Комплексное управление городскими водными ресурсами - Integrated urban water management

Сравнение естественного и городского круговорота воды и городских пейзажей в обычных и Синий -Зеленые города

Комплексное управление городскими водными ресурсами (IUWM) - это философия различных определений и интерпретаций. По словам авторов книги «Комплексное управление водными ресурсами в городах: влажные тропики», IUWM описывается как практика управления пресная вода, Сточные Воды, и ливневая вода как компоненты по всему бассейну План управления. Он основан на существующих водоснабжение и санитария соображения в рамках городской поселение путем включения городских управление водными ресурсами в пределах всего речного бассейна.[1] SWITCH - одна из первых сторонников IUWM, исследовательская программа, финансируемая Евросоюз и стремится сместить управление водными ресурсами в городах от специальных решений к более комплексному подходу. IUWM в городской системе водоснабжения также может проводиться путем оценки эффективности любых новых стратегий вмешательства путем разработки целостного подхода, который охватывает различные элементы и критерии системы, включая устойчивость типовые, в которых интеграция компонентов водной системы, в том числе водоснабжение, Сточные Воды и ливневая вода подсистемы были бы выгодны.[2] Моделирование метаболизм Типовые потоки в городской водной системе также могут быть полезны для анализа процессов городского водного цикла ППВВ.[2][3]

IUWM обычно рассматривается как стратегия достижения целей Водочувствительный городской дизайн. IUWM стремится изменить влияние городского развития на естественном круговорот воды, исходя из предпосылки, что путем управления круговоротом воды в городе в целом; может быть достигнуто более эффективное использование ресурсов, обеспечивающее не только экономические выгоды, но также улучшенные социальные и экологические результаты. Один из подходов заключается в создании внутреннего городского цикла водного цикла посредством реализации стратегий повторного использования. Развитие этого городского цикла водного цикла требует понимания как естественного водного баланса до развития, так и водного баланса после развития. Учет потоков в системах до и после разработки является важным шагом на пути к ограничению воздействия городов на естественный водный цикл.[4]

Составные части

Мероприятия в рамках IUWM включают следующее:[5]

По данным Австралийской организации научных и промышленных исследований (CSIRO ), IUWM требует управления городским водным циклом в координации с гидрологическим водным циклом, который значительно изменяется городскими ландшафтами и его корреляцией с растущим спросом. В естественных условиях поступлением воды в любой точке системы являются осадки и наземные потоки; в то время как выходы через поверхностные потоки, эвапотранспирацию и подпитка подземных вод. Большие объемы водопроводной воды, введенные с изменением городских условий и введением обширных непроницаемых зон, сильно влияют на водный баланс, увеличивая приток и резко изменяя компоненты оттока.[4]

Подходы

  • В Повестка дня на 21 век (Департамент устойчивого развития ООН, 1992 г.) разработал Дублинские принципы для комплексного управления водными ресурсами более подробно для городских территорий. Одна из целей Повестки дня на XXI век - разработать экологически безопасное управление водными ресурсами для городского использования.[6]
  • Заявление Белладжио, сформулированное Рабочей группой по санитарии окружающей среды Совет по сотрудничеству в области водоснабжения и канализации в 2000 году включают такие принципы, как человеческое достоинство, качество жизни, экологическая безопасность, открытый процесс с участием заинтересованных сторон и многие другие.[6]
  • Трехэтапный стратегический подход ЮНЕП, разработанный в 2005 году, основан на применении "подхода более чистого производства", который оказался успешным в промышленном секторе. Это три этапа: профилактика, лечение для повторного использования и плановая выписка со стимуляцией способности к самоочищению.[6]
  • Институт ЮНЕСКО по образованию в области водных ресурсов стремится развить прогресс, достигнутый Заявлением Белладжио и трехэтапным подходом ЮНЕП, путем разработки ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ подход к IUWM. Компоненты включают: добавление оценки устойчивости, новые методы планирования городских водных систем, а также изменения в планировании и разработке стратегии.[6]

Примеры

Основная статья: Система водоснабжения Нью-Йорка

Примером IUWM является Водная система Катскилл / Делавэр что обеспечивает 1,4 миллиарда галлонов США (5 300 000 м3) воды в сутки, в том числе на все Нью-Йорк. Процесс IUWM включал обширный взаимодействие с заинтересованными сторонами процесс, в результате чего потребности всех сторон были включены в окончательный план управления. Было создано партнерство между Нью-Йорком, сельскохозяйственным сообществом и федеральным правительством. Кейс стал образцом для успешной IUWM.[7]

Системы сточных вод

Смотрите также: серая вода

Серая вода (также пишется; серая вода, серая вода или серая вода) - это вода, используемая с бытовыми приборами, не связанными с отходами жизнедеятельности человека. Он получил свое название от черной воды, которая сильно загрязнена человеческими отходами. Различные ресурсы подсказывают, какое оборудование производит серую или черную воду. Однако чаще всего считается, что ванны, душевые, умывальники, стиральные машины и ванны для стирки производят серую воду, тогда как туалеты, раковины и посудомоечные машины классифицируются как источники черной воды.

В 1989 году Санта-Барбара стал первым округом США, который легализовал переработку и повторное использование сточных вод. С тех пор серая вода стала частью интегрированного управления городскими водными ресурсами. В нем рассматривается практика управления сточными водами в жилищном масштабе. Предпосылка повторного использования сточных вод заключается в том, что среднее домохозяйство использует большую часть своей воды в помещении (примерно 60%), что означает, что большая часть этой воды может быть повторно использована для обеспечения воды, необходимой для поддержки орошения. Кроме того, большинство бытовых приборов автоматически собирают сточные воды, чтобы их можно было утилизировать.

Существует три типа систем бытовой воды, каждый из которых имеет разные требования, коды и спецификации размеров. Тем не менее, они разделяют стандарты для соблюдения правил охраны труда и техники безопасности:

Модель Arizona R18-9-711. Тип 1 Восстановленная вода Генеральное разрешение на серые воды,[8] выступает в качестве модели для регулирования системы сточных вод

  1. Избегают контакта человека с серой водой и почвой, орошаемой серой водой;
  2. Серая вода, исходящая из жилого дома, используется и содержится в границах собственности для домашнего садоводства, компостирования, полива газонов или ландшафтного орошения;
  3. Поверхностное внесение серой воды не применяется для полива пищевых растений, за исключением цитрусовых и ореховых деревьев;
  4. Серая вода не содержит опасных химикатов, полученных в результате таких действий, как чистка деталей автомобиля, стирка жирных или масляных тряпок, удаление отработанных растворов из домашних фотолабораторий или аналогичных занятий, связанных с любителями или домашних занятий;
  5. Применение серой воды позволяет свести к минимуму стоячую воду на поверхности;
  6. Система сточных вод построена таким образом, что в случае блокировки, закупоривания или дублирования системы сточные воды могут быть направлены в систему сбора сточных вод или систему очистки и удаления сточных вод на месте, в зависимости от обстоятельств. Система сточных вод может включать средства фильтрации для уменьшения засорения и увеличения срока службы системы;
  7. Любой резервуар для хранения сточных вод закрывается, чтобы ограничить доступ и исключить среду обитания для комаров и других переносчиков инфекции;
  8. Система бытовых сточных вод расположена за пределами паводка;
  9. Система сточных вод эксплуатируется таким образом, чтобы поддерживать минимальное расстояние по вертикали не менее пяти футов от точки подачи сточных вод до вершины сезонно высокого уровня грунтовых вод;
  10. Для жилых домов, использующих локальные очистные сооружения для очистки и удаления черных вод, использование системы бытовых сточных вод не меняет требований к конструкции, мощности или резервным площадям для локальных очистных сооружений в жилом доме и гарантирует, что это сооружение может справиться с комбинированным потоком черной и серой воды, если система серой воды выйдет из строя или используется не полностью;
  11. Любой напорный трубопровод, используемый в системе бытовой воды, который может быть подвержен перекрестному соединению с системой питьевой воды, ясно указывает на то, что по трубопроводу не идет питьевая вода;
  12. Серая вода, наносимая путем орошения поверхности, не содержит воду, используемую для стирки подгузников или аналогичной загрязненной или заразной одежды, если серая вода не дезинфицируется перед поливом; и
  13. Орошение поверхности серой водой осуществляется только паводковым или капельным орошением.

Сложная система сточных вод обеспечивает развитие со значительным сбросом (более 250 галлонов) в день. Для этого требуется письменное разрешение на строительство, представленное в контролирующее агентство.

Простая система сточных вод рассчитана на обслуживание дома на одну или две семьи со средним уровнем сброса воды (максимум 250 галлонов) в день. Для этого также требуется письменное разрешение на строительство, представленное в исполнительное агентство.

Система подачи серой воды для стиральной машины рассчитана на переработку серой воды дома на одну или две семьи с использованием регенерированной воды стиральной машины (производит 15 галлонов на человека в день).[9] Для орошения используется насос стиральной машины или сила тяжести. Эта конкретная система является наиболее распространенной и наименее ограниченной системой. В большинстве штатов эта система не требует разрешений на строительство. Эту систему часто называют «от стирки до пейзажа» (L2L). Система полагается на клапаны, дренаж в мульчирующий бассейн или зону орошения для определенных ландшафтных особенностей (мульчирующий бассейн для дерева требует 12,6 футов2). Система капельного орошения должна быть откалибрована, чтобы избежать неравномерного распределения серой воды или перегрузки.[10]

Способы доставки

  • Высококачественное орошение с естественной подачей

Часто используется для стиральных машин или ванн с системами самотечного орошения.[11]

  1. Серая вода выходит из источника и проходит через трехходовой отводной клапан.
  2. Вода попадает либо в сифон, либо в расширительный бак.
  3. Вода из бака попадает в фильтр-мешок
  4. Отфильтрованная вода попадает в оросительную систему.
  • Отвод погружного насоса на орошение

Часто используется для низкого уровня загрязнения воды при условии, что неподходящая вода попадает в канализацию.[11]

  1. Серая вода выходит через сетчатый фильтр, который можно отвести в желоб с клапаном, ведущим в канализацию.
  2. Вода, фильтрованная сеткой, поступает в погружной насос
  3. Насос подает воду в систему орошения
  • Насосное орошение с гравитационной подачей высшего сорта

Часто используется для систем стирки стирки или ванных комнат с насосным орошением.[11]

  1. Серая вода выходит через трехходовой отводной клапан
  2. Входит в расширительный бак
  3. Вода из бака попадает в фильтр-мешок
  4. Отфильтрованная вода поступает в погружной насос.
  5. Насос подает воду в оросительную систему.

Повторное использование в помещении

Переработанная серая вода из бытовых приборов также может использоваться для смыва туалета.[12] Это приложение основано на стандартах, установленных сантехническими правилами. Для повторного использования сточных вод в помещениях требуется эффективный резервуар для очистки нерастворимых отходов, а также хорошо отлаженный механизм управления.

В Единый сантехнический кодекс, принятый в некоторых юрисдикциях США, запрещает использование серой воды в помещениях.

Смотрите также: сбор дождевой воды

Строительство систем бытовой воды

Письменное разрешение на строительство требуется до начала строительства, ремонта, перемещения или изменения любой системы, которая требует разрешение. Для получения разрешений требуются данные об использовании, размер элемента и почвенные условия (чтобы уменьшить скопление серой воды). В разных штатах и ​​регионах действуют разные требования планов и системных спецификаций. Стандарты, установленные государством, диктуют правила для систем бытовой воды, основанные на определении серой воды, типа системы и требований разрешения. Во многих случаях строительство можно выполнить без привлечения профессионала.

Тестирование и осмотр

Система сточных вод, требующая разрешения, должна точно определять впитывающую способность почвы. Некоторые тесты могут потребоваться для неровных почв или недокументированных участков.

Требуется проверка разрешенной системы. Во время строительства систему не закрывать. Дополнительно реализация некоторых устройств может быть прописана в кодексах и требованиях. А Устройство обратного слива пониженного давления (RP) при въезде в собственность облегчает оценку любых переходов между серыми водами и потенциально питьевым водоснабжением.

Вызовы

Самая большая проблема в системах интегрированного городского управления водными ресурсами, особенно в повторном использовании сточных вод, - это попадание неочищенной воды в ландшафт. Важно, чтобы системы очистки сточных вод обеспечивали максимальную естественную очистку за счет здоровый верхний слой почвы, избегая контакта между серой водой до и после фильтрации. Неочищенная серая вода способна удовлетворить сток и в конечном итоге загрязнять водные системы.[13]

Исследования показывают, что испарившаяся серая вода может оставлять микроорганизмы, которые могут причинить вред при вдыхании или употреблении.[14] Лучше всего не использовать серую воду в спринклер система по этой причине. Прямое применение серой воды может оставить вышеупомянутые микроорганизмы на листве. Серая вода не должна использоваться для фруктов или овощей (если не наносить ее очень осторожно и специально на корни - хотя большинство государственных кодексов не допускают этого).

Избыточная серая вода, которая не может проникать в почву, может стать стоком, часто ведущим неочищенную воду в водоемы. Серую воду нельзя наносить на насыщенную почву, ее следует использовать консервативно.

Многие бытовые чистящие средства содержат ингредиенты, которые невозможно удалить обычным серым фильтрация воды система. Это требует оценки того, какие вещества изменят качество серой воды. Кроме того, не вся бытовая техника должна использоваться для повторного использования сточных вод. Некоторые следует отводить отдельно в канализацию.

Системы фильтрации сточных вод не оборудованы для работы с самыми высокими уровнями загрязнения. Требуется осмотрительность относительно того, когда использовать систему серой воды. Это включает в себя рассмотрение того, какие приборы подключить, а также сколько воды обрабатывается в любой момент времени.

Одной из наиболее серьезных проблем для IUWM могло бы быть достижение консенсуса по определению IUWM и реализации заявленных целей на операционных стадиях проектов. В развивающемся мире по-прежнему значительная часть населения не имеет доступа к надлежащему водоснабжению и санитарии. В то же время рост населения, урбанизация и индустриализация продолжают вызывать загрязнение и истощение источников воды. В развитом мире загрязнение источников воды угрожает устойчивость городских систем водоснабжения. Изменение климата, вероятно, затронет все городские центры, будь то все более сильные штормы или продолжительные засухи, или, возможно, и то, и другое. Для решения проблем, с которыми сталкивается IUWM, крайне важно разработать хорошие подходы, чтобы разработка политики и планирование были направлены на устранение этих глобальных изменений, а также на достижение действительно устойчивых городских систем водоснабжения.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Tucci, C., Goldenfum, J.A., Parkinson J.N. (2009). 978-92-3-104065-8 «Комплексное управление городскими водными ресурсами: влажные тропики» Проверять | url = ценить (помощь). CRC Press. п. 2. Получено 2009-09-18.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  2. ^ а б Бехзадян, К; Капелан, З (2015). «Преимущества комплексной оценки на основе устойчивости для стратегического планирования городских водных систем на основе метаболизма» (PDF). Наука об окружающей среде в целом. 527-528: 220–231. Bibcode:2015ScTEn.527..220B. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2015.04.097. HDL:10871/17351. PMID  25965035.
  3. ^ Бехзадян, к; Капелан, З (2015). «Моделирование производительности городской системы водоснабжения на основе метаболизма с помощью WaterMet2» (PDF). Ресурсы, сохранение и переработка. 99: 84–99. Дои:10.1016 / j.resconrec.2015.03.015.
  4. ^ а б Бартон, А. (2009). «Продвижение IUWM через понимание городского водного баланса». Австралийская организация научных и промышленных исследований Австралийского Союза (CSIRO ). Получено 2009-09-14.
  5. ^ «Комплексное управление водными ресурсами города» (PDF). Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). 2009. С. 1–2.. Получено 2009-09-14.
  6. ^ а б c d е «Устойчивое управление водными ресурсами в городах будущего: отчет, содержащий перечень традиционных и инновационных подходов к управлению водными ресурсами в городах». Авторы SWITCH. 2006. С. 3–17.. Получено 2009-09-14.
  7. ^ "Нью-Йорк: Нью-Йорк и семь северных округов штата Нью-Йорк - эффективное управление водоразделом дает Нью-Йорку отказ от фильтрации". EPA. 2009. С. 1–2.. Получено 2009-09-15.
  8. ^ «ADEQ: Отдел качества воды: разрешения». www.azdeq.gov. Получено 2016-04-21.
  9. ^ "От прачечной до пейзажа. Оригинальный полный информационный центр". oasisdesign.net. Получено 2016-04-21.
  10. ^ Times, Лос-Анджелес. «Серая вода: от стиральной машины в огород». latimes.com. Получено 2016-04-21.
  11. ^ а б c ООО, БРАНЗ. "Как работает система серой воды?". www.level.org.nz. Получено 2016-04-28.
  12. ^ «Повторное использование серой воды в помещениях, каскадирование, сбор дождевой воды». oasisdesign.net. Получено 2016-04-28.
  13. ^ «Комплексное управление ливневыми водами». Шпора. Получено 2016-04-21.
  14. ^ "Серая вода". www.lanfaxlabs.com.au. Получено 2016-04-21.