Водный баланс

1. Проблемы уплотнения почвы С 50-х годов во всем мире повсеместно возросло уплотнение земель. В ходе...
2. Децентрализованное управление ливневыми водами
3. Выравниваемый водный баланс как цель планирования

Проблемы уплотнения почвы

С 50-х годов во всем мире повсеместно возросло уплотнение земель. В ходе урбанизации существующие населенные пункты уплотняются, а окраина одновременно расширяется. Это развитие не только в так называемых мегаполисах, но и в Германии.
Доля площадей для расселения и транспортировки в Германии выросла с 11,7% в 1997 году до 13,4% в 2010 году. Несмотря на то, что увеличение немного замедлилось, средний рост площадей расселения и движения в Германии составляет около 93 га в день. Можно предположить, что из нынешних 4,6 млн. Га (12,8%) на жилье и транспорт в Германии около половины, то есть 2,3 млн. Грн. га (6,4%) опечатаны, из которых примерно 50% застроены (UBA 2004). Здесь наибольшая доля - около 80% - обусловлена ​​расширением населенных пунктов, только около 20% приходится на новые зоны движения. Поскольку почти половина роста транспортных площадей основана на строительстве подъездных дорог для новых жилых районов, рост городских районов прямо или косвенно вызывает около 90 процентов общего использования земли (UBA 2004).
Даже если будет достигнуто согласие со стороны политики, направленной на значительное снижение уровня землепользования в Германии до 30 га в день в 2020 году (BBR 2006), процент непроницаемой площади в Германии будет продолжать расти. И, конечно, эти дополнительные поселения и транспортные зоны должны быть надлежащим образом осушены. В этом отношении ответственное использование ливневой канализации, в частности из новых районов развития, имеет финансовое значение.

Обычный ливневой сток

Еще несколько лет назад осушение непроницаемых поверхностей осуществлялось почти исключительно через комбинированные или отдельные канализационные коллекторы. Цель предоставить гражданам далеко идущий «комфорт дренажа» однозначно удовлетворена этой системой. Однако в последние годы на недостатки этой процедуры обратили внимание. Особо обсуждались два аспекта: материал и гидравлическая нагрузка принимающих вод.
Еще один недостаток обычной дренажной практики практически не рассматривался в профессиональном мире: влияние на водный баланс. Уплотнение и дренаж не только приводят к более высоким пиковым потокам и большим объемам стока, но в то же время уменьшают подпитку и скорость испарения подземных вод (см. Рисунок «изменение водного баланса в результате урбанизации»).

Изменение водного баланса из-за урбанизации

Усиление урбанизации в сочетании с обычным ливневым стоком усугубляет не только проблемы наводнений, но также приводит к снижению уровня грунтовых вод и уменьшению стока малых вод. Существует также отрицательный вклад в отопление внутренних городов («эффект городского острова тепла») за счет уменьшения испарения.
Традиционная процедура заключается в смягчении негативных последствий герметизации и дренажа с помощью так называемых мер на конце трубы. Благодаря удерживающим бассейнам и центральным очистным сооружениям выбросы, связанные с осадками, и пиковые потоки могут быть уменьшены, создавая значительные затраты.
Но изменение водного баланса не может быть исправлено с помощью этих традиционных методов. Если дренаж осадков один раз отклоняется, последующая компенсация пополнения и испарения подземных вод практически невозможна.

Децентрализованное управление ливневыми водами

Принципиально другая стратегия согласуется с целями децентрализованного управления ливневыми водами. В этом способе, по меньшей мере, часть осадков выпадает локально в водный цикл. Таким образом, может быть достигнуто близкое приближение к природному водному балансу, в отличие от мер на конце трубы, в дополнение к надлежащему удержанию и обработке.
Меры децентрализованного управления ливневыми водами (см. Рисунок «Компоненты децентрализованного управления ливневыми водами»), в частности, системы инфильтрации и траншейные системы, а также системы сбора дождевой воды и зеленые крыши, стали применяться в последние годы в немецком городском управлении водой.

Блоки и управление ливневыми стоками

Опыт многочисленных пилотных проектов привел к значительному приобретению знаний о строительстве и эксплуатации, а также о влиянии управления водными ресурсами (Sieker, Kaiser et al. 2006). Многие меры уже имеют общепринятые технические стандарты (DWA-A 138 2005). Положительное влияние этих мер на водные ресурсы и материальные ресурсы в водную среду является общепризнанным; экономические выгоды широко изучены и доказаны (Rudolph and Balke 2000).
Проникновение дождевой воды на недавно запечатанные поверхности было установлено законом в 1996 году с введением § 51a в Государственный закон о воде в Северном Рейне-Вестфалии. Другие государства (например, Баден-Вюртемберг, Бавария, Берлин) последовали в последующие годы. Инфильтрация дождевой воды была объявлена ​​не только эквивалентной, но и для новых жилых районов предпочтительным решением.
Эта тенденция не ограничивается Германией. Другие страны (например, США, Нидерланды, Великобритания) приступили к разработке альтернативных стратегий борьбы с дождевой водой, назвав их «BMP», «SUD», «крышка» или «WSUD» (Förster, et Thévenot al. 2004). Международный пример BMP показывает фигуру «Сад дождя» в Траверс-Сити, штат Мичиган, США ».

Rain-Garden в Траверс-Сити, штат Мичиган, США

Для новых планировок управление полунатуральными ливневыми водами будет стандартной процедурой в будущем. Но его реализация для существующих населенных пунктов обсуждается все чаще. Многочисленные пилотные проекты, например, водосборный бассейн Emscher (Emschergenossenschaft 2003) или в районе Берлина, демонстрируют, что в некоторой степени возможна последующая реализация. Город Мюнхен был пионером в этом отношении.

Пресс-релиз от Баварского государственного управления водного хозяйства

В дополнение к традиционным процессам управления ливневыми стоками (инфильтрация, зеленые крыши, сбор дождевой воды) постоянно разрабатываются новые сложные методы. Одним из примеров является система INNODRAIN®, которая представляет собой эволюцию системы канав для свай (рисунок «Элемент INNODRAIN® в Хоппегартене под Берлином»). Эти продукты представлены в различных вариациях на международной выставке водной индустрии IFAT в Мюнхене.

INNODRAIN®-элемент в «Хоппегартене» под Берлином

Выравниваемый водный баланс как цель планирования

Традиционно меры по дренажу были в основном направлены на надежность дренажа (частота подпора, способность к проектным штормам). В последние годы цели «материальное загрязнение вод» и «гидравлическое напряжение» были добавлены в этот список.
Водный баланс области, однако, в практике планирования почти не имеет значения, даже несмотря на то, что нынешняя практика интенсивного дренажа дождевых стоков оказывает огромное влияние на водный баланс водосборного бассейна. Тем не менее, за всю свою многолетнюю практику планирования, автор никогда не сталкивался с правилами водного баланса. Проект Мюнхен-Фрейхам предусматривает в этом отношении новинку.
Водный баланс играет важную роль в Законе о водных ресурсах (WHG 2010). , Его значение заявлено в § 5 «Общие обязанности по уходу», раздел 1:

«Каждый человек обязан принимать меры для поддержания водного баланса в случае мер, которые могут оказать влияние на водоем, ...»

Даже Федеральный закон о защите почвы (BBodSchG 1998) устанавливает в Разделе 4 требование, согласно которому «Любой, кто действует на земле, должен вести себя так, чтобы не вызывать вредных изменений почвы». Термин «почва» включает в этот закон также водный баланс почвы.

Следовательно, сохранение естественного водного баланса рассматривается законодательным органом как желательное. Соответствующие результаты для планирования дренажных систем в правилах или технических правилах должны основываться на этом руководящем принципе. На этом фоне было предложено ввести долгосрочный средний водный баланс в качестве цели для планирования (Sieker et. Al., 2004). Конкретный запрос может быть сформулирован следующим образом:
«Естественный водный баланс водосборного бассейна должен быть как можно меньше изменен мерами городского дренажа, запрашиваемыми для получения разрешения. Предполагается, что изменение водного баланса допустимо, если сток отдельных компонентов и инфильтрация долгосрочной средней воды баланс не отличается более чем на 10 процентных пунктов от естественного состояния водосборного бассейна. Соответственно, доля испарения может не отличаться более чем на 20 процентных пунктов от естественного состояния ».
Рисунок «Предложение по требованию к критерию« водный баланс »» иллюстрирует это предложение графически.

Критерии водного баланса

Чтобы ввести водный баланс в качестве критерия, он обладает значительными преимуществами по сравнению со ставками на проникновение, которые используются, например, в Северном Рейне-Вестфалии или в Баден-Вюртемберге. Эти параграфы диктуют определенные методы (а именно системы проникновения) и игнорируют местные условия, в частности условия почвы. Критерий водного баланса соответствует общей стратегии немецкого закона об окружающей среде - указывать цели вместо методов. Это позволяет гибкие решения и способствует инновациям.

‹Назад