.JPG/1280px-Storm_drain_pipe_(crop).JPG)
Ливневая канализация , ливневая канализация ( Великобритания , США и Канада ), дорожный сток , [1] поверхностный сток / канализация ( Великобритания ) или ливневый сток ( Австралия и Новая Зеландия ) — это инфраструктура, предназначенная для отвода избыточных дождевых и грунтовых вод с непроницаемых поверхностей, таких как мощеные улицы, автостоянки, парковки, пешеходные дорожки, тротуары и крыши. Ливневые стоки различаются по конструкции от небольших жилых сухих колодцев до крупных муниципальных систем.
В стоки поступает вода из уличных желобов на большинстве автомагистралей , автострад и других оживленных дорог , а также в городах в районах с обильными осадками, которые приводят к наводнениям , и в прибрежных городах с регулярными штормами . Даже водосточные желоба от домов и зданий могут быть подключены к ливневой канализации. Поскольку многие системы ливневой канализации представляют собой гравитационные канализационные системы , которые сливают неочищенную ливневую воду в реки или ручьи, любые опасные вещества, вылитые в стоки, загрязнят водоемы назначения.
Ливневые стоки иногда не могут справиться с количеством осадков, выпадающих во время сильных ливней или штормов. Затопленные стоки могут вызвать затопление подвалов и улиц. Во многих районах требуются накопительные резервуары внутри собственности, которые временно задерживают сток во время сильных дождей и ограничивают поток сточных вод в общественную канализацию. Это снижает риск переполнения общественной канализации. Некоторые ливневые стоки смешивают ливневую воду (дождевую воду) со сточными водами , либо намеренно в случае комбинированной канализации , либо непреднамеренно .
Некоторые родственные термины используются по-разному в американском и британском английском.
Существует два основных типа водоприемных отверстий для ливневой канализации (дорожный сток или дорожный желоб в Великобритании): боковые водоприемные отверстия и решетчатые водоприемные отверстия. Боковые водоприемные отверстия располагаются рядом с бордюром и зависят от способности отверстия под задним камнем или перемычкой захватывать поток. Обычно они утоплены в нижней части канала для улучшения способности захвата. [4]
Многие входы имеют решетки или сетки, чтобы предотвратить попадание людей, транспортных средств, крупных предметов или мусора в ливневую канализацию. Прутья решетки расположены так, чтобы поток воды не был затруднен, но осадок и множество мелких предметов также могли провалиться. Однако, если прутья решетки расположены слишком далеко друг от друга, отверстия могут представлять опасность для пешеходов, велосипедистов и других находящихся поблизости людей. Решетки с длинными узкими щелями, параллельными потоку движения, представляют особую опасность для велосипедистов, поскольку передняя шина велосипеда может застрять, в результате чего велосипедист может перелететь через руль или потерять управление и упасть. Ливневые стоки на улицах и парковках должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать вес транспортных средств, и часто изготавливаются из чугуна или железобетона. [ требуется ссылка ]
Некоторые из более тяжелых осадков и мелких предметов могут оседать в водосборном бассейне или отстойнике , который находится непосредственно под выпускным отверстием, где вода из верхней части резервуара водосборного бассейна переливается в собственно канализацию. Водосборный бассейн выполняет во многом ту же функцию, что и «ловушка» в бытовых сточных водах, задерживая предметы.
В Соединенных Штатах, в отличие от сантехнического трапа, водосборный бассейн не обязательно предотвращает утечку канализационных газов, таких как сероводород и метан . Однако в Соединенном Королевстве, где их называют ливневыми горшками [5] , они спроектированы как настоящие водонаполненные ловушки и действительно блокируют выход газов и грызунов.
Большинство водосборников содержат стоячую воду в течение более сухих периодов года и могут, в теплых странах, стать местами размножения комаров . Ларвициды или разрушительные личиночные гормоны, иногда выделяемые из «комариных бисквитов», использовались для контроля размножения комаров в водосборниках. Комары могут быть физически предотвращены от достижения стоячей воды или миграции в канализацию с помощью «перевернутого конусного фильтра». Другой метод борьбы с комарами заключается в нанесении тонкого слоя масла на поверхность стоячей воды, что мешает дыхательным трубкам личинок комаров.
Эффективность улавливающих бассейнов при удалении осадка и других загрязняющих веществ зависит от конструкции улавливающего бассейна (например, размера отстойника) и от планового обслуживания для сохранения хранилища, доступного в отстойнике для сбора осадка. Муниципалитеты обычно имеют большие вакуумные грузовики , которые выполняют эту задачу.
Водосборные бассейны выступают в качестве первой линии предварительной очистки для других методов очистки , таких как отстойники , путем улавливания крупных частиц осадка и уличного мусора из городских стоков до того, как они попадут в трубы ливневой канализации.
Трубы могут иметь множество различных форм поперечного сечения (прямоугольные, квадратные, в форме буханки хлеба, овальные, перевернутые грушевидные, яйцевидные и, чаще всего, круглые). Дренажные системы могут иметь множество различных особенностей, включая водопады , лестницы, балконы и ямы для сбора мусора, иногда называемые ловушками для крупных загрязняющих веществ (GPT). Также могут использоваться трубы из различных материалов, таких как кирпич, бетон, полиэтилен высокой плотности или оцинкованная сталь. Армированный волокном пластик чаще используется для дренажных труб и фитингов. [6]
Большинство стоков имеют один большой выход в точке сброса (часто закрытый решеткой ) в канал , реку, озеро, водохранилище , море или океан. За исключением водосборников, в системе трубопроводов обычно нет очистных сооружений. Небольшие ливневые стоки могут сбрасываться в отдельные сухие колодцы . Ливневые стоки могут быть соединены между собой с помощью щелевой трубы, чтобы создать большую систему сухих колодцев. Ливневые стоки могут сбрасываться в искусственные выемки, известные как подпиточные бассейны или отстойные пруды.
Ливневые стоки часто не в состоянии справиться с количеством осадков, выпадающих во время сильных ливней и/или штормов. Когда ливневые стоки затоплены, может произойти затопление подвалов и улиц. В отличие от катастрофических наводнений, этот тип городских наводнений происходит в застроенных районах, где распространены искусственные дренажные системы. Городские наводнения являются основной причиной засоров канализации и затопления подвалов, что может неоднократно влиять на недвижимость. [7]
Засоренные стоки также способствуют наводнениям из-за засорения ливневых стоков. Сообщества или города могут помочь уменьшить это, очищая ливневые стоки от листьев , чтобы предотвратить застой или затопление дворов. [8] Снег зимой также может засорить стоки, когда зимой выпадает необычно много дождей, и снег сгребается поверх ливневых стоков. [9]
Сток в ливневую канализацию можно минимизировать, включив в муниципальные планы устойчивые городские дренажные системы (британский термин) или малоэффективную застройку или практику зеленой инфраструктуры (американские термины). Чтобы уменьшить ливневую воду с крыш, потоки из желобов карнизов ( водосточных желобов и водосточных труб) могут просачиваться в прилегающую почву, а не сбрасываться в систему ливневой канализации. Сток ливневой воды с мощеных поверхностей можно направлять в необлицованные канавы (иногда называемые канавами или биоканавами ) перед тем, как попадать в ливневую канализацию, чтобы сток впитывался в землю. Проницаемые материалы для мощения можно использовать при строительстве тротуаров, подъездных путей и, в некоторых случаях, парковок, чтобы просачиваться часть объема ливневой воды. [10]
Во многих районах требуется, чтобы на объектах были резервуары для сбора дождевой воды , которые временно удерживают сток дождевой воды и ограничивают сток в общественную канализацию. Это снижает риск перегрузки общественной канализации во время сильного дождя. Слив перелива также может подключаться выше на выходной стороне резервуара для сбора. Этот перелив не позволяет резервуару для сбора воды полностью заполняться. Ограничение потока воды и временное удержание воды в резервуаре для сбора воды таким образом значительно снижает вероятность переполнения канализации дождем. [11]
Первый смыв из городских стоков может быть чрезвычайно грязным. Ливневая вода может загрязняться, стекая по дороге или другой непроницаемой поверхности , или от стока химикатов с газона, прежде чем попасть в слив.
.jpg/1280px-Drain_in_Kalibari_community_(3682826791).jpg)
Вода, стекающая с этих непроницаемых поверхностей, имеет тенденцию собирать бензин , моторное масло , тяжелые металлы , мусор и другие загрязняющие вещества с дорог и парковок, а также удобрения и пестициды с газонов. Дороги и парковки являются основными источниками никеля , меди , цинка , кадмия , свинца и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые создаются как побочные продукты сгорания бензина и других видов ископаемого топлива . Сток с крыш способствует высокому уровню синтетических органических соединений и цинка (из оцинкованных желобов). Использование удобрений на жилых газонах, в парках и на полях для гольфа является значительным источником нитратов и фосфора . [12] [13]
Разделение нежелательных стоков может быть достигнуто путем установки устройств в системе ливневой канализации. Эти устройства относительно новые и могут быть установлены только при новой разработке или во время крупных модернизаций. Они называются сепараторами нефти и песка (OGS) или сепараторами нефти и осадка (OSS). Они состоят из специализированной камеры люка и используют поток воды и/или гравитацию для разделения нефти и песка. [14]
Водосборные бассейны обычно проектируются с зоной отстойника ниже уровня выпускной трубы — резервуаром для воды и мусора, который помогает предотвратить засорение трубы. Если не сконструировать водопроницаемое дно, чтобы вода могла просачиваться в лежащую под ним почву, этот подземный бассейн может стать местом размножения комаров, поскольку он прохладный, темный и удерживает застоявшуюся воду в течение длительного времени. В сочетании со стандартными решетками, которые имеют отверстия достаточно большие для того, чтобы комары могли входить и выходить из бассейна, это становится серьезной проблемой в борьбе с комарами. [16]
Бассейны можно заполнить бетоном до уровня трубы, чтобы предотвратить образование этого резервуара. Без надлежащего обслуживания функциональность бассейна сомнительна, так как эти водосборные бассейны чаще всего не очищаются ежегодно, как это необходимо для того, чтобы они работали так, как задумано. Улавливание мусора бесполезно, поскольку после заполнения они работают так, как будто бассейнов нет, но продолжают оставлять неглубокую зону удержания воды для размножения комаров. Более того, даже если их чистить и обслуживать, резервуар для воды остается заполненным, что способствует размножению комаров.
Ливневые стоки отделены и отличаются от систем бытовой канализации . Разделение ливневой канализации от бытовой канализации помогает предотвратить переполнение очистных сооружений инфильтрацией /притоком во время ливня, что может привести к выбросу неочищенных сточных вод в окружающую среду.
Многие системы ливневой канализации сбрасывают неочищенную ливневую воду в реки или ручьи. В США многие местные органы власти проводят кампании по повышению осведомленности общественности об этом, чтобы люди не сбрасывали отходы в систему ливневой канализации. [17] В Кливленде, штат Огайо , например, на всех новых установленных водосборниках есть надписи о том, что нельзя сбрасывать отходы, и обычно на них также изображен отпечаток рыбы. Trout Unlimited Canada рекомендует рисовать желтый символ рыбы рядом с существующими ливневыми стоками. [18]
Города, которые установили свои системы сбора сточных вод до 1930-х годов, обычно использовали однотрубные системы для транспортировки как городских стоков, так и сточных вод. Этот тип системы сбора называется комбинированной канализационной системой (CSS). Обоснованием для городов при строительстве комбинированных канализаций было то, что было бы дешевле построить только одну систему. [19] В этих системах внезапное большое количество осадков, которое превышает возможности очистки сточных вод, может переливаться непосредственно из ливневых стоков в принимающие воды через сооружения, называемые переливами комбинированной канализации . [20]
Ливневые стоки обычно устанавливаются на меньшей глубине, чем общесплавные. Это связано с тем, что общесплавные стоки были спроектированы для приема сточных вод из зданий с подвалами, а также для приема поверхностного стока с улиц. [21]
Около 860 общин в США имеют комбинированные канализационные системы, обслуживающие около 40 миллионов человек. [22] Нью-Йорк , Вашингтон, округ Колумбия , Сиэтл и другие города с комбинированными системами сталкиваются с этой проблемой из-за большого притока ливневой воды после каждого сильного дождя. Некоторые города справились с этим, добавив большие резервуары для хранения или пруды для хранения воды, пока ее не удастся очистить. В Чикаго есть система туннелей, совместно называемых Глубоким туннелем , под городом для хранения ливневой воды. [23] Во многих районах требуются резервуары для сбора или системы сбора на крыше, которые временно удерживают сток во время сильных дождей и ограничивают поток стока в общественную канализацию. Это снижает риск переполнения общественной канализации во время сильного дождя. Слив перелива также может подключаться выше на выходной стороне резервуара для сбора. Этот перелив предотвращает полное заполнение резервуара для сбора. Ограничивая поток воды таким образом и временно удерживая воду в хранилище или резервуаре для сбора или путем сбора на крыше, общественные канализации менее склонны к переполнению. [24]
Строительные нормы и постановления местных органов власти существенно различаются в отношении обработки ливневых стоков. Могут потребоваться новые разработки для строительства мощностей по переработке ливневых стоков для возврата стоков в грунтовые воды , а в экологически уязвимых зонах для защиты водораздела могут потребоваться биоотстойники .
В Соединенных Штатах города, пригородные сообщества и города с населением более 100 000 человек, небольшие общественные дренажные системы в городских районах и дополнительные муниципальные системы, которые специально обозначены государственными агентствами, должны получать разрешения на сброс для своих систем ливневой канализации в соответствии с Законом о чистой воде . [25] Агентство по охране окружающей среды (EPA) выпустило правила ливневой канализации для крупных городов в 1990 году и для других сообществ в 1999 году. [26] Разрешения требуют от местных органов власти осуществлять программы управления ливневыми водами, охватывающие как строительство новых зданий и сооружений, так и обслуживание существующих муниципальных дренажных сетей. Для новых строительных проектов многие муниципалитеты требуют от строителей получить одобрение дренажной системы участка и структурных планов. Государственные объекты, такие как дороги и автомагистрали , также подпадают под действие правил управления ливневыми водами. [27]
В 2011 году на юго-востоке округа Лос-Анджелес на своих дорожных стоках были установлены тысячи устройств из нержавеющей стали для полного улавливания мусора. [28]
Международная субкультура выросла вокруг исследования ливневых стоков. Такие общества, как Cave Clan, регулярно исследуют стоки под городами. Это обычно известно как « городское исследование », но также известно как осушение, когда речь идет о ливневых стоках. [29]
В нескольких крупных американских городах бездомные живут в ливневых стоках. По меньшей мере 300 человек живут в 200 милях подземных ливневых стоков Лас-Вегаса , многие из них зарабатывают на жизнь, находя невостребованные выигрыши в игровых автоматах. [30] Организация под названием Shine a Light была основана в 2009 году для помощи жителям ливневых стоков после того, как в предыдущие годы там произошло более 20 смертей от утопления. [30] [31] Мужчина в Сан-Диего был выселен из ливневого стока после того, как он прожил там девять месяцев в 1986 году . [32]
Археологические исследования выявили использование довольно сложных систем ливневого стока в древних культурах. Например, на минойском Крите около 2000 г. до н. э. такие города, как Фест, были спроектированы с ливневыми стоками и каналами для сбора осадков. В критском Кноссе ливневые стоки включают облицованные камнем сооружения, достаточно большие, чтобы человек мог проползти через них. [33] Другие примеры ранних цивилизаций с элементами систем ливневого стока включают ранних людей материкового Оркнейского острова, таких как Гурнесс и Бро-оф-Бирсей в Шотландии .
