Urban avrenning - Urban runoff
| Del av en serie om |
| Forurensing |
|---|
 |
.JPG)
Urban avrenning er overflateavrenning av regnvann, landskapsvanning og bilvask skapt av urbanisering . Ugjennomtrengelige overflater ( veier , parkeringsplasser og fortau ) er konstruert under utvikling av land . Under regnvær og andre nedbørshendelser fører disse overflatene (bygget av materialer som asfalt og betong ), sammen med hustak , forurenset stormvann til stormavløp , i stedet for å la vannet trenge gjennom jord . Dette forårsaker senking av vannspeilet (fordi grunnvannsopplading reduseres) og flom siden mengden vann som er igjen på overflaten er større. De fleste kommunale avløpsanlegg tømmer uavklart stormvann til bekker , elver og bukter . Dette overflødige vannet kan også trenge seg inn i folks eiendommer gjennom sikkerhetskopiering i kjelleren og sive gjennom bygningsvegg og gulv.
Byavrenning er en viktig kilde til flom og vannforurensning i bysamfunn over hele verden.
Forurensninger
Vann som renner av disse ugjennomtrengelige overflatene har en tendens til å hente bensin , motorolje , tungmetaller , søppel og andre forurensninger fra veier og parkeringsplasser, samt gjødsel og plantevernmidler fra plener. Veier og parkeringsplasser er viktige kilder til polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), som dannes som forbrenningsbiprodukter fra bensin og andre fossile brensler , så vel som tungmetaller nikkel , kobber , sink , kadmium og bly . Takavrenning bidrar med høye nivåer av syntetiske organiske forbindelser og sink (fra galvaniserte takrenner). Gjødselbruk på boligplener, parker og golfbaner er en målbar kilde til nitrater og fosfor i urbane avrenninger når gjødsel påføres feil eller når torv er overgjødslet.
Eroderende jord eller dårlig vedlikeholdte byggeplasser kan ofte føre til økt sedimentering i avrenning. Sedimentering legger seg ofte til bunnen av vannforekomster og kan direkte påvirke vannkvaliteten. For mye sediment i vannforekomster kan øke risikoen for infeksjon og sykdom gjennom høye nivåer av næringsstoffer i jorda. Disse høye nivåene av næringsstoffer kan redusere oksygen og øke algevekst, samtidig som den begrenser den naturlige vegetasjonsveksten. Begrenset innfødt vegetasjon og overdreven alger har potensial til å forstyrre hele akvatiske økosystem på grunn av begrenset lysinntrengning, lavere oksygennivåer og reduserte matreserver. For store sedimenter og suspenderte faste stoffer kan også skade eksisterende infrastruktur. Sedimentering kan øke avrenningen ved å koble til underjordiske injeksjonssystemer, og dermed øke mengden avrenning på overflaten. Økte sedimenteringsnivåer kan også redusere lagring bak reservoarer. Denne reduksjonen i magasinkapasiteten kan føre til økte utgifter for offentlige arealbyråer, samtidig som det påvirker kvaliteten på rekreasjonsområder for vann.
Avrenning kan også forårsake tungmetallforgiftning i havlivet. Små mengder tungmetaller bæres ved avrenning til havene. Disse metallene inntas av havlivet. Disse tungmetallene kan ikke kastes, så de akkumuleres i dyrene. Over tid bygger disse metallene opp til et giftig nivå, og dyret dør. Denne tungmetallforgiftningen kan også påvirke mennesker. Inntak av et forgiftet dyr øker risikoen for tungmetallforgiftning.
Etter hvert som stormvannet kanaliseres til stormavløp og overflatevann, reduseres den naturlige sedimentbelastningen som slippes ut til mottakende vann, men vannstrømmen og hastigheten øker. Faktisk skaper det ugjennomtrengelige dekket i en typisk by fem ganger avrenningen av et typisk skog av samme størrelse.
Effekter
Tørr værutslipp
Overvann under landskapsvanning kan føre til at avrenning når mottakende vann under lave strømningsforhold. Avrenning fører akkumulerte forurensninger til bekker med uvanlig lave fortynningsforhold som forårsaker høyere forurensningskonsentrasjoner enn man ville finne under regionale nedbørshendelser.
Urban flom
Byavrenning er en hovedårsak til byflom , oversvømmelse av land eller eiendom i et bebygd miljø forårsaket av nedbør som overvelder kapasiteten til dreneringssystemer , for eksempel storm kloakk . Utløst av hendelser som lynflom , stormflo , overbankflom eller snøsmelting , er urbane flom preget av gjentagende, kostbare og systemiske konsekvenser for lokalsamfunn, uavhengig av om disse samfunnene befinner seg innenfor formelt utpekte flommarker eller i nærheten av et organ av vann.
Det er flere måter stormvann kommer inn i eiendommer på: sikkerhetskopiering gjennom kloakkrør, toaletter og vasker inn i bygninger; siver gjennom bygningsvegger og gulv; akkumulering av vann på eiendom og i offentlige veierettigheter; og overløp av vann fra vannforekomster som elver og innsjøer. Hvor eiendommer er bygget med kjellere , er urbane flom den viktigste årsaken til kjellerflom.
Oversvømmelser i urbane miljøer har blitt undersøkt relativt nylig til tross for mange århundrer med flomhendelser. Noen forskere nevnte lagringseffekten i byområder. Flere studier har undersøkt strømningsmønstre og omfordeling i gater under stormhendelser og implikasjonen når det gjelder modellering av flom. Noen nyere undersøkelser vurderte kriteriene for sikker evakuering av enkeltpersoner i oversvømte områder. Men noen nylige feltmålinger under flommen i Queensland 2010–2011 viste at ethvert kriterium utelukkende basert på strømningshastigheten, vanndybden eller spesifikk momentum ikke kan redegjøre for farene forårsaket av hastigheten og vanndybdens svingninger. Disse betraktningene ignorerer ytterligere risikoen forbundet med store rusk som følge av strømningsbevegelsen.
Byflom har betydelige økonomiske implikasjoner. I USA anslår bransjeeksperter at våte kjellere kan senke eiendomsverdiene med 10% -25% og er nevnt blant de viktigste årsakene til ikke å kjøpe et hjem. Ifølge US Federal Emergency Management Agency (FEMA) åpner nesten 40% av små bedrifter aldri dørene igjen etter en flomkatastrofe. I Storbritannia anslås det at flomene i byen koster 270 millioner pund i året i England og Wales ; 80 000 boliger er i fare.
En studie av Cook County, Illinois , identifiserte 177 000 krav om eiendomsskadeforsikring på 96% av fylkets postnummer over en femårsperiode fra 2007-2011. Dette tilsvarer at en av seks eiendommer i fylket fremsetter krav. Gjennomsnittlig utbetaling per krav var $ 3.733 på tvers av alle typer krav, med totalt krav på $ 660 millioner i løpet av de fem undersøkte årene.
Til tross for samordnet innsats, mangler mange lokalsamfunn midler til å løse disse problemene fullt ut, og søker ofte midler andre steder. Mange vannskiller i Los Angeles County, California, oppfyller ikke statlige vannkvalitetsstandarder, til tross for at de bruker 100 millioner dollar i året på rent vannprogrammer for å bekjempe problemer som urbane avrenning. For å bekjempe dette problemet har tjenestemenn innført et tiltak som vil vurdere gebyr til huseiere og lokale bedrifter i et forsøk på å skaffe 290 millioner dollar for effektiv byavrenningshåndtering.
Vannforurensning
Byavrenning bidrar til vannkvalitetsproblemer .
Avrenningen øker også temperaturen i bekker og skader fisk og andre organismer. (Brå, avrenning fra en regnstorm kan føre til en fisk drepende støt av varmt vann.) Dessuten, veisalt brukes til å smelte snø på fortau og veier kan forurense elver og grunnvann vannførende lag .
En av de mest markante effektene av urbane avrenning er på vassdrag som historisk inneholdt lite eller ingen vann i perioder med tørt vær (ofte kalt flyktige bekker ). Når et område rundt en slik strøm er urbaniserte , skaper den resulterende avrenning en unaturlig helårs vannføring som skader vegetasjon, dyreliv og bekken sengen av vannveien. Byen inneholder lite eller ingen sediment i forhold til det historiske forholdet mellom sediment og vann, og urbane avrenning skynder nedover bekkekanalen, ødelegger naturlige trekk som meanders og sandstenger , og skaper alvorlig erosjon - øker sedimentbelastningen ved munnen mens det sterkt opphører bekken oppstrøms . Som et eksempel bærer urbane avrenning på mange strender i Sør -California ved munningen av en vannvei søppel, forurensninger, overdreven silt og annet avfall, og kan utgjøre moderate til alvorlige helsefarer.
På grunn av gjødsel og organisk avfall som urbane avrenning ofte bærer, skjer det ofte eutrofiering i vannveier som er berørt av denne typen avrenning. Etter kraftig regnvær, blir organiske stoffer i vassdraget forholdsvis høye sammenlignet med naturlige nivåer, og for å stimulere vekst av algeoppblomstring som snart bruker det meste av oksygen . Når det naturlig forekommende oksygenet i vannet er oppbrukt, dør algerblomstringen, og deres nedbrytning forårsaker ytterligere eutrofiering. Algeblomster forekommer for det meste i områder med stille vann, for eksempel bekkebasseng og bassengene bak demninger , stier og noen dråpestrukturer . Eutrofiering kommer vanligvis med dødelige konsekvenser for fisk og andre vannlevende organismer.
Overdreven erosjon av bekker kan forårsake flom og materielle skader. I mange år har regjeringene ofte reagert på problemer med erosjon i byer ved å modifisere bekkene gjennom bygging av herdede fyllinger og lignende kontrollstrukturer ved bruk av betong og murmaterialer. Bruk av disse harde materialene ødelegger habitat for fisk og andre dyr. Et slikt prosjekt kan stabilisere nærområdet der flomskader oppstod, men ofte flytter det ganske enkelt problemet til et oppstrøms eller nedstrøms segment av bekken. Se River engineering .
Forebygging og demping
Effektiv kontroll av urbane avrenning innebærer å redusere hastigheten og strømmen av stormvann, samt redusere utslipp av forurensende stoffer. Lokale myndigheter bruker en rekke metoder for håndtering av stormvann for å redusere effekten av urbane avrenning. Disse teknikkene, kalt beste forvaltningspraksis for vannforurensning (BMP) i noen land, kan fokusere på vannmengdekontroll, mens andre fokuserer på å forbedre vannkvaliteten, og noen utfører begge funksjonene.
Forurensningsforebyggende praksis inkluderer utvikling av lav påvirkning (LID) eller grønn infrastruktur - kjent som Sustainable Drainage Systems (SuDS) i Storbritannia og vannsensitiv bydesign (WSUD) i Australia og Midtøsten - for eksempel installasjon av grønne tak og forbedret kjemisk håndtering (f.eks. håndtering av motorbrensel og olje, gjødsel og plantevernmidler). Avrenningsreduserende systemer inkluderer infiltrasjonsbasseng , bioretensjonssystemer , konstruerte våtmarker , oppbevaringsbassiner og lignende enheter.
Å tilby effektive urbane avrenningsløsninger krever ofte riktige byprogrammer som tar hensyn til samfunnets behov og forskjeller. Faktorer som byens gjennomsnittstemperatur, nedbørsnivåer, geografisk beliggenhet og luftbårne forurensningsnivåer kan alle påvirke forurensningshastigheten i urbane avrenninger og gi unike utfordringer for ledelsen. Menneskelige faktorer som urbaniseringshastigheter, landbrukstrender og utvalgte byggematerialer for ugjennomtrengelige overflater forverrer ofte disse problemene.
Implementering av bydekkende vedlikeholdsstrategier som gatefeiingsprogrammer kan også være en effektiv metode for å forbedre kvaliteten på urbane avrenninger. Gatestøvsugere samler støvpartikler og suspenderte faste stoffer som ofte finnes på offentlige parkeringsplasser og veier som ofte ender i avrenning.
Utdanningsprogrammer kan også være et effektivt verktøy for å håndtere byavrenning. Lokale bedrifter og enkeltpersoner kan ha en integrert rolle i å redusere forurensning i urbane avrenninger ganske enkelt gjennom sin praksis, men er ofte uvitende om forskrifter. Å skape en produktiv diskusjon om byavrenning og viktigheten av effektiv avhending av husholdningsartikler kan bidra til å oppmuntre til miljøvennlig praksis til reduserte kostnader for byen og den lokale økonomien.
Termisk forurensning fra avrenning kan styres av stormvannshåndteringsanlegg som absorberer avrenningen eller leder den til grunnvann , for eksempel bioretensjonssystemer og infiltrasjonsbassiner. Retensjonsbasseng har en tendens til å være mindre effektive for å redusere temperaturen, ettersom vannet kan bli oppvarmet av solen før det slippes ut til en mottagende strøm.
Stormvannsoppsamling omhandler innsamling av avrenning fra bekker, sluker, flyktige bekker og andre bakketransport. Høstprosjekter for høsting av vann har ofte flere mål, for eksempel å redusere forurenset avrenning til følsomt vann, fremme opplading av grunnvann og ikke-drikkbare applikasjoner som toalettspyling og vanning .
Se også
- Rensing av avløpsvann fra landbruket - Avrenning av næringsstoffer
- Første skylling (første avrenning av et regnvær)
- Liste over miljøspørsmål
- Nationwide Urban Runoff Program , et forskningsprosjekt utført av US Environmental Protection Agency
- Nonpoint kildeforurensning
- Høsting av regnvann
- Avrenning av overflaten - Landbruksspørsmål
Referanser
- McGinn, Anne Platt (2004). Menneskelig aktivitet som truer verdenshavene . Farmington Hills, MI: Glennhaven Press. s. 144–157.
Videre lesning
- Harry C. Torno; Jiri Marsalek; Michel Desbordes, red. (1986). Urban avrenningsforurensning . Berlin: Springer-Verlag. ISBN 3-540-16090-6.