Дождевая вода как перспективный ресурс общественных пространств — Здания высоких технологий — Инженерные системы

Главная|Журнал|Лето 2018|Дождевая вода как перспективный ресурс общественных пространств

Дождевая вода как перспективный ресурс общественных пространств

Е. Кузнецова, Е. Барчугова, М. Бродач

На сегодняшний день становится актуальным вопрос обустройства ландшафтной среды городов, особое место в организации которой занимает ресурс дождевой воды. Проанализируем европейский опыт управления данным ресурсом и перспективность его использования

Градостроительные методы, применявшиеся в XX веке, в части проектов не учитывали естественный ландшафт, превращая города в «бетонные джунгли». На сегодняшний день постепенно происходит изменение в градостроительной политике, и вопрос обустройства ландшафтной среды городов и отдельных мест становится актуальным.

Особое место в организации ландшафтов занимает ресурс дождевой воды. Системы по ее использованию необходимы не только в рамках ресурсосбережения и экономии, но в том числе и как мера по управлению интенсивными потоками воды во время ливней, которые участились за последние десятилетия, и могут приравниваться к рангу стихийных бедствий по своему разрушительному для городов эффекту.

Программы по использованию дождевых вод

В Европе были разработаны директивные документы, такие как 91/271/ЕЕС «Об очистке городских стоков» или 2000/60/ЕС «Европейская водная директива», послужившие важным регулятором и стимулирующим фактором для переосмысления того, как вода в городе включается в процесс инновационного обновления среды и процессов в ней [1]. Принятие данных документов стало отправной точкой в изменении организации городских открытых пространств именно с позиции локализации дождевой воды по месту её выпадения, максимально возможного организованного сбора и рационального вторичного использования.

В мире существует большая вариативность программ по управлению дождевой водой. Так, в США развиты такие направления как экологическое управление ливневыми стоками (Ecological Stormwater Management – ESM), а также экологически щадящий подход к дизайну территории (Low Impact Design – LID), цель которого управление городскими ливневыми стоками. В Великобритании есть похожая программа – устойчивые дренажные системы (Sustainable Drainage Systems – SuDS), в Австралии развита технология управления ливневыми стоками (Water Sensitive Urban Design – WSUD) [2].

Преимущества рельефа с направленным стоком дождевой воды

Тотально ровная поверхность более не рассматривается как идеальная для организации городского ландшафта. В практику входит разработка проектов с использованием естественное рельефа территорий.

Возможен вариант создания искусственного рельефа с направленным стоком дождевой воды с помощью грунта, образующегося при рытье котлованов под жилые или общественные здания, что широко используется в международной практике (рис. 1). При создании насыпного ландшафта решается вопрос дорогостоящего вывоза «строительного» грунта за пределы квартала.

Пластика рельефа, обеспечивающего направленный сток воды, одновременно становится решающим фактором ухода от плоской монотонности поверхности земли в жилой застройке. При наличии перепада вертикальных отметок на участке пониженная часть открытого пространства может быть спроектирована как дождесборный участок ландшафта (рис. 2).

Использование углубленных участков на поверхности земли для сбора дождевой воды на городских улицах и площадях расширяет возможность удерживать большее количество воды, обеспечивая при этом гарантированно сухие полосы движения по возвышенным участкам поверхности. На одной из центральных площадей в районе Адлерсхоф в Берлине такое решение во многом способствовало созданию оживленной атмосферы вокруг кафе, где часто бывают студенты расположенного рядом Университета Гумбольдта (рис. 3) [1].

Факт обустройства подобных водоемов полезен не только как часть нового поколения инженерных решений, но и как радикальное преодоление комплекса парадности в обустройстве новых крупных комплексов административно-делового назначения. Естественность ландшафта, окружающего большие общественные здания, создает более демократическую среду, сокращая визуальное давление больших масс застывшего камня, бетона, стекла и металла на посетителей.

Рассмотренные примеры по включению воды в ландшафт позволяют переосмыслить использование жилых дворов и крыш домов в качестве поверхности организованного сбора воды с расширением диапазона её утилизации. Задача сокращения сброса выпадающих осадков в ливневую канализацию и превращение их в один из ресурсов для развития массы растительности становится преобладающей.

Дождевые сады

Один из компонентов управления городскими ливневыми стоками, который позволяет решать проблемы затопления территорий, а также загрязнения дождевых потоков являются дождевые сады.

Такие системы работают локально, то есть дождевую воду используют и очищают в месте возникновения, образуют систему «губок». Создание дождевых садов способствует увеличению биоразнообразия, созданию отдельных биоценозов, где протекают естественные биологические процессы. Такие биофильтры наряду с малыми реками и каналами являются мероприятиями адаптации города к изменяющимся природным условиям, обеспечивая уменьшения риска затоплений территории (рис. 4).

Сравнение затрат на проектирование и установку традиционных систем, отводящих дождевую воду, с расходами на устойчивые системы управления ливневым стоком однозначно показывает финансовую выгоду в последнем случае. Еще один плюс – отсутствие необходимости согласовывать какие-либо документы. Помимо этого уменьшается нагрузка на традиционные локальные очистные сооружения (ТЛОС) до 80–90 % от объёма поверхностных вод. Дождевой сад сам по себе является элементом ландшафтного дизайна, тогда как ТЛОС не могут быть установлены без специальной проработки.

Опыт Копенгагена по управлению ливнями

За последние несколько лет Копенгаген пережил сильнейшие ливни, самый мощный из которых прошел в 2011 году и нанес убыток свыше 6 млрд датских крон. Это подтвердило необходимость выработки мер по предотвращению последствий изменения климата: роста количества осадков и зимой и летом, увеличения числа ветреных дней, повышения уровня моря и т.

 д. Поэтому 25 августа 2011 года был принят план адаптации к изменению климата в Копенгагене. Одной из частей данного документа стал план управления ливнями (Cloudburst Management Plan), в котором были изложены методы, приоритеты и меры, рекомендованные для успешной адаптации к изменению климата, включая экстремальные осадки. Результатом стало переосмысление эксплуатации дождевой воды и модернизация канализационной системы.

Ключевая концепция программы – это разделение районов города на «зеленые и синие» области, рекреационную и водную инфраструктуру соответственно, а также создание системы разделения сточных и дождевых вод для уменьшения нагрузок на канализационную систему города.

План перспективного управления по адаптации к климату рассчитан на 20–30 лет. За этот период предполагается проложить 4 гигантских ливневых трубопровода для сброса воды в озера и гавани. Осуществление программы будет вестись, в первую очередь, на территориях с высоким риском затопления, районах, где возможна легкость реализации ввиду географического положения, районах реконструкции и городских территориях, где возможно объединение местных и общегородских инициатив.

С 2012 года было разработано порядка 300 проектов и 16 инициатив управления Cloudburst. На этой базе формируется банк решений, их которого впоследствии отбираются технологии для реализации согласно регламентирующему документу – Выбор метода реализации Техническим и Экологическим комитетами (Technical and Environmental Committees choice of method of implementation).

Рассмотрим проекты, реализуемые в рамках концепции плана адаптации к изменению климата в Копенгагене.

Проект реконструкции площади Тосинге

¹

Площадь Тосинге расположена в центре первого климатически устойчивого района в Дании. Функциональное деление представляет собой три зоны, отличающиеся по рельефу и степени увлажненности: холм, «тропический лес» и плаза. Каждая из частей задействована в адаптации прилегающего района к сильным дождям.

«Тропический лес» – это низинная часть площади с растениями, создающими экосистему, очищающую дождевую воду. Плаза оборудована приспособлениями для сбора воды:

— зонтикообразные конструкции служат водосбором при дожде и солнцезащитой в хорошую погоду,

— каплеобразные скульптуры на самом деле являются запасными резервуарами на случай сильных дождей,

— качающаяся платформа – это не просто качели, а помпа, которая нагнетает воду в каплеобразные конструкции (рис.  5).

Так в игровой форме постигается круговорот воды и ее свойства.

Рельефу площади уделено особое внимание: бассейн, в котором расположен «Тропический лес», во время ливней заполняется водой, стекающей по террасам, служащим в хорошую погоду ступенями. Плитки, выложенные уступами на плазе, создают естественный канал для отвода воды. Бордюрные камни вдоль проезжей части положены с разрывом для слива, в обочину вмонтированы трубы слива, замаскированные декоративными элементами.

Архитектурно-инженерное решение площади органично вписалось в контекст, подчеркнуло идентичность места, позволило эффективно управлять дождевыми ресурсами, а также стало площадкой для сбора местного населения и его полноценной социальной жизни.

Проект адаптации к климату парка Hans Tavsens и улицы Корсгаде²

 

Данный проект неразрывно связан с городской природой и социальной средой. Проектные решения базируются на синергии гидрологических, биологических и социальных циклов. В основу проекта легли три принципа: вода как ресурс, удержание воды и очистка вод озера.

Первый принцип напрямую связан с осознанием ценности воды. Создаваемые зеленые дворы и зоны орошаются за счет воды, накапливаемой в резервуарах, которые могут использоваться муниципалитетами для очистки и полива, а также школами как объекты для обучения.

Реализация мер по очистке воды заключается в создании в парке крупного открытого резервуара, способного удерживать 18 000 м³ воды, а также небольших резервуаров, обес-печивающих ежедневные нужды города и его жителей (рис. 6). В проекте предусмотрены различные сценарии работы водной системы района в зависимости от интенсивности дождя (рис. 7).

Две главные улицы района получают V‑образный профиль и оборудуются придорожными канавами, что позволит отвести к озеру дождевую воду с этих и прилегающих дорог. Очищение воды в озере происходит за счет рециркуляции: насос закачивает воду из озера в подземную трубу, выходящую на поверхность поблизости от церкви, затем вода самотеком направляется вниз по улице по обустроенным желобам канав. По пути дождевые воды очищаются через природные биотопы, которые вместе с передовыми методами фильтрации улучшают качество воды в озере [3].

 Основные мероприятия по устойчивому управлению дождевой водой

В рамках устойчивого развития города необходима разработка мер по обеспечению экологических безопасности и санитарии, энергоресурсосбережения, сохранения и восстановления природной среды, а также экологизации строительства и воспитания экологического сознания городских жителей [4]. Из существующих на сегодняшний день мероприятий по устойчивому управлению дождевой водой при благоустройстве общественных пространств можно выделить следующие:

— устройство дождевых садов;

— уменьшение площади непроницаемых поверхностей;

— использование естественного рельефа территории;

— сохранение растительности участка;

— использование технологий проницаемых покрытий;

— устройство зеленых крыш и/или садов на крыше;

— совершенствование канализационных систем;

— установка резервуаров для аккумулирования и повторного использования дождевой воды.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что пересмотр отношения к использованию дождевой воды в городской среде способен изменить облик городов, постепенно уводя его от искусственной парадности и монументальности в сторону естественности и разнообразия. При этом экологический смысл освоения территории многократно возрастает.

 

Литература

1. Нефёдов В. Дождевая вода как ресурс в ландшафте города (http://green-city.su/dozhdevaya-voda-kak-resurs-v-landshafte-goroda/) (25.03.2018).

2. Чибиряева С. В. Устойчивое управление дождевыми садами (www.scienceforum.ru/2016/pdf/25168.pdf/) (25.03.2018).

3. Трошина М. В ожидании дождя // Проект international. 2016. № 42.

4. Самойленко Н. Н., Байрачный В. Б., Шапорев В. П., Каклаускас А., Кофанова Е. В. и др. Экологически устойчивое развитие городов. Х.: Щедра садиба-плюс, 2015. 220 с.

5. Инженерное благоустройство городских территорий и транспорт: Методическое пособие для студентов специальностей «Архитектура» и «Дизайн архитектурной среды». Бишкек: КРСУ, 2007. 54 с.

6. Михайлова С., Бродач М. Дождевые сады как элемент системы устойчивого развития города (http://zvt.abok.ru/articles/369/Dozhdevie_sadi_kak_element_sistemi_ustoichivogo_razvitiya_goroda) (25.03.2018). ●

lluevelluvia: Система сбора дождевой воды для использования в качестве питьевой воды

?

lluevelluvia: Система сбора дождевой воды для использования в качестве питьевой воды

green_life

April 2nd, 2017

Команда дизайнеров из города Бетим, Бразилия, разработала решение на основе устойчивых идей, которое позволяет использовать дождевую воду для питья. Система с полиэтиленовым фильтром, который направлен на сбор дождевой воды, хранения его в резервуаре для последующего использования.

Читайте также:
Ловцы туманов: выхватывать воду для снабжения бедных
Savior Bud — получает воду из листьев деревьев
Поливная вода: 7 советов по сбору и потреблению

В отличие от другого оборудования , продаваемого только чтобы удалить грязь из воды (обычно шлифовка), система lluevelluvia является единственным устройством, которое проводит обработку дождевой воды для бытового использования.

Система состоит из четырех этапов:
Первый фильтрует воду от листьев и более крупных частиц.

Второй. Проход через известняк для регулирования рН.

Третий. Вода вступает в контакт с хлором , чтобы удалить вредные микроорганизмы.

Четвёртый. Лечение, завершается тонкой системой фильтрации, чтобы очистить любые примеси, которые все еще существуют в воде.

После прохождения через четыре фазы, которые имеют место в оборудовании, вода может храниться в подземных резервуарах или на поверхности для использования в вашем доме или офисе.

Представьте крышу площадью 100 м2 в сильный дождь, когда до 15000 литров воды может быть сохранено, избегая эрозий и экономя финансовые средства.

Как утверждают разработчики, эта инициатива позволит избежать потери миллионов литров, которая может стекать вниз по улице или в собственный двор, используя эту воду для любых целей или потребления человеком. В дни сильных дождей, можно собирать и обрабатывать до 15000 литров воды с крыши площадью 100 квадратных метров.

Если вы заинтересованы в темах сбора дождевой воды, вы могли бы сделать это для себя, я рекомендую Ekomuro h3O + , вертикальный модульный резервуар для хранения дождевой воды повторного использования из ПЭТ бутылок:

Tags: дождевая вода, сбор воды, фильтрация

• Один триллион ватт чистой энергии к 2023 году

  Согласно данным ежегодного доклада Международного энергетического агентства о прогнозе объема работы возобновляемых источников энергии, в течение…

• Джонни Хьюз: вертикальные леса и городские реки могут изменить города

  В Милане два жилых здания превратили в настоящие вертикальные сады – здесь растут 900 деревьев и 5 000 кустов, а в Сеуле на месте старой дороги было…

• Этот стартап предложил купить древний лес, чтобы защитить его

  Хамбахскому лесу около 12 000 лет, и он является достоянием западного ФРГ. Однако, сегодня от его изначальной площади осталось всего 10%. Он…

Может ли сбор дождевой воды превратить города в мудрые водой города?

Сбор и управление дождевой водой не являются чем-то новым. Фактически, этот метод использовался в течение тысяч лет во многих частях земного шара для сбора и хранения дождевой воды в порах почвы или для использования человеком. Растущий дефицит воды, изменение климата, стремительная урбанизация и растущий спрос на воду вновь делают эту древнюю технологию жизнеспособным вариантом для городов.

Потенциал сбора и управления дождевой водой (RWHM) для сокращения потребления воды, облегчения ливневых стоков и обеспечения питьевой водой в современную эпоху в значительной степени игнорируется. Отчасти это связано с местными условиями, такими как сезонная изменчивость количества осадков, затраты на хранение, очистку и модернизацию систем водоснабжения, а также политические и институциональные барьеры. Добавьте к этому недальновидную политику управления водными ресурсами, основанную на чрезмерной эксплуатации речной воды или грунтовых вод.

Чтобы города и населенные пункты стали по-настоящему мудрыми водными ресурсами, ключевое значение имеет долгосрочная выгода от использования альтернативных источников воды, таких как дождевая вода. Децентрализованный характер RWHM требует участия и сотрудничества сообществ, на которые они больше всего влияют. Грамотному водному городу в первую очередь нужны водные сообщества, понимающие преимущества таких систем.

 

Профессор Муён Хан на зеленой крыше Сеульского национального университета

 

Как мы можем реализовать RWHM в городах?

Интеграция между секторами и дисциплинами и переработка общегородских генеральных планов, которые способствуют согласованию политики, имеют жизненно важное значение. Как и работа с местными сообществами и другими заинтересованными сторонами для обеспечения знаний и потенциала для успешной реализации. Предстоит пройти долгий путь, но новаторские примеры из Азии дают представление о том, что может быть возможно.

Сингапур

В Сингапуре, городе-государстве с ограниченными водными ресурсами, сбор дождевой воды был естественным продолжением ранее существовавших стратегий сокращения, повторного использования и пополнения источников воды. Приблизительно 86% населения Сингапура живет в высотных зданиях, поэтому на крышах были установлены системы сбора воды, чтобы максимально использовать дождевую воду и действовать как водосборник. Дождевая вода собирается в резервуары и используется для смыва в туалетах, что помогает сократить потребление воды, сэкономить энергию и сократить другие расходы внутри зданий.

Вьетнам

В деревне недалеко от Ханоя, Вьетнам, без водопровода грунтовые воды загрязнены мышьяком, речная вода загрязнена, а бутилированная вода слишком дорогая. Единственным вариантом для питьевой воды является использование дождевой воды. Несколько общинных систем сбора дождевой воды, в том числе в государственных школах и больницах, успешно обеспечивают население питьевой водой. После выявления и преодоления технических, экономических и социальных барьеров на конкретных участках сбор дождевой воды на уровне общин может стать многообещающим вариантом обеспечения питьевой водой сельских деревень в развивающихся странах Африки и Восточной Азии.

Корея

Исследования в Корее показали, что 90% всех водных ресурсов составляют «невидимая вода» — вода, содержащаяся во влаге почвы, живых растениях и атмосфере. Поддержание и увеличение невидимой воды жизненно важно для городов, процесс озеленения городов достигается за счет уменьшения количества непроницаемых поверхностей и сохранения ее в почве и растениях. Невидимая вода испаряется, превращаясь в облака, а затем возвращается на землю в виде дождя, завершая короткий круговорот воды. Зеленая инфраструктура приносит городам двоякую пользу: повышает устойчивость к экстремальным ливням; и уменьшение эффекта городского острова тепла за счет эвапотранспирации невидимой воды. Зелень перехватывает осадки и замедляет их движение, снижая масштабы риска наводнений. Зелень также потребляет тепловую энергию путем испарения, что снижает температуру. Знаете ли вы, что 1 м3 воды потребляет 700 кВтч тепловой энергии путем испарения? Это эквивалентно энергии, затрачиваемой за день 100 оконными кондиционерами.

 

 

Китай

Шэньчжэнь реагирует на кризис нехватки воды в городах, став одним из первых, кто внедрил концепцию Sponge City. Город стремится стать водосборным узлом, увеличивая использование невидимой воды для контроля температуры. Это началось с внедрения политики и правил по инфильтрации, удержанию и хранению дождевых осадков в новых строительных проектах. Шэньчжэнь добился прогресса, но по-прежнему сталкивается с проблемами, связанными с обеспечением стабильного и чистого водоснабжения. Увеличение городских зеленых насаждений, концепции Sponge City и модернизация зданий в городах — все это важные методы подготовки к неопределенному будущему.

Путь вперед

Традиционное управление водными ресурсами может внести большой вклад в будущие решения, но мы должны двигаться к новой парадигме, которая рассматривает дождевую воду как основной водный ресурс во всем круговороте воды в городе. Поступая таким образом, мы можем привести заинтересованные стороны в соответствие с концепцией городских водных ресурсов, известной как водохозяйственное сообщество.

Что делает ваш город для активизации управления дождевой водой? Присоединяйтесь к нам в путешествии по водным городам!

 

Embrace the Water, a Cities of the Future Conference

Конференция IWA Embrace the Water (12–14 июня 2017 г.) — это уникальное мероприятие, посвященное водным возможностям и угрозам в современных, устойчивых и инновационных городах. Он предоставляет возможность специалистам по водным ресурсам и градостроителям учиться и сотрудничать в поиске устойчивых решений для своих городов. Не пропустите одно из главных городских и водных событий года.

 

Проблемы со сбором дождевой воды в городских условиях

09 марта 2022 г.

Техническое обслуживание

Многие городские пространства построены из непористых материалов, таких как бетон или асфальт, что делает сбор дождевой воды серьезной проблемой для городских властей. Сегодня большая часть дождевой воды, собираемой в городах, попадает в очистные сооружения, где уровень загрязнения может стать значительным, что представляет серьезную опасность для населения. По этим и другим причинам крайне важно найти экологически чистую альтернативу.

Городская канализация: ограничения современных канализационных систем

Сегодня эксперты отмечают тревожную тенденцию среди городских жителей полагаться исключительно на канализационные системы, несмотря на риски для здоровья и безопасности, которые это может представлять. В сочетании с запечатыванием почвы это явление также может оказать значительное воздействие на окружающую среду. Несмотря на проведенную в 1970-х годах модернизацию, канализация не в состоянии поглотить большое количество дождевой воды . Таким образом, управлять уровнем воды становится невероятно сложно, что увеличивает риск наводнений в периоды сильных дождей.

Снижение уровня загрязнения, связанного с дождевой водой, также является проблемой для городских властей. Вместо того, чтобы поглощаться локально, сточные воды омывают почву, пока не собираются в канализацию, принося с собой побочные продукты жизнедеятельности человека. Управление стоком воды стало еще сложнее в результате роста урбанизации.

С 1980-х годов от 200 до 250 км² земли ежегодно покрываются бетоном или асфальтом (1).

Другие проблемы, связанные со сбором дождевой воды, включают городскую топографию и городское планирование, а также системы налогообложения сбора воды, эффективность которых может сильно различаться в разных странах.

Как зеленые города оптимизируют сбор дождевой воды

Современные экологически чистые стратегии управления дождевой водой подчеркивают  естественное поглощение  землей и окружающей растительностью, что на сегодняшний день является наиболее эффективным и экологически безопасным способом борьбы с избытком дождевой воды. Оказывается, матушка-природа что-то напутала!

1. Растения и деревья хорошо впитывают дождевую воду

Большинство видов растительности наделены естественной и очень эффективной системой управления водными ресурсами, позволяющей им «выпивать» большое количество дождевой воды. Они делают это, поглощая воду корнями, а затем «выдыхая» ее через листья 9.0017 быстрое и эффективное удаление лишней воды .

2. Городская зелень: природное решение проблемы загрязнения!

Растения не только уменьшают накопление дождевой воды, тем самым снижая общий уровень загрязнения, но и помогают фильтровать воду . Таким образом, деревья и растения играют важную роль в управлении загрязнением воды и воздуха. Короче: больше деревьев, пожалуйста.

3. Зеленые города: пространство для дыхания

Наконец, зеленые города также помогают регулировать температуру летом. Улицы с высокими бетонными зданиями с небольшим количеством деревьев или без зеленых насаждений могут быстро задерживает тепло в теплое время года . Более того, асфальт и бетон часто хорошо сохраняют тепло ночью. Парки, берега рек и деревья имеют решающее значение во время аномальной жары, предлагая городским жителям тень и более низкие температуры в самое жаркое время года, а также помогая управлять дождевой водой.

Узнайте, как бороться с аномальной жарой в центре города

Подход зеленого города к сбору дождевой воды: местная политика, глобальное влияние

Принятие экологически чистого подхода к сбору дождевой воды приносит пользу не только городской среде. Давайте посмотрим на некоторые другие преимущества жизни в зеленом городе.

• связи между общественным здравоохранением и зелеными городами очевидны . Мало того, что уровень загрязнения начинает падать, снижая распространенность респираторных заболеваний, наличие большого количества растений и деревьев также влияет на проблемы со здоровьем, связанные со стоячей водой.
• Также снижается риск затопления, что делает городскую среду более безопасной и защищенной  как в материальном, так и в санитарном отношении.

  No related posts.