Wie Technologie kann Hilfe Städte besser Regenwasser nutzen

Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Ballungszentren. Die gebaute Umwelt der Stadt unterscheidet sich sehr von der ländlichen und natürlichen Gebieten. Wenn es über eine ländliche Landschaft regnet, viel des Regenwassers sinkt in den Boden oder verdampft oder Transpirated von Bäumen, Pflanzen und andere Pflanzen.

Transpiration ist der biologische Prozess, in dem Pflanzen ziehen Feuchtigkeit aus dem Boden durch ihre Wurzeln und lassen Wasserdampf in die Atmosphäre durch kleine Öffnungen in ihren Blättern. Jeden Tag lassen Sie Pflanzen große Mengen an Wasserdampf. Anbau von Pflanzen kann bis zu 10 mal so viel Wasser Durchsickern, wie sie in ihren Stängeln und Blättern zu halten. Diese langsame, natürliche Prozesse ermöglichen Niederschlag Grundwasser zu ergänzen und stützen Vegetation, so dass nur eine kleine Menge Wasser als Überland Flow oder Abfluss.

In städtischen Gebieten wenn es regnet, gießt aber es! Straßen, Dächer und Parkplätze sorgen für harte Oberflächen, die riesige Mengen an Regenwasser Abfluss direkt umzuwandeln. In einer typischen Stadt-Block wird Regenwasser gesammelt, von Drainagen und Straßenabläufe, die dann es unterirdisch durch Kanalisation vermitteln. Schließlich wird es zu einem natürlichen Wassersystem wie Bach, Fluss oder See ausgetragen. Oft Regenwasser ist ohne Verschmutzung Management veröffentlicht. Das ist ein Problem, seit, wie Wasser auf städtischen Flächen läuft, nimmt es Bakterien, Schwermetalle, Nährstoffe und Partikeln.

In den Städten ist die Quelle des Wassers, das unser Grundwasser füllt völlig verändert. Unter natürlichen Bedingungen sind Grundwasserleiter durch das Eindringen von Regenwasser sauber und Streamwater in den Boden getragen. Aber für urbane Umgebungen, sind diese Quellen von den undurchdringlichen Landschaften abgeschnitten. Stattdessen Wasser aus undichten Abwasserkanäle, Wasserleitungen, Klärgruben und Landschaft Bewässerung wird zur Quelle für Grundwasserneubildung. Da viele dieser Quellen Abwasser sind, sie sind qualitativ schlechte Quellen und zu Verschmutzung des Grundwassers führen können.

Aktuelle Innovationen im Umgang mit städtischen Regenwasser arbeiten, Abfluss in der Nähe der Quelle zu verhindern und Luftreinhaltung Prävention und Quantität zur Verfügung zu stellen.

Nachahmung der Natur, eine städtische Problem zu lösen

Low Impact Entwicklung (Deckel) ist ein Planungs- und Ansatz, der darauf abzielt, eingebürgerte Wasserbilanzen zu imitieren. Es verbindet Versickerung, Verdunstung und Transpiration Abfluss zu begrenzen. Der Deckel soll Prozesse wiederherzustellen, die in einer bebauten städtischen Umwelt verloren gehen. Deckel enthält verschiedene Arten von Low-Level-neue und innovative Regenwasser-Technologien, mit denen zusammen Wasser den Boden und Evapotranspire in die Luft zu infiltrieren.

Grüne oder lebendige Infrastruktur Eigenschaften stark in der Deckel-Ansatz. Grüne Dächer sind bewachsenen Dachsysteme, die Pflanzen, veränderter Kultursubstrate, Entwässerung Schichten und traditionelle wasserdichte Dach Membranen verbinden. Sie können aussehen wie Dachgärten. Bioretention und Regen Gärten sind andere bewachsenen Systemen, diese im Erdgeschoss, die Regenwasser direkt in die Erde eindringen zu ermöglichen. Diese lebende Systeme wiederherstellen Evapotranspiration und saubere Regenwasser durch Filtern, es fließt durch die technischen Böden.

Durchlässige Beläge können Regenwasser, langsam in den Boden einzudringen. Diese Beläge können für verkehrsarmen Straßen und Einfahrten, Parkplätzen und Gehwegen verwendet werden. Es gibt viele verschiedene Arten von durchlässiges Pflaster: einige der kommerziell erfolgreichsten Systeme sind durchlässig Fertiger ineinandergreifenden, fertiger Rasen, pervious Beton und porösen Asphalt.

Kommunalen und regionalen Gesetzgeber sind in zunehmendem Maße Deckel und grüne Infrastruktur in neue Politik einbringen. Im Jahr 2009 umgesetzt Toronto ein Gründach Satzungsänderung erfordern grüne Dachkonstruktion auf neue und Sanierungsprojekte. New Yorks grüne Infrastruktur-Programm zielt darauf ab, die Häufigkeit zu reduzieren, mit der die Stadt Kanalisation löst, kombiniert Regenwasser und Abwasser in nachgelagerten Gewässer. Und im Wasser-limitierte Städte wie Canberra, Australien, Nachbarschaft-Deckel Systemen sind Ernte und recycling Regenwasser.

Behandlung auf ganzer Linie

In Nordamerika wurden Stadtgemeinschaften Baujahr 1980 oft nicht mit jeder Nachbarschaft Regenwasserbewirtschaftung entwickelt. Seit 1980 ist der traditionelle Ansatz zur Regenwasserbewirtschaftung eine End-of-Pipe-System. End-of-Pipe-Systeme verwenden zentralisierte Infrastruktur befindet sich am Ende einer Abwasserleitung für Hochwassermanagement Kontroll- und Verschmutzung. In Nordamerika wurde am weitesten verbreitete Ansatz der End-of-Pipe Regenwasser-Management-Teiche, die Zwischenlagerung für Regenwasser und Verbesserung der Wasserqualität durch Sedimentation. Wenn diese Systeme ausfallen oder überlastet sind, Bewohner erleben Überschwemmungen und verschmutztes Regenwasser ist flussabwärts freigegeben.

Förder- und End-of-Pipe-Infrastruktur sind auch neu konzipiert werden, erstellen Sie einen komplette Behandlung Zug; städtischen Regenwasser geführt und behandelt alle Punkte auf seinem Weg durch das städtische Umfeld, und nicht erst am Ende der Zeile. Kanalrohre soll undichte Grundwasserneubildung unterstützen werden. Infiltration Kammern verwenden vergrabenen Rohre oder Zellen, um Regenwasser zurückhalten und lassen Sie ihn langsam in den Boden eindringen zu unterstützen. Pflanzenkläranlagen Regenwasser reinigen und entfernen Nährstoffe wie Stickstoff.

Klimawandel erfordert neue Regenwasser-Infrastruktur

Dezentralisierung der Regenwasser-Infrastruktur schafft die Möglichkeit, Resilienz und Redundanz in Stadtplanung und-Gestaltung helfen Gemeinden besser vorbereiten für extreme Wetterereignisse wie Dürren oder Überschwemmungen. Regenwasserbewirtschaftung in einer Nachbarschaft – durch den Einsatz von Dachbegrünung, Regenwassernutzung, Versickerungsanlagen und so weiter – in Kombination mit traditionellen Förder- und End-of-Pipe-Infrastruktur zu integrieren, können Gemeinden, Regenwasser für Alltags- und extreme Ereignisse gleichzeitig zu verwalten.

Städtische Gemeinschaften müssen entworfen werden, Leben im Gleichgewicht mit dem lokalen Klima und Umwelt, ob ganz nass oder sehr trocken. Um dies zu erreichen, müssen Entwickler und Stadtplaner zu erkennen, dass einige Plätze nicht für menschliche Entwicklung angemessen sind. Beispielsweise bietet die Alberta Floodway Relocation-Programms, als Reaktion auf die umfangreichen Zerstörungen Albertas 2013 Sintflut, finanziellen Unterstützung, um die Bewohner zu verlagern, deren Häuser befinden sich in Flussauen oder Fransen zu überfluten.

Städte müssen Regenwasser Praktiken umzusetzen, welche Klima geeignet. Im südwestlichen ist uns dies durch die Vermehrung der Regenwasser und Wasser-recycling-Infrastruktur auftritt. San Diego Reinwasser Programm strebt an, ein Drittel der Trinkwasserversorgung der Stadt lokal über Wasser-recycling-2035 zu produzieren. Raum-limitierte Städte wie Chicago und Toronto erleben Gründach Bau boomt, die Stichwahl verringert hat. In den Küstenregionen sehen wir eine Zunahme der natürliche Infrastruktur einschließlich Feuchtgebiete und Sanddünen.

Low Impact Entwicklung geht es um Technologie, um die einzigartigen Bedürfnisse einer Stadt anpassen. Eine gut geplante Gemeinschaft vereint kleine, mittlere und große Infrastruktur. Durch Erhaltung eingebürgerte Wasser Prozesse in städtischen Umgebungen, reduzieren wir die Auswirkungen der gebauten Umwelt auf unserer Wasserressourcen. Letztlich wird Deckel kombiniert mit grünen Infrastruktur schützen Bürger während extremer Wetterereignisse und unterstützen gesunde städtische Flüsse und Seen.

Jennifer Drake ist Assistant Professor für Bauingenieurwesen an der University of Toronto.

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