Sistema di drenaggio sostenibile

I sistemi di drenaggio sostenibili (noti anche come SuDS , SUDS o sistemi di drenaggio urbano sostenibile ) sono una raccolta di pratiche di gestione delle acque che mirano ad allineare i moderni sistemi di drenaggio ai processi idrici naturali. Gli sforzi di SuDS rendono i sistemi di drenaggio urbano più compatibili con i componenti del ciclo naturale dell'acqua come traboccamenti di mareggiate, percolazione del suolo e biofiltrazione. Questi sforzi sperano di mitigare l'effetto che lo sviluppo umano ha avuto o potrebbe avere sul ciclo naturale dell'acqua, in particolare i deflussi superficiali e le tendenze dell'inquinamento delle acque. Gli SUDS sono diventati popolari negli ultimi decenni con l'aumentare della nostra comprensione di come lo sviluppo urbano influisce sugli ambienti naturali, nonché della preoccupazione per i cambiamenti climatici e la sostenibilità. SuDS spesso utilizza componenti integrati che imitano le caratteristiche naturali al fine di integrare i sistemi di drenaggio urbano nei sistemi di drenaggio naturali o in un sito nel modo più efficiente e rapido possibile.

Storia dei sistemi di drenaggio

I sistemi di drenaggio sono stati trovati in antiche città di oltre 5.000 anni, tra cui civiltà minoica, indù, persiana e mesopotamica. Questi sistemi di drenaggio si sono concentrati principalmente sulla riduzione dei fastidi causati da inondazioni localizzate e acque reflue. I sistemi rudimentali realizzati con canali in mattoni o pietra costituirono per secoli l'estensione delle tecnologie di drenaggio urbano. Le città dell'antica Roma utilizzavano anche sistemi di drenaggio per proteggere le zone basse dall'eccesso di pioggia. Quando i costruttori hanno iniziato a costruire acquedotti per importare acqua dolce nelle città, i sistemi di drenaggio urbano sono stati integrati per la prima volta nelle infrastrutture di approvvigionamento idrico come un ciclo idrico urbano unificato.

I moderni sistemi di drenaggio non sono apparsi fino al XIX secolo nell'Europa occidentale, sebbene la maggior parte di questi sistemi sia stata costruita principalmente per affrontare i problemi delle acque reflue derivanti dalla rapida urbanizzazione. Uno di questi esempi è quello del sistema fognario di Londra, costruito per combattere la massiccia contaminazione del Tamigi. All'epoca, il Tamigi era il componente principale del sistema di drenaggio di Londra, con i rifiuti umani concentrati nelle acque adiacenti al centro urbano densamente popolato. Di conseguenza, diverse epidemie hanno afflitto i residenti di Londra e persino i membri del Parlamento, compresi eventi noti come lo scoppio del colera di Broad Street del 1854 e la Grande puzza del 1858. La preoccupazione per la salute pubblica e la qualità della vita ha lanciato diverse iniziative, che alla fine hanno portato alla creazione del moderno sistema fognario di Londra progettato da Joseph Bazalgette. Questo nuovo sistema mirava esplicitamente a garantire il reindirizzamento delle acque reflue il più lontano possibile dalle fonti di approvvigionamento idrico al fine di ridurre la minaccia di agenti patogeni presenti nell'acqua. Da allora, la maggior parte dei sistemi di drenaggio urbano hanno mirato a obiettivi simili di prevenzione delle crisi di salute pubblica.

Negli ultimi decenni, poiché i cambiamenti climatici e le inondazioni urbane sono diventati sfide sempre più urgenti, i sistemi di drenaggio progettati specificamente per la sostenibilità ambientale sono diventati più popolari sia nel mondo accademico che nella pratica. Il primo sistema di drenaggio sostenibile ad utilizzare un treno di gestione completo, compreso il controllo delle fonti nel Regno Unito, è stata la stazione autostradale dei servizi di Oxford progettata dagli specialisti di SuDS Robert Bray Associates. In origine il termine SUDS descriveva l'approccio britannico ai sistemi di drenaggio urbano sostenibili. Questi sviluppi potrebbero non essere necessariamente nelle aree "urbane", e quindi la parte "urbana" di SuDS ora viene solitamente abbandonata per ridurre la confusione. Altri paesi hanno approcci simili in atto utilizzando una terminologia diversa come le migliori pratiche di gestione (BMP) e lo sviluppo a basso impatto negli Stati Uniti e la progettazione urbana sensibile all'acqua in Australia.

sfondo

I sistemi di drenaggio urbano tradizionale sono limitati da vari fattori tra cui capacità di volume, danni o blocchi da detriti e contaminazione dell'acqua potabile. Molti di questi problemi vengono risolti dai sistemi SuDS bypassando del tutto i tradizionali sistemi di drenaggio e restituendo l'acqua piovana a fonti d'acqua o corsi d'acqua il più presto possibile. L'aumento dell'urbanizzazione ha causato problemi con l'aumento delle inondazioni improvvise dopo la pioggia improvvisa. Poiché le aree di vegetazione sono sostituite da strutture in cemento, asfalto o coperte, che portano a superfici impervie, l'area perde la sua capacità di assorbire l'acqua piovana. Questa pioggia è invece diretta nei sistemi di drenaggio delle acque superficiali, spesso sovraccaricandoli e causando inondazioni.

L'obiettivo di tutti i sistemi di drenaggio sostenibili è utilizzare le precipitazioni per ricaricare le fonti d'acqua di un determinato sito. Queste fonti d'acqua sono spesso sottostanti la falda acquifera, i corsi d'acqua vicini, i laghi o altre fonti d'acqua dolce simili. Ad esempio, se un sito si trova sopra una falda acquifera non consolidata, SuDS mirerà a dirigere tutta la pioggia che cade sullo strato superficiale nella falda acquifera sotterranea il più rapidamente possibile. A tale scopo, SuDS utilizza varie forme di strati permeabili per garantire che l'acqua non venga catturata o reindirizzata in un'altra posizione. Spesso questi strati includono suolo e vegetazione, sebbene possano anche essere materiali artificiali.

Il paradigma delle soluzioni SuDS dovrebbe essere quello di un sistema che è facile da gestire, che richiede un apporto energetico ridotto o nullo (tranne che da fonti ambientali come la luce solare, ecc.), Resiliente da usare, ed ecologico ed esteticamente attraente. Esempi di questo tipo di sistema sono bacini (depressioni di paesaggi poco profondi che sono asciutti la maggior parte del tempo quando non piove), giardini di pioggia (depressioni di paesaggi poco profondi con arbusti o piantagioni erbacee), swales (fossati poco profondi normalmente asciutti, a base larga) , scarichi del filtro (scarico della trincea riempito di ghiaia), bacini di bioritenzione (depressioni superficiali con strati di filtrazione di ghiaia e / o sabbia sotto il terreno di coltura), canneti e altri habitat delle zone umide che raccolgono, immagazzinano e filtrano l'acqua sporca insieme a fornire un habitat per fauna selvatica.

Un malinteso comune su SuDS è che riducono le inondazioni sul sito di sviluppo. In effetti, il SuDS è progettato per ridurre l'impatto che il sistema di drenaggio delle acque superficiali di un sito ha su altri siti. Ad esempio, inondazioni di fognature rappresentano un problema in molti luoghi. La pavimentazione o la costruzione di terreni può provocare inondazioni improvvise. Ciò accade quando i flussi che entrano in una fogna superano la sua capacità e trabocca. Il sistema SuDS mira a minimizzare o eliminare gli scarichi dal sito, riducendo così l'impatto, con l'idea che se tutti i siti di sviluppo incorporassero SuDS, le inondazioni delle fognature urbane sarebbero meno un problema. A differenza dei tradizionali sistemi di drenaggio delle acque piovane urbane, SuDS può anche aiutare a proteggere e migliorare la qualità delle acque sotterranee.

Esempi di SuDS

Poiché SuDS descrive una raccolta di sistemi con componenti o obiettivi simili, esiste un grande crossover tra SuDS e altre terminologie che si occupano di sviluppo urbano sostenibile. I seguenti sono esempi generalmente accettati come componenti in un sistema SuDS:

bioswales

Un bioswale è una depressione superficiale in un pezzo di terra destinato a raccogliere e filtrare il deflusso delle acque piovane dirigendo l'acqua piovana inquinata attraverso il suolo e la vegetazione. Oltre ai benefici ambientali offerti dalle bioswales, sono comunemente utilizzati negli spazi pubblici grazie alle loro qualità estetiche e generalmente a bassa difficoltà di installazione e manutenzione. Le bioswales sono progettate in modo lineare e leggermente inclinato per drenare l'acqua attraverso i suoi componenti e nel terreno anziché semplicemente raccoglierlo in posizione eretta. Sebbene i bioswales forniscano mezzi passivi per filtrare il deflusso indefinitamente, sono limitati dalla loro capacità momentanea di volume di deflusso. In quanto tali, possono essere facilmente allagati se eventi di pioggia, superfici adiacenti e caratteristiche del suolo non sono adeguatamente considerati.

I bioswales si trovano in vari contesti in tutto il mondo, in particolare nelle aree urbane densamente costruite con strade lastricate. A Nashville, nel Tennessee, un rinnovamento della storica Deaderick Street vicino al centro della città ha incluso bioswales intesi a filtrare il deflusso dalle superfici stradali. I suoi sviluppatori affermano che l'intervento ha ridotto la quantità di deflusso che entra nel sistema fognario di Nashville di oltre 1,2 milioni di galloni all'anno.

Pavimentazione permeabile

I sistemi di pavimentazione permeabili mirano a fornire un modo per l'acqua che cade su hardscaping di penetrare nel terreno sottostante. Ciò si ottiene dividendo i materiali tradizionali per pavimentazione in sezioni o utilizzando un materiale per pavimentazione poroso.

In Cina, le aree urbane pavimentate sono cresciute rapidamente dagli anni 2000, con dozzine di città che supportano le popolazioni oltre un milione. In risposta, il governo cinese ha commissionato la progettazione di diverse "città di spugne" che impiegano SuDS su scala urbana in tutto il paese. Un esempio è Nanhui, un sobborgo di Shanghai progettato per combattere l'innalzamento del livello del mare sulla costa orientale della Cina. Nanhui, precedentemente noto come Lingang, utilizza pavimentazioni permeabili per strade e vie di accesso pubbliche per ridurre gli effetti delle grandi infrastrutture urbane sul ciclo naturale dell'acqua. È la combinazione organica di nuova tecnologia verde moderna e società, ambiente, cultura umana per il progresso sociale.

Le zone umide

Le zone umide artificiali possono essere costruite in aree che vedono grandi volumi di mareggiate o deflussi. Costruito per replicare paludi poco profonde, zone umide mentre i BMP raccolgono e filtrano l'acqua su scale più grandi di bioswales o giardini di pioggia. A differenza dei bioswales, le zone umide artificiali sono progettate per replicare i processi naturali delle zone umide anziché avere un meccanismo ingegnerizzato all'interno delle zone umide artificiali. Per questo motivo, l'ecologia delle zone umide (componenti del suolo, acqua, vegetazione, microbi, processi di luce solare, ecc.) Diventa il sistema principale per rimuovere gli inquinanti. L'acqua in una zona umida artificiale tende a essere filtrata lentamente rispetto ai sistemi con componenti meccanizzati o esplicitamente progettati.

Le zone umide possono essere utilizzate per concentrare grandi volumi di deflusso dalle aree urbane e dai quartieri. Nel 2012, il Wetlands Park di South Los Angeles è stato costruito in un quartiere densamente popolato della città come un rinnovamento per un ex cantiere di autobus della metropolitana di Los Angeles. Il parco è progettato per catturare il deflusso dalle superfici circostanti e il trabocco delle acque piovane dall'attuale sistema di drenaggio della città.

Bacini di detenzione

I bacini di trattenimento (o bacini di trattenimento) sono aree di trattenimento delle acque piovane destinate a compensare l'eccesso di acqua che potrebbe sovraccaricare la capacità degli attuali sistemi di filtraggio o drenaggio. I bacini di detenzione riducono il picco di scarico nei sistemi di drenaggio mediante metodi che includono il rallentamento della velocità di deflusso, il mantenimento del volume in eccesso e l'intrappolamento dei sedimenti che potrebbero interrompere i sistemi di drenaggio a valle. I bacini possono essere umidi o asciutti, a seconda che lo stato predefinito del bacino sia pieno d'acqua o lo preveda solo durante i temporali.

Lo stagno Xang Thoi a Cần Thơ, Vietnam, è un esempio di retrofitting urbano per ridurre le inondazioni attraverso i bacini di detenzione. Cần Thơ, una grande città sul delta del Mekong, è sensibile alle inondazioni stagionali e alle piogge intense. In risposta, il governo locale ha incluso soluzioni di inondazioni urbane nell'ambito di un'iniziativa infrastrutturale nazionale più ampia.

Tetto verde

I tetti verdi sono aree verdi o verdi sui tetti degli edifici, generalmente costruite per imitare il paesaggio naturale o parchi a livello del suolo. I tetti verdi aiutano i sistemi di drenaggio compensando lo scarico di picco da superfici altrimenti difficili e filtrando direttamente l'acqua piovana mentre cade. Hanno anche l'ulteriore vantaggio di ridurre il consumo di energia per gli edifici che altrimenti riceverebbero luce solare diretta sui loro tetti durante il giorno.

Nell'ambito della Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici del 2015, l'Argentina ha accettato di ridurre le emissioni di gas a effetto serra nell'ambito di uno sforzo globale per combattere i cambiamenti climatici. Di conseguenza, molte città argentine hanno approvato risoluzioni che richiedono o incoraggiano nuovi sviluppi per implementare i tetti verdi. A Buenos Aires, il governo della città offre riduzioni fiscali agli sviluppi che incorporano tetti verdi insieme ad altri criteri LEED.