Zintegrowane zarządzanie wodą miejską - Integrated urban water management

Porównanie naturalnego i miejskiego obiegu wody oraz krajobrazów ulicznych w miastach konwencjonalnych i niebiesko -zielonych

Zintegrowana gospodarka wodna w miastach (ZMWM) to filozofia o różnych definicjach i interpretacjach. Według autorów książki „Zintegrowana gospodarka wodna w miastach: wilgotne tropiki” IUWM jest opisany jako praktyka gospodarowania wodami słodkimi , ściekami i wodami opadowymi jako elementami planu gospodarowania w całym zlewni . Opiera się na istniejących uwarunkowaniach zaopatrzenia w wodę i kanalizacji w obrębie osiedla miejskiego poprzez włączenie gospodarki wodnej w obszar całego dorzecza. SWITCH, jeden z pierwszych orędowników IUWM, jest programem badawczym finansowanym przez Unię Europejską i ma na celu odejście od zarządzania wodą miejską z rozwiązań ad hoc na rzecz bardziej zintegrowanego podejścia. IUWM w miejskim systemie wodociągowym można również przeprowadzić poprzez ocenę wydajności wszelkich nowych strategii interwencyjnych poprzez opracowanie holistycznego podejścia, które obejmuje różne elementy systemu i kryteria, w tym te typu zrównoważonego , w których integracja elementów systemu wodociągowego, w tym zaopatrzenia w wodę , ścieków i wody deszczowej podsystemy byłyby korzystne. Symulacja przepływów typu metabolizmu w miejskiej sieci wodociągowej może być również przydatna do analizy procesów zachodzących w miejskim obiegu wodnym ZZOP.

IUWM jest powszechnie postrzegany jako strategia osiągania celów projektowania urbanistycznego wrażliwego na wodę . IUWM dąży do zmiany wpływu zabudowy miejskiej na naturalny obieg wody , wychodząc z założenia, że zarządzając miejskim obiegiem wody jako całości; można osiągnąć bardziej efektywne wykorzystanie zasobów, zapewniając nie tylko korzyści gospodarcze, ale także lepsze wyniki społeczne i środowiskowe. Jednym z podejść jest ustanowienie wewnętrznej, miejskiej pętli obiegu wody poprzez wdrożenie strategii ponownego wykorzystania. Rozwijanie tej miejskiej pętli obiegu wody wymaga zrozumienia zarówno naturalnego, przedrozwojowego, bilansu wodnego, jak i porealizacyjnego bilansu wodnego. Uwzględnianie przepływów w systemach przed- i porozwojowych jest ważnym krokiem w kierunku ograniczenia wpływu miast na naturalny obieg wody.

składniki

Działania w ramach IUWM obejmują:

Poprawa zaopatrzenia w wodę i efektywności zużycia
Popraw jakość wody pitnej i oczyszczanie ścieków
Zwiększenie efektywności ekonomicznej usług w celu utrzymania działalności i inwestycji w zakresie gospodarki wodno-ściekowej i deszczowej
Wykorzystanie alternatywnych źródeł wody , włączając w to wodę deszczową i regeneracji i uzdatnionej
Zaangażuj społeczności, aby odzwierciedlić ich potrzeby i wiedzę na temat gospodarki wodnej
Ustanowić i wdrożyć polityki i strategie ułatwiające powyższe działania
Wspieranie rozwoju zdolności kadr i instytucji zaangażowanych w ZMSP

Według australijskiej Organizacji Badań Naukowych i Przemysłowych Wspólnoty Narodów ( CSIRO ) IUWM wymaga zarządzania miejskim cyklem wodnym w koordynacji z hydrologicznym cyklem wodnym, który jest znacząco zmieniany przez miejski krajobraz i jego korelację z rosnącym zapotrzebowaniem. W warunkach naturalnych dopływami wody w dowolnym punkcie systemu są opady i przepływy lądowe; podczas gdy produkty wychodzą za pośrednictwem przepływów powierzchniowych, ewapotranspiracji i uzupełniania wód gruntowych . Duże objętości wody wodociągowej wprowadzone wraz ze zmianą otoczenia miejskiego i wprowadzeniem rozległych nieprzepuszczalnych obszarów silnie wpływają na bilans wodny, zwiększając dopływy i dramatycznie zmieniając komponenty odpływu.

Podejścia

Agenda 21 (Departament ONZ na rzecz Ekorozwoju, 1992) został opracowany przez Principles Dublin do zintegrowanego zarządzania zasobami wodnymi w sposób bardziej szczegółowy na obszarach miejskich. Jednym z celów Agendy 21 jest rozwój przyjaznego dla środowiska zarządzania zasobami wodnymi do użytku miejskiego.
Oświadczenie Bellagio sformułowane przez Grupę Roboczą ds. Sanitarności Środowiska przy Radzie Współpracy ds. Zaopatrzenia w Wodę i Sanitację w 2000 r. obejmuje zasady takie jak: godność ludzka, jakość życia, bezpieczeństwo środowiska, otwarty proces interesariuszy i wiele innych.
Strategiczne Podejście UNEP 3 Kroki opracowane w 2005 r. opiera się na zastosowaniu „podejścia Czystszej Produkcji”, które odniosło sukces w sektorze przemysłowym. Trzy etapy to: profilaktyka, leczenie w celu ponownego użycia i planowe wyładowanie ze stymulacją zdolności do samooczyszczania.
Instytut Edukacji Wodnej UNESCO stara się wykorzystać postępy poczynione przez Deklarację z Bellagio i 3-etapowe podejście UNEP poprzez opracowanie podejścia SWITCH do IUWM. Komponenty obejmują: dodanie oceny zrównoważenia, nowe metody planowania miejskich systemów wodnych oraz modyfikacje planowania i opracowywania strategii.

Przykłady

Przykładem IUWM jest system wodociągowy Catskill/Delaware, który dostarcza 1,4 miliarda galonów amerykańskich (5 300 000 m ³ ) dziennie, w tym do całego Nowego Jorku . Proces IUWM obejmował szeroko zakrojony proces zaangażowania interesariuszy , w ramach którego potrzeby wszystkich stron zostały uwzględnione w ostatecznym planie zarządzania. Utworzono partnerstwo między Nowym Jorkiem, społecznością rolniczą i rządem federalnym. Sprawa stała się wzorem dla udanego IUWM.

Systemy szarej wody

Szara woda (również zapisywana; szara woda, szara woda lub szara woda) to woda używana w urządzeniach, które nie wiążą się z ludzkimi odchodami ani nie stykają się z nimi. Swoją nazwę zawdzięcza czarnej wodzie, która jest silnie zanieczyszczona ludzkimi odchodami. Różne zasoby sugerują, jaki sprzęt wytwarza szarą lub czarną wodę. Jednak najczęściej przyjmuje się, że wanny, prysznice, umywalki, pralki i wanny do prania wytwarzają szarą wodę, podczas gdy toalety, zlewy i zmywarki są klasyfikowane jako źródła czarnej wody.

W 1989 Santa Barbara stała się pierwszym okręgiem w Stanach Zjednoczonych, który zalegalizował recykling i ponowne wykorzystanie szarej wody. Od tego czasu szara woda stała się częścią zintegrowanej gospodarki wodnej w miastach. Odnosi się do praktyki gospodarowania ściekami na skalę mieszkaniową. Założeniem ponownego wykorzystania szarej wody jest koncepcja, że przeciętne gospodarstwo domowe wykorzystuje większość wody w pomieszczeniach (około 60%), co oznacza, że większość tej wody może być ponownie wykorzystana do zapewnienia wody potrzebnej do nawadniania. Ponadto większość urządzeń gospodarstwa domowego automatycznie zbiera szarą wodę w celu jej usunięcia.

Istnieją trzy typy systemów szarej wody, z których każdy ma inne wymagania, kody i specyfikacje dotyczące rozmiaru. Jednak mają wspólne standardy, aby spełnić przepisy BHP:

Arizona R18-9-711. Typ 1 Pozwolenie ogólne na wodę oczyszczoną dla szarej wody, stanowi wzór dla regulacji systemu szarej wody

Unika się kontaktu człowieka z szarą wodą i glebą nawadnianą szarą wodą;
Szara woda pochodząca z rezydencji jest wykorzystywana i zawarta w granicach nieruchomości do domowego ogrodnictwa, kompostowania, podlewania trawników lub nawadniania krajobrazu;
Powierzchniowe nanoszenie szarej wody nie jest stosowane do nawadniania roślin spożywczych, z wyjątkiem drzew cytrusowych i orzechowych;
Szara woda nie zawiera niebezpiecznych chemikaliów pochodzących z czynności takich jak czyszczenie części samochodowych, pranie zatłuszczonych lub zaolejonych szmat, usuwanie roztworów odpadów z domowych laboratoriów fotograficznych lub podobnych hobbystycznych lub domowych czynności zawodowych;
Aplikacja szarej wody ma na celu zminimalizowanie wody stojącej na powierzchni;
System szarej wody jest skonstruowany w taki sposób, że w przypadku zablokowania, zatkania lub kopii zapasowej systemu, szara woda może być skierowana do systemu zbierania ścieków lub systemu oczyszczania i odprowadzania ścieków na miejscu, w zależności od przypadku. System szarej wody może zawierać środki filtracji w celu zmniejszenia zatykania i wydłużenia żywotności systemu;
Każdy zbiornik na szarą wodę jest przykryty, aby ograniczyć dostęp i wyeliminować siedlisko komarów lub innych wektorów;
System szarej wody znajduje się poza kanałem powodziowym;
System szarej wody działa tak, aby utrzymać minimalną odległość separacji pionowej wynoszącą co najmniej pięć stóp od punktu doprowadzenia szarej wody do szczytu sezonowo wysokiego zwierciadła wód gruntowych;
W przypadku rezydencji korzystających z zakładowej oczyszczalni ścieków do oczyszczania i usuwania czarnej wody, korzystanie z systemu szarej wody nie zmienia projektu, wydajności ani wymagań dotyczących obszaru rezerwowego dla zakładowej oczyszczalni ścieków w miejscu zamieszkania oraz zapewnia, że zakład może obsługiwać połączony przepływ czarnej wody i szarej wody, jeśli system szarej wody ulegnie awarii lub nie jest w pełni wykorzystany;
Wszelkie rurociągi ciśnieniowe stosowane w systemie wody szarej, które mogą być podatne na połączenia krzyżowe z systemem wody pitnej, wyraźnie wskazują, że rurociąg nie przenosi wody pitnej;
Szara woda stosowana przez nawadnianie powierzchniowe nie zawiera wody używanej do prania pieluszek lub podobnie zabrudzonej lub zakaźnej odzieży, chyba że szara woda jest zdezynfekowana przed nawadnianiem; oraz
Nawadnianie powierzchniowe szarą wodą odbywa się tylko przez nawadnianie powodziowe lub kroplowe.

Złożony system szarej wody zapewnia rozwój ze znacznym zrzutem (ponad 250 galonów) dziennie. Wymaga pisemnego pozwolenia na budowę przedłożonego organowi egzekucyjnemu.

Prosty system szarej wody jest przystosowany do obsługi domu jedno- lub dwurodzinnego ze średnim zrzutem wody (maksymalnie 250 galonów) dziennie. To również wymaga pisemnego pozwolenia na budowę złożonego do Urzędu Wykonawczego.

System szarej wody w pralce jest przystosowany do recyklingu szarej wody z domu jedno- lub dwurodzinnego przy użyciu wody odzyskanej z pralki (produkuje 15 galonów na osobę dziennie). Do nawadniania używa pompy z pralki lub grawitacji. Ten konkretny system jest najczęstszym i najmniej ograniczonym systemem. W większości stanów system ten nie wymaga pozwoleń na budowę. System ten jest często określany jako Pranie do Krajobrazu (L2L). System opiera się na zaworach, odprowadzaniu do basenu mulczowego lub obszaru nawadniania w przypadku niektórych cech krajobrazu (basen mulczowy dla drzewa wymaga 12,6 stóp ² ). System kroplujący musi być skalibrowany, aby uniknąć nierównomiernego rozprowadzania szarej wody lub przeciążenia.

metody dostarczania

Powyżej klasy nawadnianie grawitacyjne

Często używany do pralki lub wanny z grawitacyjnymi systemami nawadniającymi

Szara woda opuszcza źródło i przechodzi przez trójdrożny zawór dywersyjny
Woda dostaje się do syfonu lub zbiornika wyrównawczego
Woda ze zbiornika dostaje się do worka filtrującego
Przefiltrowana woda spada do systemu nawadniającego

Przekierowanie pompy zatapialnej do nawadniania

Często stosowany w przypadku niskiego poziomu zanieczyszczenia wody, pod warunkiem, że nieodpowiednia woda dostanie się do kanalizacji

Woda szara wypływa przez filtr siatkowy, który można skierować do wpustu z zaworem prowadzącym do kanalizacji
Przefiltrowana woda dostaje się do pompy zanurzeniowej
Pompa przesyła wodę do systemu nawadniającego

Nawadnianie pompowe zasilane grawitacyjnie powyżej klasy

Często stosowany w instalacjach szarej wody do pralni lub łazienek z nawadnianiem pompowym

Szara woda wypływa przez trójdrożny zawór dywersyjny
Wchodzi do zbiornika wyrównawczego
Woda ze zbiornika dostaje się do worka filtrującego
Przefiltrowana woda wchodzi do pompy głębinowej
Pompa dostarcza wodę do systemu nawadniającego

Ponowne wykorzystanie w pomieszczeniach

Szara woda z recyklingu z urządzeń gospodarstwa domowego może być również używana do spłukiwania toalety. Jego zastosowanie opiera się na standardach wyznaczanych przez przepisy hydrauliczne. Ponowne wykorzystanie szarej wody w pomieszczeniach wymaga wydajnego zbiornika czyszczącego na nierozpuszczalne odpady, a także dobrze regulowanego mechanizmu kontrolnego.

Uniform Code sanitarny , przyjęte w niektórych jurysdykcjach USA zakazuje szarych ścieków użytku wewnątrz pomieszczeń.

Budowa systemów szarej wody

Pisemne pozwolenie na budowę jest wymagane przed budową, naprawą, przeniesieniem lub zmianą jakiegokolwiek systemu, który wymaga pozwolenia. Zezwolenia wymagają danych dotyczących użytkowania, rozmiaru elementów i warunków glebowych (w celu ograniczenia gromadzenia się szarej wody). Różne stany i regiony podlegają różnym wymaganiom planów i specyfikacji systemu. Normy określone przez stanowe dyktują kody dla systemów szarej wody w oparciu o definicję szarej wody, typ systemu i wymagania dotyczące pozwoleń. W wielu przypadkach budowę można wykonać bez zatrudniania fachowca.

Testowanie i inspekcja

System szarej wody, który wymaga pozwolenia, musi dokładnie określać chłonność gruntów. Pewne testy mogą być wymagane w przypadku gleb nieregularnych lub obszarów nieudokumentowanych.

Wymagana jest inspekcja dopuszczonego systemu. W trakcie budowy system należy pozostawić odsłoniętym. Dodatkowo implementacja niektórych urządzeń może być określona w kodeksach i wymaganiach. Zmniejszonym ciśnieniem (RP) zwrotnym urządzenia na wejściu właściwość ułatwia ocenę wszelkich ilości łączącym między szarej wody i ewentualnie wody pitnej.

Wyzwania

Największym problemem związanym z systemami zintegrowanego zarządzania wodą w miastach, w szczególności ponownym wykorzystaniem szarej wody, jest wprowadzenie nieoczyszczonej wody do krajobrazu. Ważne jest, aby systemy szarej wody maksymalizowały naturalne oczyszczanie poprzez zdrową wierzchnią warstwę gleby , unikając kontaktu szarej wody przed i po filtracji. Nieoczyszczona szara woda może zatrzymywać spływy i ostatecznie zanieczyszczać systemy wodne.

Badania sugerują, że odparowana szara woda może pozostawić mikroorganizmy, które mogą być szkodliwe, jeśli są wdychane lub spożywane. Z tego powodu najlepszą praktyką jest niestosowanie szarej wody w systemie tryskaczowym . Bezpośrednia aplikacja szarej wody może pozostawić wspomniane mikroorganizmy na liściach. Szara woda nie powinna być używana na owocach lub warzywach (chyba że jest aplikowana bardzo ostrożnie i specjalnie na korzenie – chociaż większość przepisów stanowych na to nie zezwala).

Nadmiar szarej wody, która może nie wsiąkać w glebę, może ulec spływaniu, często prowadząc nieoczyszczoną wodę do cieków wodnych. Szarej wody nie należy stosować do gruntu nasyconego i należy stosować ją zachowawczo.

Wiele domowych środków czyszczących zawiera składniki, których nie można usunąć za pomocą typowego systemu filtracji szarej wody . Wymaga to oceny, które substancje wpłyną na jakość szarej wody. Ponadto nie wszystkie urządzenia gospodarstwa domowego powinny być wykorzystywane do recyklingu szarej wody. Niektóre powinny być kierowane oddzielnie do ścieków.

Systemy filtracji wody szarej nie są przystosowane do obsługi najwyższych poziomów zanieczyszczeń. Wymagana jest dyskrecja, kiedy należy korzystać z systemu szarej wody. Obejmuje to rozważenie, jakie urządzenia podłączyć, a także ile wody jest przetwarzane w danym momencie.

Jednym z najistotniejszych wyzwań dla IUWM mogłoby być osiągnięcie konsensusu w sprawie definicji IUWM i realizacji wyznaczonych celów na etapach operacyjnych projektów. W rozwijającym się świecie nadal istnieje znaczna część populacji, która nie ma dostępu do odpowiedniego zaopatrzenia w wodę i urządzeń sanitarnych. Jednocześnie wzrost liczby ludności, urbanizacja i industrializacja nadal powodują zanieczyszczenie i wyczerpywanie się źródeł wody. W rozwiniętym świecie zanieczyszczenie źródeł wody zagraża trwałości miejskich systemów wodnych. Zmiany klimatyczne prawdopodobnie dotkną wszystkie ośrodki miejskie, albo z powodu nasilających się sztormów, albo przedłużających się susz, a może obu. Aby sprostać wyzwaniom stojącym przed IUWM, konieczne jest opracowanie dobrych podejść, tak aby rozwój polityki i planowanie były ukierunkowane na reagowanie na te globalne naciski na zmiany oraz na osiągnięcie prawdziwie zrównoważonych miejskich systemów wodnych.

Languages

In other projects