Den bymæssige afstrømning eller bydrypning er afstrømningen af regnvand i byer og urbaniserede områder . Det er en vigtig bidragyder til oversvømmelser og vandforurening i bysamfund rundt om i verden.
De vandtætte overflader ( veje , parkeringsområder og fortove ) er bygget gennem hele den territoriale udvikling ( Landudvikling ). Under brusere , tordenvejr og anden nedbør leder disse overflader (konstrueret af materialer som asfalt og beton ) såvel som tage i stedet for at lade vand sive ned i jorden lede vand. Storm og stormvand forurenet med storm kloakker . Dette medfører en sænkning af det piezometriske niveau (fordi genopladningen af akviferer reduceres) og oversvømmelser, da mængden af vand, der er tilbage på overfladen, er større. De fleste kommunale stormafløbssystemer udleder ubehandlet regnvand i vandløb , floder og bugter . Dette overskydende vand kan også finde vej ind i folks ejendomme ved sikkerhedskopiering fra kloakker ( "kælderbackups" ) og ved infiltration gennem bygningens vægge og gulve.
Afstrømning i byerne er en væsentlig årsag til oversvømmelse (byoversvømmelse, oversvømmelse af jord eller ejendom i et bebygget miljø). Det er forårsaget af nedbør, der overbelaster kapaciteten i dræningssystemer , såsom storm kloakker . Udløst af oversvømmelse , stormflod , oversvømmelse eller snesmeltning , byoversvømmelse er kendetegnet ved gentagne, dyre og systemiske påvirkninger på samfund, uanset om disse samfund er beliggende i lavlandssletter. Formelt udpeget oversvømmelse eller nær vand.
Stormvand kommer ind i ejendomme på flere måder: gennem kloakledninger, toiletter og dræn i bygninger; siv gennem bygningens vægge og gulve; ophobning af vand på ejendom og i offentlige rettigheder og overløb af vand fra vandmasser som floder og søer. Når ejendomme bygges med kældre , er byoversvømmelser den primære årsag til oversvømmelse i kælderen.
Flodhastigheder i bymiljøer er blevet undersøgt relativt for nylig på trods af flere århundreders oversvømmelse. Nogle forskere har nævnt opbevaringseffekten i byområder. Flere undersøgelser har set på strømningsmønstre og omfordeling i gader under storme og konsekvenserne af oversvømmelsesmodellering. Nyere forskning har undersøgt kriterierne for sikker evakuering af mennesker fra oversvømmede områder. Men nogle nylige feltmålinger under oversvømmelserne i Queensland i 2010-2011 har vist, at ethvert kriterium, der udelukkende er baseret på strømningshastighed, vanddybde eller specifik impuls, ikke kan tage højde for risikoen for udsving. Hastighed og dybde. Disse overvejelser ignorerer yderligere de risici, der er forbundet med store snavs medført af strømningsbevægelsen.
Vand, der dræner fra disse uigennemtrængelige overflader, har tendens til at vaske benzin , motorolie , tungmetaller , affald og andre forurenende stoffer væk fra veje og parkeringspladser samt gødning og pesticider fra veje . Veje og parkeringspladser er vigtige kilder til polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH'er), der er skabt som biprodukter ved forbrænding af benzin og andre fossile brændstoffer såvel som tungmetaller som nikkel , kobber , kulstof, zink , cadmium og bly . Tagdræning bidrager med høje niveauer af syntetiske organiske forbindelser og zink (fra galvaniserede tagrender ). Brug af gødning på græsplæner, parker og golfbaner er en målbar kilde til nitrater og fosfor i byafstrømning, når gødningen påføres forkert, eller når græsset overgødes.
Erosion fra dårligt vedligeholdt jord eller byggepladser kan ofte føre til øget sedimentering i afstrømningen. Sedimentering sætter sig ofte i bunden af vandområder og kan direkte påvirke vandkvaliteten. For høje niveauer af sediment i vandområder kan øge risikoen for infektion og sygdom på grund af de høje niveauer af næringsstoffer, der findes i jorden. Disse høje niveauer af næringsstoffer kan reducere ilt og stimulere algevækst og samtidig begrænse væksten af oprindelig vegetation. Begrænset oprindelig vegetation og for store alger kan forstyrre hele det akvatiske økosystem på grund af begrænset lysindtrængning, nedsat iltindhold og reducerede madreserver. For høje niveauer af sediment og suspenderet stof kan også skade eksisterende infrastruktur. Sedimentation kan øge afstrømningen ved at tilslutte underjordiske indsprøjtningssystemer, hvilket øger mængden af overfladeafstrømning. Stigende sedimentationsniveauer kan også reducere opbevaring bag reservoirer. Denne reduktion i reservoirkapacitet kan føre til øgede udgifter til offentlige landagenturer, samtidig med at det påvirker kvaliteten af de akvatiske rekreative områder.
Afstrømning kan også fremkalde tungmetalforgiftning i havets liv. Små mængder tungmetaller transporteres ved afstrømning i havene. Disse metaller indtages af havets liv. Disse tungmetaller kan ikke fjernes, så de akkumuleres i dyr. Over tid udvikler disse metaller sig til et toksisk niveau, og dyret dør. Denne tungmetalforgiftning kan også påvirke mennesker. Hvis vi spiser et forgiftet dyr, har vi også chancen for at blive forgiftet af tungmetaller.
I Frankrig kommer et af eksemplerne på forurenende stoffer af industriel oprindelse fra PCB (polychlorerede biphenyler) eller pyralen, som blev brugt stærkt og frigivet i miljøet indtil 1970'erne. Det er siden blevet forbudt til salg, men der er stadig noget spor i sedimenterne af vandløb. Dette produkt udgør en sundhedsfare, fordi det er en hormonforstyrrende og kan være kræftfremkaldende. Dette produkt gør fisk, der har spist den uspiselig.
Når regnvand kanaliseres i stormafløb og overfladevand, falder den naturlige sedimentbelastning, der frigives i det modtagende vand, men vandets strømning og hastighed øges. Faktisk skaber det vandtætte dæksel i en typisk by fem gange afstrømningen end en typisk skov af samme størrelse.
En rapport fra 2008 fra United States National Research Council (se boksen nedenfor) identificerede byafstrømning som en væsentlig kilde til vandkvalitetsproblemer.
Afstrømning øger også temperaturer i vandløb, hvilket skader fisk og andre organismer. (En pludselig eksplosion fra tordenvejr kan forårsage varmtvandsstød, der forårsager fiskens død.) Desuden kan vejsalt, der bruges til at smelte sne på fortove og veje, forurene vandveje og vandbærende underjordiske.
En af de mest markante virkninger af byafstrømning er på vandløb, der historisk indeholdt lidt eller intet vand i perioder med tørt vejr (ofte omtalt som kortvarige vandløb ). Når et område omkring et sådant vandløb er urbaniseret , skaber den deraf følgende afstrømning en unormal strømstrøm, der skader vegetation, vilde dyr og strømme . Hvis strømlejet er tørt, vil vandet også have meget mere vanskeligheder med at infiltrere, hvilket kan hjælpe med at øge strømningshastigheden. Indeholder lidt eller intet sediment i forhold til det historiske forhold mellem sediment og vand, byafstrømning, der styrter ned ad kanalen og ødelægger naturlige træk som slynger og sandbanker , skaber stærke sedimentbelastninger ved mundingen, mens de kraftigt indsnævres til strømmen . For eksempel indeholder byafstrømning på mange strande i det sydlige Californien ved mundingen af en vandvej affald, forurenende stoffer, overskydende silt og andet affald og kan udgøre moderate sundhedsrisici. Til alvorlig.
På grund af gødning og organisk affald, som byafstrømning ofte indeholder, forekommer eutrofiering ofte i floder, der er ramt af denne type afstrømning. Efter kraftig regn, er det organiske stof i vandvejen relativt høj sammenlignet med naturlige niveauer, som stimulerer væksten af alger , som hurtigt forbruge det meste af oxygenet. Når iltet i vandet er tømt, dør algerne, og deres nedbrydning fører til yderligere eutrofiering. Algblomstringer forekommer hovedsageligt i områder med stående vand, såsom vådområder og damme bag dæmninger , tærskler og nogle vandfaldsstrukturer . Eutrofiering har normalt fatale følger for fisk og andre vandorganismer.
Overdreven bankerosion kan forårsage oversvømmelse og skade på ejendom. I mange år reagerede regeringer ofte på erosionsproblemerne ved vandløb ved at ændre vandløb ved at bygge forstærkede diger og lignende kontrolstrukturer ved hjælp af beton og murede materialer. Brug af disse hårde materialer ødelægger fisk og andre dyrs levested. Et sådant projekt kan stabilisere det umiddelbare område, hvor skader blev forårsaget af oversvømmelse, men ofte skifter det kun problemet til en opstrøms eller nedstrøms strækning af strømmen. Se flodteknik .
Byoversvømmelser har vigtige økonomiske konsekvenser. I USA vurderer brancheeksperter, at fugtige kældre kan reducere ejendomsværdier med 10% til 25% og er blandt de vigtigste grunde til ikke at købe et hus. Ifølge det amerikanske føderale nødstyringsagentur (FEMA) åbner næsten 40% af de små virksomheder aldrig igen efter en katastrofe. I Storbritannien estimeres byoversvømmelser til £ 270 millioner om året i England og Wales ; 80.000 hjem er i fare.
En undersøgelse fra Cook County , Illinois , identificerede 177.000 forsikringsskadeforsikringer på 96% af amtets postnumre over en femårsperiode fra 2007-2011. Det svarer til en ud af seks ejendomme i amtet, der fremsætter krav. Gennemsnitlige fordringer pr. Krav var $ 3.733 for alle kravtyper med et samlet krav på $ 660 millioner over de gennemgåede fem år.
På trods af en samlet indsats mangler mange samfund midlerne til fuldt ud at løse disse problemer og søger ofte midler andre steder. Mange vandskel i Los Angeles County , Californien opfylder ikke statens vandkvalitetsstandarder, selvom de bruger 100 millioner dollars om året på rent vandprogrammer for at kæmpe mod byafstrømning. For at bekæmpe dette problem har myndighederne implementeret en foranstaltning, der vil vurdere de gebyrer, der pålægges husejere og lokale virksomheder med det formål at rejse $ 290 millioner til effektiv styring af byafstrømning.
Effektiv kontrol af byafstrømning indebærer at reducere hastigheden og strømmen af regnvand samt reducere udledningen af forurenende stoffer. En række stormvandsstyringssystemer og fremgangsmåder kan bruges til at reducere virkningerne af byafstrømning. Nogle af disse teknikker (kaldet best management practices (BMP) i USA) fokuserer på at kontrollere mængden af vand, mens andre sigter mod at forbedre vandkvaliteten, og nogle udfører begge funktioner.
Forureningsforebyggelsesmetoder inkluderer udviklingsmetoder med lav effekt (LID) eller Green Wire Techniques - SuDS ( Sustainable Drainage Systems ) i Storbritannien og WSUD ( Water-Sensitive Urban Design ) i Australien og Mellemøsten - såsom installation af grønne tage og forbedret håndtering af kemikalier (f.eks. håndtering af brændstoffer og olie, gødning og pesticider). Afbødningssystemer til stormvand inkluderer infiltrationsbassiner , bioretentionssystemer , laguner , tilbageholdelsesbassiner og lignende enheder.
Der er også en politik for afvanding af jorden. Målet er at begrænse vandstrømmen og dens koncentrationer på et punkt ved at skabe overflader, der kan absorbere vand. Test udføres på nye overflader til veje, der kan opbevare vand ( kavernøs beton ) og frigøre det lidt efter lidt for at undgå for hurtig tilstrømning af vand.
At levere effektive byafstrømningsløsninger kræver ofte passende kommunale programmer, der tager hensyn til samfundets behov og forskelle. Faktorer som en bys gennemsnitstemperatur, nedbørsniveauer, geografisk placering og luftforurenende niveauer kan alle påvirke forureningshastighederne i byens regnvand og udgøre unikke styringsudfordringer. Menneskelige faktorer som urbaniseringshastigheder, tendenser til arealanvendelse og de valgte byggematerialer til uigennemtrængelige overflader forværrer ofte disse problemer.
Implementering af vedligeholdelsesstrategier overalt i byen, såsom gade fejningsprogrammer, kan også være en effektiv metode til at forbedre kvaliteten af byafstrømning. Street fejemaskiner indsamle støvpartikler og suspenderet stof, der ofte findes på offentlige parkeringspladser og veje, der ofte ender i storm vandafstrømning.
Uddannelsesprogrammer kan også være et effektivt værktøj til styring af byafstrømning. Lokale virksomheder og enkeltpersoner kan spille en vital rolle i at reducere forurening i byafstrømning simpelthen gennem deres praksis, men de ignorerer ofte regler. At skabe en produktiv diskussion om byafstrømning og vigtigheden af effektiv bortskaffelse af husholdningsartikler kan hjælpe med at tilskynde miljøvenlige fremgangsmåder til en reduceret pris for byen og den lokale økonomi.