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). ●

Собиратели дождя / +1

Экология

Многие регионы мира страдают от засух и дефицита чистой питьевой воды. Между тем дожди представляют собой ценный ресурс, который можно использовать для нужд устойчивого развития. +1 рассказывает об инновационных проектах, которые помогают городам справляться с излишками осадков и находить им полезное применение.

Фото: pexels.com

Тучи вместо водопровода

В Москве в Ботаническом саду МГУ «Аптекарский огород» появилась первая в России система сбора дождевой воды. Ее разместили на крышах двух оранжерей, общая площадь которых составляет более 2 000 квадратных метров. С этой поверхности в течение сезона можно собрать до 80 кубометров дождя. Совместный проект сада и Росбанка позволит экономить до 20% поливной воды, которая берется из питьевого водопровода.

Собранная влага стекает по металлическим желобам в подземные резервуары. Там она очищается фильтрами, нагревается до 30°C и с помощью насосов подается в оранжереи. В период сильных дождей могут возникнуть излишки — они будут сливаться в дренажные системы.

Водопроводная вода не подходит для растений, так как она чрезмерно минерализована, — в природе они питаются атмосферной, которая отличается по составу. «Аптекарский огород» использует систему сложных фильтров обратного осмоса, или мембранной очистки, снижающих минерализацию в 20–30 раз. Технология сбора дождевой воды упрощает задачу.

Создатели проекта рассчитывают, что аналогичные системы появятся на всех оранжереях «Аптекарского огорода» и, возможно, даже на окрестных жилых домах.

«Нам, как банку, очень близка концепция „умного города“ и идея разумного использования природных и материальных ресурсов. Мы очень рады быть частью этой уникальной для России инициативы, которая, мы надеемся, станет хорошей повсеместной практикой», — заявила директор департамента коммуникаций и рекламы Росбанка Елена Кожадей.

Как отметил руководитель Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы Антон Кульбачевский, если опыт окажется успешным, технологию нужно распространять. Дождевую воду можно использовать для полива зеленых насаждений и для снабжения школ, офисов и библиотек.

Город-губка

Можно ли заставить каменные джунгли качественно собирать дождевую воду? Традиционная ливневая канализация малоэффективна. Почти во всех крупных городах ощущается нехватка зеленых насаждений и газонов, впитывающих воду естественным образом.

С 2015 года в Китае поэтапно внедряется концепция «города-губки». Ее основные цели — защита от ливней и наводнений, более равномерное поглощение осадков, пополнение истощенных водоемов и грунтовых вод и естественное охлаждение территорий за счет испарения, во многом аналогичное природным условиям. За время реализации программы список городов-участников расширили с 16 до 30. Уже к 2030 году 80% городских территорий КНР должны собирать и использовать не менее 70% дождевой воды.

Аналогичная концепция внедряется ландшафтными дизайнерами в Берлине. Для сбора воды здесь используют «зеленые крыши», покрытые растениями. Они растут на тонком слое грунта, который лежит поверх водонепроницаемой мембраны. Толщина такой природной «губки» составляет порядка 6–8 сантиметров. «Лишняя» влага стекает с крыши во двор. Там дренажный слой значительно толще — почти 80 сантиметров. Кроме того, используются усовершенствованные газоны, а зелеными «губками» покрываются стены домов.

Напиток из облаков

28 июля 2014 года в Амстердаме за несколько часов выпало 90 миллиметров осадков. Улицы и подвалы домов были затоплены, работа транспорта парализована. Правительство города выпустило подробную инструкцию Amsterdam Rainproof. Она рассказывала жителям о конкретных шагах, которые они могут предпринять для повышения «впитывающей» способности Амстердама.

Призыв по-своему интерпретировали нидерландские предприниматели, решившие использовать дождь для варки пива. Проект назвали Hemelswater — «небесная вода». Систему для сбора осадков поместили на крыше отеля Volkshotel в Амстердаме. Первую партию «дождевого» пива назвали Code Blond. Эти слова отсылают к кодам прогноза погоды, которые используют в Нидерландах. Обычно они обещают бури, снегопады и ливни. Из-за климатических изменений такие предупреждения стали звучать чаще. Бутылка стоит около €2, а в барах — порядка €4.

Сооснователь проекта Йорис Хубе говорит, что новое пиво — отличный способ привлечь внимание людей к проблемам изменения климата. Hemelswater также выпускает «дождевой» джин-тоник, а в будущем планирует использовать «небесную» влагу для производства мороженого, супа и других продуктов.

Автор

Елена Матвеева

Как города могут извлечь выгоду из сбора дождевой воды

АРХИВЫ: это устаревший контент, существовавший до того, как в начале 2017 г. был перезапущен проект Sustainable Cities Collective как Smart Cities Dive. Некоторая информация, например даты публикации или изображения, возможно, не была перенесена. Чтобы быть в курсе последних новостей об умных городах, посетите новый сайт Smart Cities Dive или подпишитесь на нашу ежедневную рассылку новостей.

Автор

Грмейерс @gbelements

Поскольку расширяющиеся городские районы Америки борются с серьезной нехваткой воды и проблемами загрязнения стоков, сбор дождевой воды с крыш предоставляет огромную неиспользованную возможность увеличить водоснабжение и улучшить качество воды, согласно недавнему анализу « Сбор дождевой воды с крыш ». Советом по защите природных ресурсов (NRDC).

В своем отчете NRDC демонстрирует преимущества и потенциал сбора дождевой воды на крышах, практики «зеленой инфраструктуры», которую можно использовать для удержания ливневых стоков на месте, путем анализа способов, которыми восемь разных городов США могут внедрить этот простой сбор воды. подход. Сравнив годовое количество осадков с покрытием крыш, NRDC определил, что в каждом городе существуют возможности собирать сотни миллионов галлонов осадков каждый год для повторного использования. Таким образом, жители этих сообществ получат недорогое местное водоснабжение для непитьевых целей, таких как полив двора и смыв в туалете; уменьшить загрязнение стока; и снизит затраты на энергию, связанные с очисткой и доставкой воды питьевого качества.

«Наш анализ показывает, что решения одной из самых больших городских проблем Америки находятся прямо перед нами — в данном случае они буквально падают с неба», — сказал Ноа Гаррисон, ведущий автор отчета и аналитик водной политики NRDC. «У городов по всей территории США существует потенциал для сбора сотен миллионов или даже миллиардов галлонов дождевой воды каждый год с городских крыш. Мы призываем политиков внимательно изучить конечные преимущества сбора дождевой воды с крыш и рассмотреть возможность реализации политики и стимулов. которые придают больше импульса сбору дождевой воды, а также делают эту практику более доступной».

В частности, отчет NRDC иллюстрирует возможности сбора, обработки и подачи собранной дождевой воды для непитьевых целей в Атланте, Джорджия; Остин, Техас; Чикаго, Иллинойс; Денвер, Колорадо; Форт-Майерс, Флорида; Канзас-Сити, Миссури; Мэдисон, Висконсин; и Вашингтоне, округ Колумбия. Несколько историй успеха также демонстрируют эффективность улавливания дождевой воды с крыш для нового строительства в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк, и реконструированных зданий в Санта-Монике, Калифорния. Общий годовой объем дождевой воды, падающей на крыши только в этих городах, его всего было бы достаточно для удовлетворения потребностей в водоснабжении от 21 до 75 процентов населения каждого города.

Отчет опубликован, когда Агентство по охране окружающей среды находится в процессе обновления своих национальных стандартов по контролю загрязнения стоками от новых застроек и существующих мощеных площадей. NRDC призывает агентство принять национальные стандарты по удержанию ливневых стоков на месте, что улучшит подходы к зеленой инфраструктуре, такие как сбор дождевой воды. В результате сообщества могут эффективно преобразовывать загрязненные стоки, поступающие в наши водоемы, в собираемую дождевую воду с крыш, используемую в качестве местного источника водоснабжения.

«Городские районы, борющиеся с проблемами водоснабжения и загрязнением стоков, должны обратиться к этому отчету за идеями и поддержкой», — сказал Джон Дивайн, старший юрист водной программы NRDC.

NRDC призывает города и штаты разрабатывать варианты политики и стимулы для увеличения сбора дождевой воды. К ним относятся:

• Принятие стандартов контроля загрязнения ливневыми водами, которые требуют удержания объема на месте.
• Принять стандарты, требующие или поощряющие сбор дождевой воды и/или эффективное использование воды.
• Ознакомьтесь со строительными, санитарными и сантехническими нормами и правилами, чтобы не допустить повторного использования дождевой воды.
• Создание стимулов для уменьшения стока ливневых вод и содействия сохранению водных ресурсов.
• Требовать сбора дождевой воды на всех объектах общественного пользования.

Полный отчет NRDC доступен ЗДЕСЬ.

Дополнительную информацию о сборе дождевой воды на крышах можно найти в блоге Ноя Гаррисона.

Фото: Стив Крейн

---

---

вопросы по сбору дождевой воды в городских условиях

09 марта 2022

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 модернизацию в 1970-х годах, канализация не может 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 9.0060 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: место 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 более безопасной и защищенной городскую среду  как в материальном, так и в санитарном отношении.
• Развитие зеленых насаждений также поощряет  биоразнообразие , защита местной флоры и фауны для процветающего зеленого города, который обслуживает всех его жителей.

  No related posts.