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導入: 流水のための都市化の挑戦
アーバン化は、かつてないペースで惑星を再構築しています。都市に移住するより多くの人々が、自然景観はコンクリート、アスファルト、建物に置き換えられます。この変化は、水小屋のための深い結果をもたらします。供給、フィルター、および私たちの水を調整する天然システム。都市開発と水流の健康のインタープレイは、水流管理政策の基礎的な見直しをしています。都市化が水流を変え、政策がどのように変化するかを理解することは、水流や水流水流の保全に不可欠である必要があります。
ウォーターシュドは静的ではありません。彼らは土地の使用、気候、およびヒトの活動の変化に反応する動的なシステムです。 Urbanizationは、新しいストレス要因を導入しています。それは、不浸透性の表面、汚染負荷、および排水パターンを変更しました。これは、水流の自然な能力を圧倒し、吸収、フィルター、および水を伝えることができます。その結果、政策立案者は、環境保護と成長のバランスを取る革新的な戦略を開発する圧力下にあります。この記事は、水流政策の適応、水着政策、および水着政策の適応に必要な影響を調査し、水着の政策を検証します。
ウォーターシュッドの理解: 自然の水管理システム
排水管とも呼ばれる水面は、すべての降水量と表面水が共通の出口に集まり、排水する土地の領域です。それは川、湖、貯水池、または海です。水面に落ちる雨のあらゆる低下は、最終的にその出口に流れ、それが方法に沿って拾うもの:土壌、栄養素、汚染物質、および有機物。水面は、小さな地方のスクワから1.2キロにまで、大きさで大きく異なります。
ウォーターシュドは、水流を調節し、地下水の供給を充電し、水質および地質的な種のために生息地を提供し、土壌、湿地、および植生による自然ろ過を通してきれいな水を助ける。 ウォーターシュドの健康は、直接、飲料水、農業、産業およびレクリエーションのために利用可能な水の質と量に影響を与えます。 水がそのままで、よく管理されると、それは洪水、フィルター汚染物質、および都市の景観に緩衝することができますが、これらは、都市の景観が変化するときに、これらは、都市の景観を保たせます。
アーバン化が水流を破壊する方法
都市化のプロセスは、道路、駐車場、屋根、歩道などの不浸透性の表面と浸透性、植生面を置き換えます。 この変更は、水流の健康を劣化させる水質、物理的、化学的、および生物学的効果のカスケードをトリガーします。
増加した不浸透性表面と操業
不浸透のカバレッジは都市化の観点です。自然林水上、蒸発および浸潤のアカウントでは、90%以上の降水量を占めています。表面操業オフは通常10%未満です。不浸透のカバーが増加するにつれて、操業オフのボリュームが劇的に上昇します。50-75%の不浸透のカバーで、表面操業オフは年間降水量の50%を超えることができます。この過剰な操業offは、流速および川の流れに流れ、フラッシエージが上昇し、流水および流水量が増加します。
汚染のローディングおよび水質Decline
雨の時に水上に洗われている汚染物質のカクテルをアーバンエリアで生成します。一般的な都市汚染物質には、次のものが含まれます。
- []]建設現場とエギングストリームバンクからSediment[]
- 肥料、ペット廃棄物、浄化システムから栄養素(窒素およびリン)
- 車両ブレーキパッド、タイヤ、建材から鉛、亜鉛、銅などのヘビーメタル
- 水素] (油、グリース) 道路や駐車場から
- 結合された下流からのPathogensおよび無菌システム失敗
- 医薬品、パーソナルケア製品、マイクロプラスチックを含む汚染物質[を溶着
汚染物質は水質を劣化させ、水質を害し、水質を飲むための治療費を増加させます。米国環境保護庁(EPA)は、国の川、湖、および国土の水質汚染のリーディングソースとして都市の操業を識別します。
水素化とストリームエコロジー
地理化は、根本的にストリームの自然な流れの体制を変えます。 ストームウォーターの迅速な配達は、地下水再充電の低減がベースフローを下げながら、高流量イベントの頻度と大きさを増加させます。 この「都市流症候群」には、以下が含まれます。
- 嵐の間の高いピーク放電
- 乾燥期間の低流量
- 分解された生息地が付いている広範で、高められたチャネル
- 卵巣の植生と流内構造の損失
- 生物多様性を削減し、寛容な種を敏感なものよりも好ましい
自然の流れの中で進化する水生生態系は、都市化した水生の生き残るのに苦労しています。魚群は減少し、マクロネバーブレーションコミュニティは汚染耐性種にシフトし、生態系全体が減少します。
生息地の断片化と損失
継続的な森林や湿地を分離した小包に変えることで都市開発の断片生息地。道路やカルバートは、魚の移住をブロックし、野生生物の回廊を破壊することができます。リパリアンゾーンは、銀行を安定させ、陰を提供し、汚染物質をフィルタリングする水路に沿って植生されたストリップが都市部で一般的に削除または劣化する。これらのバッファなしで、ストリームは、太陽からの熱汚染に耐えられるようになり、陸域から直接消費する。
ウォータード・マネジメント・ポリシーへの影響
都市化による生態学的劣化は、従来の水管理アプローチを進化させるための政策立案者を強制しています。歴史的に、水流制御と給水に焦点を当てた水流管理は、ダム、上昇、コンクリートチャネルなどのエンジニアリングソリューションを通じて、しばしば。しかし、この「灰色のインフラ」のアプローチの制限は今クリアです。それは、水質を低下させ、水質を低下させ、水質的な生息地を破壊することができます。応答では、政策フレームワークは、より包括的な戦略、および適応戦略にシフトしています。
コマンドとコントロールから統合水資源管理まで
統合水資源管理(IWRM)は、生態系の持続可能性を損なうことなく、経済と社会福祉を最大限に活用するための水、土地、および関連資源の調整された開発と管理を促進する政策パラダイムです。 アーバン化は、水量、品質、土地の共同利用を結ぶため、IWRMに緊急性を追加します。 ポリシーは、現在、ますますます水面スケール計画、 multistors]を水量、および水資源を同時に制御する]を強調表示します。 [FLT]
規制進化:NPDES、TMDL、およびストームウォーター規則
米国では、クリーンウォーター法(CWA)は、水流管理のための主要な規制枠組みを提供します。 市街化に対処するために適応した主な政策機器は次のとおりです。
- 国防汚排出除去システム(NPDES):]は、市区町村別ストーム下水道システム(MS4s)を含む点資源排出のための許可を必要とします。 市町村は、操業オフの品質と量を制御するための厳格な管理プログラムを開発する必要があります。
- [総最大デイリーロード(TMDL):[]]])これらの汚染予算は、障害のある水上における特定の汚染物質の制限を設定します。 都市部は、多くの場合、堆積、栄養素、および細菌のTMDL要件に直面し、コミュニティが最高の管理慣行で既存の開発を改装する。
- IIの嵐水規則:[より小さいMS4sおよび建設現場へのNPDESの適用範囲を拡大し、腐食および沈殿物制御の計画および後構造の操業オフの処置を要求します。
これらの規制は、資本改善に資金を供給するための低影響の開発(LID)基準、グリーンインフラ、および嵐水ユーティリティ料を採用するために自治体をプッシュしています。 しかし、コンプライアンスは、特に、古い都市のために、コンビネーション下水道と限られたスペースのために、挑戦的であり続けています。
適応管理と気候のレジリエンス
気候変動は、熱帯雨のでき事を集中し、干ばつを拡張し、海レベルを上げることによって都市化圧力を混合します。水小屋の管理方針は、より高度に反復的な学習と調整を可能にする適応管理フレームワークを組み込んでいます。例えば、多くの都市は今、極端な降水量の増加に対応する追加の容量で嵐水インフラを設計します。政策はまた、 natureベースのソリューションを湿式地の回復、および改善のための利点を提供することができます。
政策対応とベストプラクティス
世界各地の都市や地域は、都市化の影響を水上に軽減するための革新的な政策を開拓しています。これらのアプローチは、規制ツール、経済インセンティブ、コミュニティのエンゲージメントを組み合わせています。
グリーンインフラと低影響開発
グリーンインフラ(GI)は、そのソースでストームウォーターを管理する自然と半自然機能のネットワークを指します。 一般的なGIプラクティスには、雨の庭、緑の屋根、透過可能な舗装、バイオスワル、および湿原が含まれます。 パイプを集中処理施設に搬送する代わりに、GIは、浸入、蒸発、再利用を促進します。 GIを推進するためのポリシーレバーは次のとおりです。
- GIをインストールしたプロパティ所有者のためのStormwater料金割引
- 最小限の駐車要件を削減したり、狭い道路を可能にするゾーニングコードの改革
- 新規開発と再開発のための必須GI要件
- 大規模な改装のための公共プライベートパートナーシップ(フィラデルフィアのグリーンシティ、クリーンウォーターズプログラムなど)
フィラデルフィアの25年、2.4億ドルの計画は、米国で最も野心的な緑のインフラのイニシアティブの一つです。 不透明な表面を緑空間に変えることで、都市は、下水道の流出量を85%引き出すことを目指し、デラウェアとシュールキル川への汚染を減らすことを目指しています。
水質取引および栄養素の減少の市場
経済産業省は、都市の汚染源(例えば、水が許す)を許し、農業や保全プロジェクトからクレジットを購入し、より低コストで栄養素を減らすことができます。 Chesapeake Bay Program]]は、窒素およびリンのためのTMDL要件を満たすための強力な取引フレームワークを開発しました。 都市の水道ユーティリティは、農家がカバー作物、バッファ、湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式または湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式湿式を実装するために支払うことができます。
同様に、 オイ川水質取引イニシアチブは、発電所、排水ユーティリティ、および多州のクレジット市場で農業プロデューサーを含みます。 これらのプログラムは、厳格な監視と検証を必要としますが、都市化水流の汚染削減に柔軟パスを提供します。
台詞の緩衝保護および修復
多くの管轄区域は、ストリームと川に沿ってリパリアンバッファの保存と修復を操作または集中化します。例えば、バージニア州の[]Chesapeake Bay Preservation Actは、100フィートの植生バッファでリソース保護エリア(RPAs)を設計する地域を必要とします。同様に、 ] [ノースカロライナ・リパリアン・バッファ保護規則[FLT:]は、特に50フィートの生息地を制限します。
都市水産政策の事例
実際の例を調べると、政策が成功するか、都市化の影響を解決する苦労が強調されます。
ロサンゼルス・リバー・リビタライゼーション
コンクリートの洪水制御チャネルが終わったら、ロサンゼルス川は今、マルチビルライオンドル修復の努力の焦点です。 米国軍のエンジニアが、地元代理店と共に、コンクリートを取り除き、天然銀行を回復し、湿原ポケットを作成を始めています。 ポリシーの変更には、専用の川のマスタープラン、川の近くで不浸透カバーを制限するオーバーレイ、およびゴミや細菌の負荷を軽減する嵐のキャプチャプロジェクトをゾーニングする。 課題は、特に洪水や都市の計画を継続し、都市の責任を保たせます。
シンガポールのアクティブで美しいクリーンウォータープログラム
シンガポールは、密接に人口を積んだ島市を擁し、そのストームウォーター管理方針をアクティブ、美しく、クリーンウォーター(ABCウォーターズ)プログラムと変革しました。コンクリートドレインの代わりに、プログラムは運河と貯水池を自然化された銀行、湿原、および水機能を備えたレクリエーションスペースに変換します。政策は、新しい開発がオンサイトストームウォーターの拘留と治療を統合し、公共のエンゲージメントキャンペーンは、住民が水保護と予防措置を取り入れることを促し、水質を防止するというアプローチを促します。
ポートランド、オレゴンのグレーからグリーン・イニシアチブ
ポートランドのグレーからグリーンプログラム、2008年に発売されたグリーンインフラの改装と、水流の復元を組み合わせています。この都市は、グリーンストリート、エコルーフ、およびツリーの植栽を5年以上にわたり5億ドルに投資し、また、ウィライト川とそのトリビュータに沿って自然エリアを買収し、修復するコードです。ポリシーツールには、LID規格と、特定のサイズの新しい建物にグリーン屋根を必要とするコード、およびそのフローティングされたサーモスタットの費用が削減されるいくつかの条件があります。
効果的な政策への挑戦と障壁
進歩にもかかわらず、重要な障壁は都市部の効果的な水流管理方針の広範な採用を強化します。
- Cost and Funding:]グリーン機能を備えた既存の都市インフラの改装は高価です。 多くの都市は、熱心で長期的資金の確保に苦労しています。 ストームウォーターユーティリティは成長傾向ですが、レートは政治的反対に直面しています。
- 機関の断片:[ 流域境界は、管轄線とほとんど整列しません。 複数の機関 - ムニシパル、郡、州、連邦 - メイは土地使用、水質、および洪水制御に対する過重または対立的な責任を持っています。 調整は困難です。
- []政治ウィルと公正な意識:[]水上保護は、住宅、経済発展、または輸送ニーズに競合するとき、特に、選択された公式のための高い優先順位ではないかもしれません。 個々の行動が水上された健康に影響を及ぼすかの公共の理解は、多くの場合、低くなります。
- 気候不確実性:[ 歴史降雨データに基づく設計基準は、将来の条件に不十分である可能性があります。 政策立案者は、長期にわたるインフラに投資する際に不確実性で不確実性で不確実性を克服しなければなりません。
- よくある質問:] 歴史的に低所得のコミュニティと色のコミュニティは、都市の汚染と洪水の不均衡な負担を生み出しています。 緑の設備に焦点を当てた政策は、手頃な価格の住宅保護とペアリングされていない場合は、集中的に有利な統合と変位を駆動することができます。
アーバン化エリアにおける水流政策の未来の方向性
今後、次世代の水流管理方針を形にする傾向がいくつかあります。
デジタルツールとスマートウォーター管理
センサー、データ分析、モデリングの進歩により、水流条件のリアルタイムモニタリングが可能になります。スマート・ストームウォーター・システムは、気象予測に基づく保留池からの流量を調整し、水質処理を最適化しながら洪水リスクを軽減することができます。デジタル・ツインズ - 流水器の仮想レプリカ - プランナーは、資本をコミットする前にシナリオとテストポリシーの介入をシミュレートすることができます。オープンなデータ共有をサポートし、モニタリングネットワークに投資するポリシーは、適応能力を高めます。
自然に基づくソリューションと再生設計
中国の「都市を汚す」とオーストラリアの「水敏感な都市設計」の概念は、それらに対してではなく自然プロセスと働くことへのシフトを表しています。これらのアプローチは、嵐水浸入、雨水収穫、および近隣の湿原を組み込む。緑の要因が評価される政策フレームワークを整備するか、または新しい開発のためのネットゼロの操業オフを必要とする政策は、トラクションを獲得しています。例えば、]]は、緑の要素を設計する少なくとも、または、植物を植える必要としている、少なくとも植物を植える必要があります。
コミュニティベースの監視と共同管理
地域の住民が水質を監視し、問題を報告し、水質計画に参加することで、信頼を築き、成果を改善することができます。 のようなプログラム:チェサピーク湾のための市民科学は、水明度、溶融酸素、およびマクロインバートレートに関するデータを収集するために、ボランティアを訓練します。 地域データを規制決定に組み込む政策フレームワークは、地域を規制当局に組み込むことで、地域に先立ち、計画を先立たない計画に絞ったプロジェクトを計画する際立派員が、組織の監視にギャップを埋めることができます。
結論: レジリエントな都市の流水に向ける
アーバン化は、数十年にわたり水産物を再び形作ります。影響は、暴露、汚染、生息地の損失、および水産学の変化に及ぼす影響、水産管理方針のコンメンシュートな進化を要求します。 剛性、インフラのみのアプローチはもはや十分ではありません。 最も効果的な政策は、土地利用と水管理を結びつける、グレーとグリーンのインフラを組み合わせ、規制当局の有能な人材を組み合わせ、コミュニティやコミュニティを積極的に活用するものです。
フィラデルフィアからシンガポールへの成功した政策の例は、密接に構築された環境でも、意味のある進歩が可能であることを実証しています。しかし、永続的な課題は、コスト、フラグメント、不確実性、およびエクイティです。持続可能な政治的コミットメントと革新的な資金調達メカニズムに取り組むべきではありません。環境自体は私たちをガイドする必要があります。健康な水路は、水処理のコストを削減し、洪水被害を軽減し、活気のある公共スペースを提供します。自然プロセスとポリシーを揃えることによって、私たちは都市のゴミを削減するだけでなく、都市の廃棄物を削減することができます。