazi yüzeylerinde kirleticilerin birikmesine neden olur . Bu tür kirleticiler arasında çöp, tortu, besinler, bakteriler, böcek ilaçları, metaller ve petrol yan ürünleri bulunur. O zaman yağmurlar veya yoktur sulama , su akıp gider ve sonuçta yolunda yapar nehir , göl veya okyanus . Alıcı sulara girmeden önce bu kirleticilerde bir miktar azalma olsa da , kirli akış alıcı suları bozmaya yetecek miktarda kirletici ile sonuçlanır.

Kirlilik kaynağı olarak yağmur suyu akışı

Kentsel akış kıyı sularına boşaltılıyor

Yağmur suyu akışıyla taşınan kirleticilere ek olarak , kentsel akış başlı başına bir kirlilik nedeni olarak kabul edilmektedir. Doğal havzalarda ( su havzaları ) su yollarına giren yüzey akışı, her yıl sadece birkaç kez ve genellikle daha büyük fırtına olaylarından sonra meydana gelen nispeten nadir bir olaydır. Gelişme meydana gelmeden önce, yağışların çoğu toprağa ıslanmış ve yeraltı suyunun yeniden beslenmesine katkıda bulunmuş ya da evapotranspirasyon yoluyla bitki örtüsü tarafından atmosfere geri dönüştürülmüştür .

Geçirimsiz yüzeylerden (örneğin çatılar ve yollar) gelen akıntıyı toplayan modern drenaj sistemleri, suyun boru ağları aracılığıyla su yollarına verimli bir şekilde iletilmesini sağlar, bu da küçük fırtına olaylarının bile su yolu akışlarının artmasına neden olduğu anlamına gelir.

Artan yağmur suyu akışı, kentsel havzadan daha yüksek kirleticiler sağlamanın yanı sıra, akarsu erozyonuna yol açabilir , yabani ot istilasını teşvik edebilir ve doğal akış rejimlerini değiştirebilir. Yerli türler genellikle yumurtlama, yavru gelişimi ve göç için bu tür akış rejimlerine güvenir. Karayollarından gelen yağmur suyu akışının çinko (Zn), kadmiyum (Cd), bakır (Cu), nikel (Ni), kurşun (Pb), krom (Cr), manganez (Mn), demir (Fe) gibi birçok metal içerdiği gözlemlenmiştir. ), vanadyum (V), kobalt (Co) ve alüminyum (Al) (Sansalone ve Buchberger, 1997; Westerlund ve Viklander, 2006) ve diğer bileşenler

Bazı bölgelerde, özellikle ABD kıyıları boyunca, yollardan ve otoyollardan gelen kirli akış, su kirliliğinin en büyük kaynağı olabilir . Örneğin, Seattle'a ulaşan zehirli kimyasalların yaklaşık yüzde 75'i , Washington'un Puget Sound'u , asfalt yollardan ve araba yollarından, çatılardan, bahçelerden ve diğer gelişmiş arazilerden akan yağmur sularıyla taşınıyor.

Kentsel sel

Yağmur suyu yönetimi için tutma havuzu

Yağmur suyu, kentsel selin önemli bir nedenidir . Kentsel sel, yağmur suyunun kanalizasyon gibi drenaj sistemlerinin kapasitesini aşmasının neden olduğu, yerleşik bir çevrede arazi veya mülkün su altında kalmasıdır . Ani sel veya kar erimesi gibi tekil olaylar tarafından tetiklense de , kentsel sel, topluluklar üzerinde tekrarlayan, maliyetli ve sistemik etkileri ile karakterize edilen bir durumdur. Kentsel sel baskınına duyarlı alanlarda, kayıpları azaltmak için durgun su vanaları ve diğer altyapı kurulabilir.

Mülklerin bodrumlarla inşa edildiği yerlerde , kentsel sel, bodrum ve kanalizasyon yedeklemelerinin birincil nedenidir. Kentsel sel kaynaklı kayıpların sayısı genellikle sınırlı olsa da, ekonomik, sosyal ve çevresel sonuçlar önemli olabilir: mülkiyete ve altyapıya ( karayolları , kamu hizmetleri ve hizmetler) doğrudan zarar vermenin yanı sıra , kronik olarak sulak evler solunum yollarındaki artışla bağlantılıdır. sorunlar ve diğer hastalıklar. Kanalizasyon yedekleri genellikle Sızma/Girme sonucunda bir miktar yağmur suyu alan sıhhi kanalizasyon sisteminden gelir .

Gönüllü bir temizlik günü sırasında Nijerya , Ilorin'deki olukları temizleyen gönüllüler. Sanitasyon için yeterli altyapı olsa bile , plastik kirliliği , sivrisineklerin suda üremesi için alan yaratan yağmur suyu akışını engelleyebilir ve sele neden olabilir. Bangkok, Tayland gibi Küresel Güney'deki bazı kanalizasyon sistemleri sıklıkla atıklar tarafından boğulmaktadır.

Kentsel selin önemli ekonomik etkileri vardır. ABD'de endüstri uzmanları, ıslak bodrumların mülk değerlerini yüzde 10 ila 25 oranında düşürebileceğini tahmin ediyor ve ev satın almamanın en önemli nedenleri arasında gösteriliyor. Göre Federal Acil Durum Yönetimi küçük işletmelerin neredeyse yüzde 40 bir sel felaketinin ardından kapılarını yeniden asla. Birleşik Krallık'ta, kentsel selin İngiltere ve Galler'de (2007 itibariyle) yılda 270 milyon sterline mal olduğu tahmin edilmektedir ; 80 bin ev risk altında

Illinois , Cook County'de yapılan bir araştırma, 2007'den 2011'e kadar olan beş yıllık bir süre boyunca ilçenin posta kodlarının yüzde 96'sında 177.000 maddi hasar sigortası iddiası tespit etti. Bu, İlçedeki altı mülkten birinin hak talebinde bulunmasına eşdeğerdir. Talep başına ortalama ödemeler, tüm talep türlerinde 3.733 $'dı ve incelenen beş yıl boyunca toplam talepler 660 milyon $'a ulaştı.

Kentsel taşkın kontrol projesine bir örnek, Houston, Teksas'taki Brays Bayou Greenway Çerçevesidir . Brays Bayou ve kolları, Houston şehir merkezinin güneyinde yaklaşık 88.000 dönümlük bir havzayı boşaltıyor . Federal olarak finanse edilen iyileştirme projesi, bayou'nun drenaj kapasitesini geliştirerek kısa vadeli bir çözüm yarattı ve bataklığın ve yan kolların 35 millik boyunca geniş bir potansiyel rekreasyon ve açık alan fırsatları seti belirledi.

Düden çöken yağmur suyu oluşumu

Kentucky'deki Bowling Green'de 25 Şubat 2002'de meydana gelen Dishman Lane çöküşü, bir düdenin aniden yola dört hareket eden aracın altına düşmesine neden olan kentsel yağmur suyunun bir düden çöküşüdür . Dishman Lane çöküşünün dokuz aylık onarımı bir milyon dolara mal oldu, ancak gelecekteki problemler için potansiyel var.

Doğal yüzey altı ( karst ) drenajına sahip örselenmemiş alanlarda , toprak ve kaya parçaları karstik açıklıkları tıkar ve dolayısıyla açıklıkların büyümesine kendi kendini sınırlar. Bozulmamış karstik drenaj sistemi, çoğu fırtınanın ürettiği suyu tahliye edebilmesi için iklimle dengelenir. Ancak, peyzaj kentsel gelişim tarafından değiştirildiğinde sorunlar ortaya çıkar. Doğal yüzey altı ( karst ) drenajı olan kentsel alanlarda, çatılar, otoparklar ve sokaklar gibi geçirimsiz yüzeylerden gelen artan yağmur suyunun akacağı yüzey akıntıları yoktur. Bunun yerine, yağmur suyu, yer altında hareket ederek yeraltı drenaj sistemine girer. Yeraltı su akışı, toprak ve kaya parçalarını taşımak için yeterince büyük olduğunda, karstik açıklıklar hızla büyür. Karstik açıklıkların çatısının destekleyici ( yeterli ) kireçtaşıyla kapatıldığı yerlerde , bir açıklığın o kadar büyüdüğüne ve aniden feci bir şekilde çökeceğine dair herhangi bir yüzey uyarısı genellikle yoktur. Bu nedenle, yeni gelişme için arazi kullanım planlaması karstik alanlardan kaçınmak için gereklidir. Nihayetinde vergi mükellefleri, kötü arazi kullanım kararlarının bedelini ödüyor.

Yağmursuyu yönetimi

Kentsel akış için yağmur suyu filtreleme sistemi

Yağmur suyunun miktarını ve kalitesini yönetmeye "Yağmur Suyu Yönetimi" denir. Terimi İyi Yönetim Uygulaması (BMP) veya yağmur suyu kontrol önlemi (SCM) sıklıkla yapısal ya da mühendislik kontrol cihazları ve sistemleri (örneğin her ikisi başvurmak için kullanılır tutma havuzları ) tedavi veya mağaza kirlenmiş yağmur suyu için, hem de operasyonel veya prosedürel uygulamalar (örn sokak süpürme). Yağmur suyu yönetimi hem teknik hem de kurumsal yönleri içerir.

Teknik yönler

  • sel ve erozyonun kontrolü;
  • kirleticilerin çevreye salınmasını önlemek için tehlikeli maddelerin kontrolü (kaynak kontrolü);
  • yüzey sularını veya yeraltı su kaynaklarını kirletmeden önce kaba katıları uzaklaştırmak için tutma havzaları , çeşitli ortam filtreleri ile gömülü tonozlar ve girdap ayırıcılar gibi yağmur suyu sistemlerinin planlanması ve inşası ;
  • doğal su yollarının edinilmesi ve korunması veya rehabilitasyon;
  • Bina doğa temelli çözümler gibi havuz gibi SWales , Yapay sulak alanların veya yeşil altyapı mevcut veya bu tür boru ve beton kanalların (yağmur suyu tedavisi için inşa inşa sulak olarak "sert" drenaj yapıları ile çalışmak için çözümlerin de bitkiler, amfibi için yaşam alanı olarak hizmet verebilir ve balık)

Kurumsal ve politika yönleri

  • potansiyel olarak yağmur suyu kullanıcı ücretleri ve bir yağmur suyu şebekesinin oluşturulması dahil olmak üzere yağmur suyu programlarına yönelik finansman yaklaşımlarının geliştirilmesi ;
  • eskiyen altyapıyı onarmak ve değiştirmek için uzun vadeli varlık yönetimi programlarının geliştirilmesi;
  • kapsamlı yağmur suyu ihtiyaçlarını karşılamak için mevcut yağmur suyu düzenlemelerinin revizyonu;
  • mülk sahiplerinin arazilerinin geliştirilmesinden önce, sırasında ve sonrasında yağmur suyunun etkilerini dikkate almalarını sağlamak için mevcut yönetmeliklerin iyileştirilmesi ve uygulanması;
  • Bir topluluğun eylemlerinin su kalitesini nasıl etkilediği ve su kalitesini iyileştirmek için neler yapabileceği hakkında eğitimi .

Entegre su yönetimi

Bitişik otoparktan gelen yağmur suyunu arıtmak için tasarlanmış yağmur bahçesi

Yağmur suyunun entegre su yönetimi (IWM), su yollarının sağlığını etkileyen birçok konuyu ve modern kentsel şehrin karşı karşıya olduğu su temini zorluklarını ele alma potansiyeline sahiptir. Tasarım sürecinde düşünüldüğünde, IWM genellikle yeşil altyapı ile ilişkilendirilir . Şehir planlamacıları , mimarlar , peyzaj mimarları , iç mimarlar ve mühendisler gibi kendi alanlarındaki profesyoneller , genellikle entegre su yönetimini tasarım sürecinin bir temeli olarak görürler.

Amerika Birleşik Devletleri'nde düşük etkili geliştirme (LID) veya Avustralya'da Suya Duyarlı Kentsel Tasarım (WSUD) olarak da bilinen IWM, akış kalitesini iyileştirme, sel riskini ve etkisini azaltma ve içilebilirliği artırmak için ek bir su kaynağı sağlama potansiyeline sahiptir. arz.

Modern şehrin gelişimi genellikle nüfus artışı nedeniyle artan su talebiyle sonuçlanırken, aynı zamanda iklim değişikliğinin öngördüğü değişen akış, drenaj ve sel sorunlarına katkıda bulunabilecek yağmur suyu hacmini artırma potansiyeline sahiptir. IWM teklifler yağmursuyu hasat, (sel neden olabilir su miktarını azaltmak için) dahil olmak üzere birçok teknikleri, infiltrasyon (yeraltı sularının doğal şarj geri), bio filtreleme veya bioretention (örneğin yağmur bahçeleri ), saklamak ve tedavi akış ve onu serbest bırakmak için akarsular ve sulak alan uygulamaları üzerindeki etkiyi azaltmak için kontrollü bir oranda (akıntı oranlarını depolamak ve kontrol etmek ve kentsel alanlarda yaşam alanı sağlamak için).

LID elde etmenin birçok yolu vardır. En popüler olanı, tutma havuzları, biyolojik hendekler, sızma hendekleri, sürdürülebilir kaldırımlar ( geçirgen döşeme gibi ) ve yukarıda belirtilen diğerlerinin kullanımı yoluyla yağmur suyu akışını azaltmak için kara bazlı çözümler kullanmaktır . LID, kara tabanlı sistemlerle (yeraltı depolama tankları, yağmur suyu arıtma sistemleri, biyofiltreler , vb.) benzer veya potansiyel olarak daha iyi sonuçlar elde etmek için tasarlanmış, üretilmiş ürünler kullanılarak da elde edilebilir . Uygun LID çözümü, istenen sonuçları (akış ve kirliliği kontrol etme) ilişkili maliyetlerle (kara tabanlı sistemler için kullanılabilir arazi kaybı ile üretilen çözümün sermaye maliyeti) dengeleyen çözümdür. Yeşil (bitkilendirilmiş) çatılar da başka bir düşük maliyetli çözümdür.

Bir hareket olarak IWM, emekleme aşamasında olarak kabul edilebilir ve drenaj bilimi, ekoloji ve geleneksel drenaj çözümlerinin sorunları çevrenin ve su kaynaklarının zararına daha aşağı yönde aktardığının anlaşılmasını bir araya getirir.

Yönetmelikler

Amerika Birleşik Devletleri

Federal gereksinimler

Belediye ayrı fırtına kanalizasyon sistemlerinin haritası

In ABD'de , Çevre Koruma Ajansı (EPA) ile tahsil edilir düzenleyen için yağmursuyu ilkesini uygulamayı Temiz Su Yasası (CWA). CWA'nın amacı, tüm "Amerika Birleşik Devletleri Sularını" "balık tutulabilir" ve "yüzebilir" koşullarına geri getirmektir. Belediye çoğunlukla köken Nokta kaynak deşarjlar, atıksu ( kanalizasyon ) ve endüstriyel atık su deşarjları, sıkıca Ulusal Kirlilik Deşarj Eliminasyon Sistemi (ihracı yoluyla kontrol edilir bu kaynaklardan 1972. Kirletici yüklemelerde CWA yürürlüğe girmesinden bu yana düzenlenen edilmiştir NPDES ) izinlerin . Bununla birlikte, bu kontrollere rağmen, ABD'deki binlerce su kütlesi "bozuk" olarak sınıflandırılmaya devam ediyor, yani suyun amaçlanan yararlı kullanımları için EPA tarafından güvenli kabul edilenden daha yüksek seviyelerde kirleticiler içeriyorlar. Bu bozulmanın çoğu, genellikle kentleşmiş su havzalarında (ABD'nin diğer su havzalarında tarımsal kirlilik önemli bir kaynaktır) kirli akıştan kaynaklanmaktadır.

Ülke çapındaki yağmur suyu kirliliği sorununu ele almak için Kongre , 1987'de CWA "nokta kaynak" tanımını endüstriyel yağmur suyu deşarjlarını ve Belediye Ayrı Yağmur Kanalizasyon Sistemlerini ("MS4") içerecek şekilde genişletti. Bu tesisler NPDES izinleri almak için gereklidir. 2017 yılında, yaklaşık 855 büyük belediye sistemi (100.000 veya daha fazla nüfusa hizmet veren) ve 6.695 küçük sistem izin sistemi tarafından düzenlenmektedir.

Eyalet ve yerel gereksinimler

Bir şantiyede kurulmuş bir silt çit , bir tür tortu kontrolü

EPA, 47 eyalete NPDES izinleri verme yetkisi verdi. NPDES gerekliliklerini uygulamaya ek olarak, birçok eyalet ve yerel yönetim kendi yağmur suyu yönetimi yasalarını ve yönetmeliklerini çıkarmıştır ve bazıları yağmur suyu arıtma tasarım kılavuzları yayınlamıştır. Bu eyalet ve yerel gereksinimlerin bazıları, kapsamı federal gereksinimlerin ötesine genişletti. Örneğin, Maryland Eyaleti, 5.000 fit kare (460 m 2 ) veya daha büyük inşaat sahalarında erozyon ve tortu kontrolleri gerektirir . Devlet kurumlarının gereksinimlerini gözden geçirmesi ve bunları ilçelere ve şehirlere dayatması alışılmadık bir durum değildir; örneğin şantiyeler için yerel yağmur suyu izinlerinin değiştirilmemesi nedeniyle 25.000 ABD Dolarına kadar değişen günlük para cezaları uygulanabilir.

Noktasal olmayan kaynak kirliliği yönetimi

Tarımsal akış (konsantre hayvan besleme operasyonları veya " CAFO " hariç ), CWA kapsamında noktasal olmayan kaynak kirliliği olarak sınıflandırılır . CWA'nın "nokta kaynağı" tanımına dahil değildir ve bu nedenle NPDES izin gerekliliklerine tabi değildir. 1987 CWA değişiklikleri, EPA'da noktasal olmayan kaynak kirliliği yönetimi için araştırma ve gösteri projelerinden oluşan düzenleyici olmayan bir program oluşturdu. İlgili programlar , ABD Tarım Bakanlığı'ndaki Doğal Kaynakları Koruma Servisi (NRCS) tarafından yürütülmektedir .

EPA tarafından dağıtılan halk eğitimi grafiği

Halk eğitim kampanyaları

Eğitim, yağmur suyu yönetiminin önemli bir bileşenidir. Bir dizi kurum ve kuruluş, halka yağmur suyu kirliliğini ve bu kirliliğin çözümüne nasıl katkıda bulunabileceklerini öğretmek için kampanyalar başlattı. ABD'deki binlerce yerel yönetim, NPDES yağmur suyu izinlerinin gerektirdiği şekilde eğitim programları geliştirmiştir.

Yerel bir eğitim programının bir örneği olduğunu terim icat etmiştir Batı Michigan Çevre Eylem Konseyi (WMEAC) ait Hydrofilth onun "15 River" kampanyasının bir parçası olarak, yağmursuyu kirliliğini açıklamak için. (Bir yağmur fırtınası sırasında, Grand Rapids, Michigan'daki kirli akışın Grand River'a ulaşması sadece 15 dakika sürebilir .) Sosyal yardım faaliyetleri arasında bir yağmur varil dağıtım programı ve ev sahipleri için yağmur bahçelerinin kurulmasına yönelik materyaller yer alır .

Diğer halk eğitim kampanyaları, yağmur suyu akışını yavaşlatma ve tedavi etmede yeşil altyapının önemini vurgulamaktadır . DuPage County Yağmursuyu Yönetimi "Love Blue. Live Green"i başlattı. halkı yeşil altyapı ve yağmur suyu akışı için diğer en iyi yönetim uygulamaları konusunda eğitmek için sosyal medya sitelerinde sosyal yardım kampanyası . Yazılar, web siteleri, resimler, videolar ve diğer medyalar bu kampanya ile kamuoyuna duyurulmaktadır.

Tarih

İnsanlar yoğun köylerde veya kentsel ortamlarda yaşamaya başladığından beri, yağmur suyu akışı bir sorun olmuştur. Tunç Çağı boyunca , konutlar daha yoğun bir biçim aldı ve geçirimsiz yüzeyler , erken insan yerleşimlerinin tasarımında bir faktör olarak ortaya çıktı . Yağmur suyu mühendisliğinin bazı erken dahil edilmesi Antik Yunanistan'da kanıtlanmıştır .

Erken bir yağmur suyu akış sistemi tasarımının özel bir örneği , Girit'teki Minoan Phaistos'taki arkeolojik kurtarmada bulunur .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar