Проектирование городов с учетом водных ресурсов ( WSUD ) — это подход к планированию и инженерному проектированию территорий , который интегрирует городской водный цикл, включая ливневые воды , грунтовые воды , управление сточными водами и водоснабжение , в городское проектирование для минимизации ухудшения состояния окружающей среды и улучшения эстетической и рекреационной привлекательности. [1] WSUD — это термин, используемый на Ближнем Востоке и в Австралии, и схож с термином «застройка с низким воздействием на окружающую среду » (LID), который используется в Соединенных Штатах; и термином «устойчивая дренажная система» (SuDS), который используется в Соединенном Королевстве.
Обычные подходы включают сокращение использования питьевой воды и сбор серой воды, сточных вод, ливневых вод и других стоков для повторного использования. Проектирование инфраструктуры может быть изменено для обеспечения фильтрации, сбора и хранения воды.
.jpg/1280px-Adelaide_tram_at_Victoria_Square_(21122460463).jpg)
Традиционное городское и промышленное развитие изменяет ландшафты с проницаемых растительных поверхностей на ряд непроницаемых взаимосвязанных поверхностей, что приводит к большому количеству ливневого стока, требующего управления. Как и другие промышленно развитые страны, включая США и Великобританию, Австралия рассматривает ливневый сток как обузу и неприятность, подвергающую опасности здоровье и имущество людей. Это привело к сильному акценту на проектировании систем управления ливневыми стоками, которые быстро передают ливневый сток непосредственно в ручьи, при этом мало или совсем не уделяя внимания сохранению экосистемы. [2] Такой подход к управлению приводит к тому, что называется синдромом городского потока. [3] Сильные ливни быстро попадают в ручьи, перенося загрязняющие вещества и осадки, смываемые с непроницаемых поверхностей , в результате чего ручьи несут повышенные концентрации загрязняющих веществ, питательных веществ и взвешенных твердых частиц. Увеличенный пиковый расход также изменяет морфологию и устойчивость русла, еще больше увеличивая седиментацию и резко сокращая биотическое богатство.
Более широкое признание синдрома городского потока в 1960-х годах привело к некоторому движению к целостному управлению ливневыми водами в Австралии. [2] Осведомленность значительно возросла в 1990-х годах, когда федеральное правительство и ученые сотрудничали в рамках программы Центра совместных исследований. [4] Все больше городских планировщиков осознают необходимость комплексного подхода к управлению питьевой водой, отходами и ливневыми водами, [5] чтобы позволить городам адаптироваться и стать устойчивыми к давлению, которое рост населения, уплотнение городов и изменение климата оказывают на стареющую и все более дорогую водную инфраструктуру. Кроме того, засушливые условия Австралии означают, что она особенно уязвима к изменению климата , что вместе с ее зависимостью от поверхностных источников воды в сочетании с одной из самых сильных засух (с 2000 по 2010 год) со времен европейского заселения подчеркивает тот факт, что крупные городские центры сталкиваются с растущей нехваткой воды. [2] Это начало менять восприятие ливневых стоков от строгой обузы и неприятности к восприятию их как ценности как водного ресурса, что привело к изменению практики управления ливневыми стоками. [2]
Австралийские штаты, опираясь на фундаментальные исследования федерального правительства в 1990-х годах, начали выпускать руководящие принципы WSUD, а Западная Австралия впервые выпустила руководящие принципы в 1994 году. Виктория выпустила руководящие принципы по передовой практике управления экологией городских ливневых вод в 1999 году (разработанные в консультации с Новым Южным Уэльсом), и аналогичные документы были выпущены Квинслендом через городской совет Брисбена в 1999 году. [2] Сотрудничество между федеральным, государственным и территориальным правительствами с целью повышения эффективности использования воды в Австралии привело к подписанию Национальной водной инициативы (NWI) в июне 2004 года. NWI представляет собой всеобъемлющую национальную стратегию по улучшению управления водными ресурсами по всей стране; она охватывает широкий спектр вопросов управления водными ресурсами и поощряет принятие передовых подходов к управлению водными ресурсами в Австралии, включая WSUD. [6]
WSUD рассматривает городской ливневый сток как ресурс, а не как неприятность или ответственность. Это представляет собой смену парадигмы в том, как рассматриваются экологические ресурсы и водная инфраструктура при планировании и проектировании городов и поселков. [1] Принципы WSUD рассматривают все потоки воды как ресурс с различным воздействием на биоразнообразие, воду, землю и рекреационное и эстетическое наслаждение сообщества водными путями.
Ниже обсуждаются общие практики WSUD, используемые в Австралии. Обычно для достижения целей управления городским водным циклом используется комбинация этих элементов.
Системы биологического удержания включают обработку воды растительностью перед фильтрацией осадка и других твердых веществ через предписанные среды. Растительность обеспечивает биологическое поглощение азота, фосфора и других растворимых или мелкодисперсных загрязняющих веществ. Системы биологического удержания оказывают меньшее воздействие, чем другие аналогичные меры (например, искусственные водно-болотные угодья), и обычно используются для фильтрации и очистки стоков до того, как они достигнут уличных стоков. Использование в больших масштабах может быть сложным, и поэтому другие устройства могут быть более подходящими. Системы биологического удержания включают в себя канавы биологического удержания (также называемые травяными канавами и дренажными каналами) и бассейны биологического удержания.
Биоудерживающие канавы , похожие на буферные полосы и канавы, размещаются в основании канавы, которая обычно расположена в разделительной полосе разделенных дорог. Они обеспечивают как очистку ливневых вод, так и являются. Биоудерживающая система может быть установлена в части канавы или по всей длине канавы, в зависимости от требований к очистке. Сточная вода обычно проходит через фильтр тонкой очистки и направляется вниз, где она собирается через перфорированную трубу, ведущую к расположенным ниже по течению водным путям или хранилищам. Растительность, растущая в фильтрующей среде, может предотвратить эрозию, и, в отличие от инфильтрационных систем, биоудерживающие канавы подходят для широкого спектра почвенных условий. [7]
Биоудерживающие бассейны обеспечивают аналогичные функции контроля потока и очистки качества воды, что и биоудерживающие канавы, но не имеют функции транспортировки. [7] В дополнение к функциям фильтрации и биологического поглощения биоудерживающих систем, бассейны также обеспечивают длительное удержание ливневых вод для максимальной очистки стока во время небольших и средних по объему стоков. Термин « дождевой сад» также используется для описания таких систем, но обычно относится к более мелким, отдельным биоудерживающим бассейнам в масштабе участка. [1] Биоудерживающие бассейны имеют преимущество в том, что они применимы в различных масштабах и формах и, следовательно, обладают гибкостью в своем расположении в пределах застройки. Как и другие биоудерживающие системы, они часто располагаются вдоль улиц через регулярные интервалы для очистки стока перед его попаданием в дренажную систему. [7] В качестве альтернативы, более крупные бассейны могут обеспечивать очистку для больших площадей, например, на выходах дренажной системы. В биоудерживающем бассейне можно использовать широкий спектр растительности, что позволяет им хорошо интегрироваться в окружающий ландшафтный дизайн. Следует выбирать виды растительности, которые выдерживают периодическое затопление. [1] Биоудерживающие бассейны, однако, чувствительны к любым материалам, которые могут засорить фильтрующую среду. Бассейны часто используются в сочетании с грубыми ловушками для загрязняющих веществ (GPT или мусорные ловушки, включая широко используемые мусорные решетки ) и более грубыми отстойниками, которые захватывают мусор и другие грубые твердые частицы, чтобы уменьшить потенциальный ущерб растительности или поверхности фильтрующей среды.
Инфильтрационные траншеи представляют собой неглубокие вырытые сооружения, заполненные проницаемыми материалами, такими как гравий или камень, для создания подземного резервуара. [7] Они предназначены для удержания ливневого стока в подземной траншее и постепенного выпуска его в окружающую почву и грунтовые воды. [1] Хотя они, как правило, не предназначены для очистки, но могут обеспечить определенный уровень очистки, удерживая загрязняющие вещества и отложения. Объемы стока и пиковые сбросы с непроницаемых участков уменьшаются за счет улавливания и инфильтрации потоков.
Из-за своей основной функции — сброса очищенных ливневых вод — инфильтрационные системы обычно располагаются в качестве конечного элемента в системе WSUD. [7] Инфильтрационные траншеи не следует располагать на крутых склонах или нестабильных участках. Для выстилания траншеи часто используется слой геотекстильной ткани, чтобы предотвратить миграцию почвы в скальную или гравийную засыпку. Инфильтрационные системы зависят от местных характеристик почвы и, как правило, лучше всего подходят для почв с хорошей инфильтрационной способностью, таких как песчано-суглинистые почвы, с глубокими грунтовыми водами. В районах с почвами с низкой проницаемостью, такими как глина, перфорированная труба может быть помещена в гравий.
Регулярное обслуживание имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы система не засорялась отложениями и чтобы поддерживалась желаемая скорость инфильтрации. Это включает в себя проверку и поддержание предварительной обработки путем периодических осмотров и очистки засоренного материала.
Песчаные фильтры являются разновидностью принципа инфильтрационной траншеи и работают аналогично системам биологического удержания. Ливневые воды проходят через них для очистки перед сбросом в расположенную ниже по течению ливневую систему. Песчаные фильтры очень полезны для очистки стоков с ограниченных твердых поверхностей, таких как автостоянки и с сильно урбанизированных и застроенных территорий. [1] Обычно они не поддерживают растительность из-за того, что фильтрующий материал (песок) не удерживает достаточно влаги, и потому что они обычно устанавливаются под землей. Фильтр обычно состоит из осадочной камеры в качестве устройства предварительной очистки для удаления мусора, мусора, крупных загрязняющих веществ и осадков среднего размера; водослива ; за которым следует слой песка, который фильтрует осадки, более мелкие частицы и растворенные загрязняющие вещества. Отфильтрованная вода собирается перфорированными дренажными трубами аналогично системам биологического удержания. [7] Системы также могут иметь переливную камеру. Осадочная камера может иметь постоянную воду или может быть спроектирована для слива с дренажными отверстиями между ливневыми событиями. Однако постоянное хранение воды может привести к анаэробным условиям, которые могут привести к выбросу загрязняющих веществ (например, фосфора). Процесс проектирования должен учитывать обеспечение задержанного хранения для обеспечения высокой гидрологической эффективности и контроля сброса путем надлежащего размера перфорированного нижнего дренажа и переливного пути. Требуется регулярное обслуживание для предотвращения образования корки.
Пористое мощение (или проницаемое мощение) является альтернативой обычному непроницаемому мощению и позволяет просачиваться сточной воде в почву или в специальный резервуар для хранения воды под ним [7] [8] На достаточно ровных участках, таких как автостоянки, подъездные пути и малоиспользуемые дороги, оно уменьшает объем и скорость ливневого стока и может улучшить качество воды за счет удаления загрязняющих веществ путем фильтрации, перехвата и биологической очистки. [9] Пористое мощение может иметь несколько форм и быть либо монолитным, либо модульным. Монолитные конструкции состоят из одной непрерывной пористой среды, такой как пористый бетон или пористое мощение (асфальт), в то время как модульные конструкции включают пористые мощения, отдельные блоки мощения, которые построены таким образом, чтобы между каждым мощением был зазор. [7] Доступны коммерческие продукты, например, мощения, изготовленные из специального асфальта или бетона, содержащего минимальное количество материалов, бетонные решетчатые мощения и бетонные керамические или пластиковые модульные мощения. [1] Пористые покрытия обычно укладываются на очень пористый материал (песок или гравий), под которым находится слой геотекстильного материала. Мероприятия по техническому обслуживанию различаются в зависимости от типа пористого покрытия. Как правило, следует проводить осмотр и удаление осадка и мусора. Модулированные покрытия также можно поднимать, промывать и заменять при возникновении засоров. [7] Обычно пористые покрытия не подходят для участков с большой нагрузкой на транспорт. [9] Твердые частицы в ливневой воде могут закупоривать поры в материале.
Отстойники (иначе известные как отстойники) используются для удаления (путем отстаивания) крупных и средних отложений и для регулирования потоков воды и часто являются первым элементом в системе очистки WSUD. [7] Они работают посредством временного удержания ливневых вод и снижения скорости потока для содействия осаждению отложений из водной толщи. Они важны в качестве предварительной обработки, чтобы гарантировать, что элементы ниже по течению не будут перегружены или забиты крупными отложениями. Отстойники могут иметь различные формы и могут использоваться в качестве постоянных систем, интегрированных в городской дизайн, или временных мер для контроля сброса отложений во время строительных работ. Они часто проектируются как входной пруд в биоретенционный бассейн или сконструированное водно-болотное угодье. Отстойники, как правило, наиболее эффективны для удаления более крупных отложений (125 мкм и больше) и обычно предназначены для удаления 70–90 % таких отложений. [1] Они могут быть спроектированы так, чтобы осушать в периоды без осадков, а затем наполняться во время стоков или иметь постоянный бассейн. В случаях, когда расход воды превышает расчетный, вторичный водосброс направляет воду в обводной канал или систему транспортировки, предотвращая повторное поднятие осадков, ранее скопившихся в бассейне.
Искусственные водно-болотные угодья предназначены для удаления загрязняющих веществ из ливневых вод, связанных с мелкими и коллоидными частицами и растворенными загрязняющими веществами. Эти мелкие, обильно покрытые растительностью водоемы используют улучшенную седиментацию, тонкую фильтрацию и биологическое поглощение для удаления этих загрязняющих веществ. [7] Обычно они состоят из трех зон: входной зоны (седиментационный бассейн) для удаления крупных отложений; зоны макрофитов, густо заросшей зоны для удаления мелких частиц и поглощения растворимых загрязняющих веществ; и обводного канала с высоким потоком для защиты зоны макрофитов. [1] Зона макрофитов обычно включает в себя зону болот, а также зону открытой воды и имеет увеличенную глубину от 0,25 до 0,5 м со специальными видами растений и временем удержания от 48 до 72 часов. Искусственные водно-болотные угодья также могут выполнять функцию регулирования потока, поднимаясь во время дождя, а затем медленно выпуская накопленные потоки. [10] Искусственные водно-болотные угодья улучшат качество сточной воды в зависимости от процессов, происходящих в водно-болотных угодьях. Основным механизмом очистки водно-болотных угодий является физическое (улавливание взвешенных твердых частиц и адсорбированных загрязняющих веществ), биологическое и химическое поглощение (улавливание растворенных загрязняющих веществ, химическая адсорбция загрязняющих веществ) и преобразование загрязняющих веществ (более стабильная фиксация осадков, микробные процессы, УФ-дезинфекция). [10]
Проектирование искусственных водно-болотных угодий требует тщательного рассмотрения, чтобы избежать распространенных проблем, таких как накопление мусора, масла и ила на участках водно-болотных угодий, заражение сорняками, проблемы с комарами или цветение водорослей. [7] Искусственные водно-болотные угодья могут потребовать большого количества земельной площади и не подходят для крутых склонов. Высокая стоимость площади и создания растительности может стать сдерживающим фактором для использования искусственных водно-болотных угодий в качестве меры WSUD. [7] Руководства для застройщиков (например, Urban Stormwater: Best Practice Environmental Management Guidelines in Victoria [11] ) требуют, чтобы проект удерживал частицы размером 125 мкм и меньше с очень высокой эффективностью и снижал типичные загрязняющие вещества (такие как фосфор и азот) как минимум на 45%. Помимо очистки ливневых вод, критерии проектирования искусственных водно-болотных угодий также включают улучшенные эстетические и рекреационные ценности, а также обеспечение среды обитания. [10] Техническое обслуживание искусственных водно-болотных угодий обычно включает удаление осадков и мусора из зоны впуска, а также борьбу с сорняками и периодический сбор макрофитов для поддержания обильного растительного покрова. [7]
Низины и буферные полосы используются для транспортировки ливневых вод вместо труб и обеспечивают буферную полосу между принимающими водами (например, ручьем или водно-болотными угодьями) и непроницаемыми участками водосбора. Потоки над сушей и пологие склоны медленно транспортируют воду вниз по течению и способствуют равномерному распределению потока. Буферные зоны обеспечивают очистку посредством осаждения и взаимодействия с растительностью.
Канавы могут быть включены в городской дизайн вдоль улиц или парков и добавляют эстетический характер области. Типичные канавки создаются с продольными уклонами от 1% до 4% для поддержания пропускной способности потока без создания высоких скоростей, потенциальной эрозии биоудержания или поверхности канавки и угрозы безопасности. [1] В более крутых районах контрольные отмели вдоль канав или густая растительность могут помочь равномерно распределить потоки по канавам и медленным скоростям. [7] Канавы с более пологим уклоном могут иметь проблемы с заболачиванием и застойным запруживанием, в этом случае для облегчения проблем можно использовать нижние дренажи. Если канавка должна быть засажена растительностью, растительность должна быть способна выдерживать проектные потоки и иметь достаточную плотность для обеспечения хорошей фильтрации [7] ). В идеале высота растительности должна быть выше уровней воды в потоке очистки. Если сток поступает непосредственно в низину, перпендикулярно основному направлению потока, то край низины действует как буфер и обеспечивает предварительную очистку воды, поступающей в низину.
Пруды и озера — это искусственные водоемы с открытой водой, которые обычно создаются путем возведения дамбы с водосливной структурой. [7] Подобно искусственным водно-болотным угодьям, их можно использовать для очистки стока, обеспечивая длительное задержание и позволяя происходить седиментации, поглощению питательных веществ и ультрафиолетовой дезинфекции. Кроме того, они обеспечивают эстетическое качество для отдыха, среды обитания диких животных и ценного хранения воды, которая потенциально может быть повторно использована, например, для орошения. [12] Часто искусственные пруды и озера также являются частью системы задержания наводнений. [1] Водная растительность играет важную роль для качества воды в искусственных озерах и прудах в отношении поддержания и регулирования уровней кислорода и питательных веществ. Из-за глубины воды более 1,5 м надводные макрофиты обычно ограничены краями, но погруженные растения могут встречаться в зоне открытой воды. Окаймляющая растительность может быть полезна для уменьшения береговой эрозии. Пруды обычно не используются как отдельная мера WSUD, но часто сочетаются с отстойниками или искусственными водно-болотными угодьями в качестве предварительной обработки.
Однако во многих случаях озера и пруды были спроектированы как эстетические объекты, но страдают от плохого здоровья, которое может быть вызвано отсутствием соответствующих притоков, поддерживающих уровень воды в озере, плохим качеством воды притоков и высоким содержанием органического углерода, нечастым промыванием озера (слишком долгое время пребывания) и/или неправильным перемешиванием (стратификация), что приводит к низкому уровню растворенного кислорода. [12] Сине-зеленые водоросли, вызванные плохим качеством воды и высоким уровнем питательных веществ, могут представлять серьезную угрозу здоровью озер. Для обеспечения долгосрочной устойчивости озер и прудов, ключевые вопросы, которые следует учитывать при их проектировании, включают гидрологию водосбора и уровень воды, а также планировку пруда/озера (ориентированную на доминирующие ветры для облегчения перемешивания). Гидравлические сооружения (зоны впуска и выпуска) должны быть спроектированы так, чтобы обеспечить адекватную предварительную очистку и предотвратить большие «скачки» питательных веществ. Также необходимо ландшафтное проектирование с использованием соответствующих видов растений и плотности посадки. [7] Высокие затраты на запланированную площадь пруда/озера и создание растительности, а также частые требования к обслуживанию могут стать сдерживающими факторами для использования прудов и озер в качестве мер WSUD.
Техническое обслуживание прудовых и озерных систем важно для минимизации риска плохого здоровья. Зона входа обычно требует удаления сорняков, растений, мусора и мусора с периодической повторной посадкой. В некоторых случаях может потребоваться искусственный поворот озера.
Резервуары для дождевой воды (см. также Сбор дождевой воды ) предназначены для сохранения питьевой воды путем сбора дождевой и ливневой воды для частичного удовлетворения потребностей в воде для бытовых нужд (например, в периоды засухи). Кроме того, резервуары для дождевой воды могут уменьшить объемы ливневых стоков и попадание загрязняющих веществ в ливневые стоки в нижние водные пути. [7] Их можно эффективно использовать в домашних хозяйствах в качестве потенциального элемента WSUD. [13] Дождевую и ливневую воду с крыш зданий можно собирать и использовать специально для таких целей, как смыв туалета, стирка, полив сада и мытье автомобилей. Буферные резервуары [14] позволяют дождевой воде, собранной с твердых поверхностей, просачиваться на участок, что помогает поддерживать уровень водоносного слоя и грунтовых вод. [15]
В Австралии нет количественных целевых показателей производительности для резервуаров для дождевой воды, таких как размер резервуара или целевое сокращение спроса на питьевую воду, в политике или рекомендациях. [7] Однако различные рекомендации, предоставленные правительствами штатов, рекомендуют проектировать резервуары для дождевой воды для обеспечения надежного источника воды для дополнения основного водоснабжения и поддержания надлежащего качества воды. [7] Использование резервуаров для дождевой воды должно учитывать такие вопросы, как спрос и предложение, качество воды, преимущества ливневой воды (объем уменьшается), стоимость, доступное пространство, обслуживание, размер, форма и материал резервуара. Резервуары для дождевой воды также должны быть установлены в соответствии со стандартами сантехники и дренажа. [16] Рекомендуемая подходящая конфигурация может включать фильтр для воды или отвод первой промывки, подачу воды для пополнения основного водоснабжения (двойная система подачи), слив для технического обслуживания, насос (напорная система) и обеспечение удержания на месте. [7]
Потенциальные проблемы с качеством воды включают атмосферное загрязнение, птичий и опоссумовый помет, насекомых, например, личинки комаров, кровельный материал, краски и моющие средства. В рамках технического обслуживания следует проводить ежегодную промывку (для удаления накопившегося ила и мусора) и регулярные визуальные осмотры. [7] [17]
Хранение и восстановление водоносных горизонтов (ASR) (также называемое управляемым пополнением водоносных горизонтов) направлено на улучшение пополнения воды в подземных водоносных горизонтах посредством гравитационной подачи или перекачки. Это может быть альтернативой крупным поверхностным хранилищам, где вода снова закачивается из-под поверхности в засушливые периоды. [1] Потенциальными источниками воды для системы ASR могут быть ливневые воды или очищенные сточные воды. В системе ASR, которая собирает ливневые воды, обычно можно найти следующие компоненты: [18]
Возможные типы водоносных горизонтов, подходящие для системы ASR, включают трещиноватые неограниченные породы и ограниченные песок и гравий. Для установления осуществимости схемы ASR необходимы подробные геологические исследования. Потенциально низкая стоимость ASR по сравнению с подземным хранением может быть привлекательной. Процесс проектирования должен учитывать защиту качества грунтовых вод и качество восстановленной воды для ее предполагаемого использования. Водоносные горизонты и водоупоры также должны быть защищены от повреждения истощением или высоким давлением. Также необходимо учитывать воздействие точки сбора на нижележащие районы. Требуется тщательное планирование в отношении выбора водоносного горизонта, обработки, закачки, процесса восстановления, а также обслуживания и мониторинга.
В Австралии из-за конституционного разделения власти между Австралийским Содружеством и штатами нет национальных законодательных требований к управлению городским водным циклом. Национальная водная инициатива (NWI), согласованная федеральным, штатным и территориальным правительствами в 2004 и 2006 годах, представляет собой национальный план по улучшению управления водными ресурсами по всей стране. [6] Она четко определяет намерение «Создать австралийские города, чувствительные к воде» и поощряет принятие подходов WSUD. Национальные руководящие принципы также были выпущены в соответствии с пунктом 92(ii) NWI, чтобы предоставить руководство по оценке инициатив WSUD. [1]
На государственном уровне планирование и экологическое законодательство в целом способствуют экологически устойчивому развитию , но в разной степени имеют лишь ограниченные требования к WSUD. Государственная политика планирования по-разному предусматривает более конкретные стандарты для принятия практик WSUD в конкретных обстоятельствах.
На уровне местного самоуправления региональные стратегии управления водными ресурсами, поддерживаемые региональными и/или местными планами комплексного управления водным циклом в масштабе водосбора и/или планами управления ливневыми водами, обеспечивают стратегический контекст для WSUD. [19] Планы местных органов власти по охране окружающей среды могут устанавливать нормативные требования к разработкам для внедрения WSUD.
Поскольку полномочия по регулированию ливневого стока разделены между австралийскими штатами и местными органами власти, проблемы множественных юрисдикций управления привели к непоследовательной реализации политики и практики WSUD и фрагментарному управлению крупными водоразделами. Например, в Мельбурне полномочия по юрисдикции водоразделов площадью более 60 га принадлежат органу власти штата Melbourne Water; в то время как местные органы власти управляют более мелкими водоразделами. Следовательно, Melbourne Water не стали вкладывать значительные средства в работы WSUD по улучшению небольших водоразделов, несмотря на то, что они влияют на состояние более крупных водоразделов, в которые они впадают, и на здоровье водных путей, включая верховья ручьев.
В Виктории элементы WSUD интегрированы во многие общие цели и стратегии политики планирования Виктории. [20] Структура политики планирования штата [Положения о планировании Виктории] [21] , которая содержится во всех планировочных схемах в Виктории, содержит некоторые конкретные положения, требующие принятия практик WSUD.
Новые жилые комплексы должны соответствовать стандарту проницаемости, согласно которому не менее 20 процентов участков не должны быть покрыты непроницаемыми поверхностями. [20] Целью этого является снижение воздействия увеличенного ливневого стока на дренажную систему и облегчение инфильтрации ливневых вод на участке.
Новые жилые кварталы, состоящие из двух или более участков, должны соответствовать целям комплексного управления водными ресурсами, связанным с:
В частности, что касается управления городским стоком, в "Положениях о планировании Виктории" c. 56.07-4, пункт 25, говорится, что системы ливневой канализации должны соответствовать целям передовой практики управления ливневыми водами. В настоящее время, хотя это больше не считается передовой практикой, государственным стандартом является Urban Stormwater: Best Practice Environmental Management Guidelines. [11] [26] Текущие цели по качеству воды, которые не защищают водные пути от воздействия ливневых вод, следующие:
Городские системы управления ливневыми водами также должны соответствовать требованиям соответствующего органа дренажа. Обычно это местный совет. [27] Однако в регионе Мельбурна, где речь идет о водосборе площадью более 60 га, это Melbourne Water. Притоки ниже по течению от участка подразде-ления также ограничены уровнями до начала разработки, если только это не одобрено соответствующим органом дренажа и нет никаких пагубных воздействий ниже по течению.
Melbourne Water предоставляет упрощенный онлайн-программный инструмент STORM (Stormwater Treatment Objective – Relative Measure), позволяющий пользователям оценивать, соответствуют ли предложения по развитию установленным законодательством целям качества ливневых вод. Инструмент STORM ограничен оценкой отдельных методов очистки WSUD и поэтому не моделирует, когда несколько методов очистки используются последовательно. [28] Он также ограничен участками, где покрытие непроницаемых поверхностей превышает 40%. Для более крупных и сложных разработок рекомендуется более сложное моделирование, например, программное обеспечение MUSIC.
На уровне штата в Новом Южном Уэльсе / Государственная политика планирования окружающей среды (Индекс устойчивости зданий: BASIX) 2004 (NSW) является основной частью политики, предписывающей принятие WSUD. BASIX - это онлайн-программа, которая позволяет пользователям вводить данные, касающиеся жилой застройки, такие как местоположение, размер, строительные материалы и т. д.; для получения баллов по целевым показателям сокращения потребления воды и энергии. Целевые показатели по воде варьируются от 0 до 40% сокращения потребления питьевой воды, подаваемой из водопровода (см. также управление спросом на воду ), в зависимости от местоположения жилой застройки. [29] Девяносто процентов новых домов охвачены 40%-ным целевым показателем по воде. Программа BASIX позволяет моделировать некоторые элементы WSUD, такие как использование резервуаров для дождевой воды, резервуаров для ливневой воды и рециркуляция серой воды.
Местные советы отвечают за разработку местных планов по охране окружающей среды (LEP), которые могут контролировать разработку и предписывать принятие практик и целей WSUD / Закон о местном самоуправлении 1993 года (Новый Южный Уэльс). Однако из-за отсутствия последовательной политики и направления на уровне штата принятие местными советами смешано с некоторыми, разрабатывающими собственные цели WSUD в своих местных планах по охране окружающей среды (LEP), а другие не имеют таких положений. [30]
В 2006 году тогдашний Департамент окружающей среды и охраны природы Нового Южного Уэльса выпустил руководящий документ «Управление городскими ливневыми водами: сбор и повторное использование». В документе был представлен обзор сбора ливневых вод и даны рекомендации по планированию и проектированию аспектов интегрированной ландшафтной стратегии, а также по технической реализации практики WSUD. [31] Однако в настоящее время этот документ, хотя и все еще доступен на правительственном веб-сайте, по-видимому, не пользуется широкой популярностью.
Управление по управлению водосбором Сиднея также предоставляет инструменты и ресурсы для поддержки принятия WSUD местными советами. [32] К ним относятся:
Некоторые юрисдикции предоставляют упрощенные программы моделирования для оценки внедрения практик WSUD в соответствии с местными правилами. STORM предоставляется Melbourne Water, а BASIX используется в Новом Южном Уэльсе, Австралия, для жилых застроек. Для крупных, более сложных застроек может потребоваться более сложное программное обеспечение для моделирования. [37]
Основные проблемы, влияющие на принятие WSUD, включают: [38]
Переход города Мельбурн к WSUD за последние сорок лет завершился списком качеств наилучшей практики [39] и способствующих факторов, [40] которые были определены как важные для содействия принятию решений по содействию переходу к технологиям WSUD. Внедрение WSUD может быть обеспечено посредством эффективного взаимодействия между двумя переменными, обсуждаемыми ниже. [41]
Технологии WSUD могут быть реализованы в ряде проектов, от ранее нетронутых и неразвитых или зеленых площадок до освоенных или загрязненных заброшенных площадок, требующих изменения или рекультивации. В Австралии технологии WSUD были реализованы в широком спектре проектов, включая небольшие придорожные проекты до крупномасштабных жилых застроек площадью более 100 гектаров. Три ключевых тематических исследования ниже представляют ряд проектов WSUD по всей Австралии.
Система биоудержания WSUD Roadway Retrofit — это небольшой проект, реализуемый Советом Ку-ринг-гай в Новом Южном Уэльсе в рамках общей инициативы по снижению загрязнения ливневых вод. Raingarden использует систему биоудержания для улавливания и обработки примерно 75 кг общего количества взвешенных твердых частиц (TSS) в год из местного ливневого стока с дороги и фильтрует его через песчаный фильтрующий материал перед тем, как сбросить обратно в систему ливневых вод. Проницаемые покрытия также используются в системе на окружающих пешеходных дорожках для поддержки инфильтрации стока в систему грунтовых вод. [42] Системы биоудержания на обочинах дорог, подобные этому проекту, были реализованы по всей Австралии. Похожие проекты представлены на веб-сайте WSUD Управления водосбора Сиднея: [43]
Проект развития Lynbrook Estate в Виктории демонстрирует эффективное внедрение WSUD частным сектором. Это жилой комплекс Greenfield, который сосредоточил свой маркетинг для потенциальных жителей на инновационном использовании технологий управления ливневыми водами после пилотного исследования Melbourne Water. [48]
Проект объединяет обычные дренажные системы с мерами WSUD на уровне уличного ландшафта и суб-водосбора с целью смягчения и очистки ливневых потоков для защиты принимающих вод в пределах застройки. Первичная очистка ливневых вод осуществляется травяными канавами и системой подземных гравийных траншей, которая собирает, инфильтрует и передает сток с дороги/крыши. Главный бульвар действует как система биологического удержания с подземной заполненной гравием траншеей, обеспечивающей инфильтрацию и передачу ливневых вод. Затем сток с водосбора проходит вторичную очистку через систему водно-болотных угодий перед сбросом в декоративное озеро. Этот проект имеет важное значение как первая жилая застройка WSUD такого масштаба в Австралии. Его показатели по превышению Руководящих принципов передовой практики управления городскими ливневыми водами по уровням общего азота, общего фосфора и общего количества взвешенных твердых частиц принесли ему как Премию президента 2000 года в Премии за выдающиеся достижения Института городского развития Австралии (признание инноваций в городском развитии), так и Премию Ассоциации кооперативных исследовательских центров за передачу технологий 2001 года. Его успех в качестве системы WSUD, внедренной частным сектором, привел к тому, что его сторонник Корпорация городских и региональных земель (URLC) начал искать возможность внедрения WSUD в качестве стандартной практики по всему штату Виктория. Проект также привлек внимание застройщиков, советов, агентств по управлению водными путями и лиц, формирующих политику в области охраны окружающей среды по всей стране. [48]
Для создания места проведения Олимпийских игр в Сиднее 2000 года территория Brownfield залива Хоумбуш была восстановлена из зоны свалки, скотобоен и склада вооружения ВМС в многоцелевой олимпийский объект. В 2000 году была создана схема рекультивации и управления водными ресурсами (WRAMS) для крупномасштабной переработки непитьевой воды, [31] которая включала ряд технологий WSUD. Эти технологии были внедрены с особым акцентом на решении задач защиты принимающих вод от сбросов ливневых и сточных вод; минимизации спроса на питьевую воду; и защиты и улучшения среды обитания для видов, находящихся под угрозой исчезновения 2006. [38] Основное внимание технологий WSUD было направлено на очистку, хранение и переработку ливневых и сточных вод на месте. Ливневый сток очищается с использованием ловушек для крупных загрязняющих веществ, канавы и/или водно-болотных систем. Это способствовало снижению на 90% нагрузки питательных веществ в зоне восстановления водно-болотных угодий Хасламс-Крик. [31] Сточные воды очищаются на водоочистной станции. Почти 100% сточных вод очищаются и перерабатываются. [49] Очищенная вода из ливневых и сточных вод хранится и перерабатывается для использования на всей территории Олимпийского объекта в водных сооружениях, для орошения, смыва туалетов и пожаротушения. [38] Благодаря использованию технологии WSUD схема WRAMS привела к экономии 850 миллионов литров (ML) воды в год, [49] потенциальному 50%-ному сокращению годового потребления питьевой воды на территории Олимпийского объекта, [38] а также к ежегодному отводу примерно 550 ML сточных вод, обычно сбрасываемых через океанские сбросы. [31] В рамках долгосрочного фокуса на устойчивом развитии «Генерального плана Олимпийского парка Сиднея 2030» Управление Олимпийского парка Сиднея (SOPA) определило ключевые передовые подходы к обеспечению экологической устойчивости, включающие подключение к оборотной воде и эффективные методы управления спросом на воду, обслуживание и расширение систем оборотной воды на новых улицах по мере необходимости, а также обслуживание и расширение существующей системы ливневой канализации, которая перерабатывает воду, способствует инфильтрации в подпочву, фильтрует загрязняющие вещества и отложения и минимизирует нагрузку на прилегающие водные пути. [50] Управление SOPA использовало технологию WSUD, чтобы гарантировать, что город останется «признанным на национальном и международном уровне за выдающиеся достижения и инновации в городском дизайне, проектировании зданий и устойчивом развитии, [50] как в настоящем, так и для будущих поколений.