持続可能な排水システム

持続可能な排水システム （ SuDS 、 SUDS 、または持続可能な都市排水システムとも呼ばれます ）は、現代の排水システムを自然の水プロセスと整合させることを目的とした水管理の実践の集まりです。 SuDSの取り組みにより、都市の排水システムは、高潮のオーバーフロー、土壌の浸透、生物ろ過などの自然の水循環の構成要素との互換性が高まります。これらの取り組みは、人間の開発が自然の水循環に与えた、またはもたらす可能性のある影響、特に表面流出と水質汚染の傾向を緩和することを望んでいます。都市開発が自然環境にどのように影響するか、そして気候変動と持続可能性への懸念についての理解が深まったため、SuDSはここ数十年で人気を博しています。 SuDSは、都市排水システムを自然排水システムまたはサイトに可能な限り効率的かつ迅速に統合するために、自然の特徴を模倣した組み込みコンポーネントを使用することがよくあります。

排水システムの歴史

排水システムは、ミノア、インダス、ペルシャ、メソポタミア文明など、5,000年以上前の古代都市で発見されています。これらの排水システムは、主に局地的な洪水と廃水からの迷惑を減らすことに焦点を合わせました。レンガや石のチャネルから作られた初歩的なシステムは、何世紀にもわたって都市排水技術の範囲を構成していました。古代ローマの都市はまた、低地の地域を過剰な降雨から保護するために排水システムを採用しました。建設業者が水道を建設して都市に新鮮な水を輸入し始めたとき、都市の排水システムは統一された都市の水循環として初めて給水インフラストラクチャに統合されました。

西ヨーロッパでは、19世紀まで近代的な排水システムは登場しませんでしたが、これらのシステムの大部分は、急速な都市化から発生する下水問題に対処するために主に建設されました。その一例が、テムズ川の大量汚染に対抗するために建設されたロンドンの下水道です。当時、テムズ川は人口密度の高い都市中心部に隣接する水域に人間の排泄物が集中しているロンドンの排水システムの主要な構成要素でした。その結果、1854年のブロードストリートコレラの大流行や1858年の大悪臭として知られるイベントを含む、いくつかの流行がロンドンの住民や国会議員をも苦しめました。公衆衛生と生活の質に対する懸念がいくつかの取り組みを開始し、最終的にはJoseph Bazalgetteが設計したロンドンの近代的な下水道システムの作成。この新しいシステムは、水媒介性病原体の脅威を減らすために、可能な限り給水源から可能な限り遠くに排水をリダイレクトすることを明確に目的としていました。それ以来、ほとんどの都市排水システムは、公衆衛生危機を防ぐという同様の目標を目指してきました。

過去数十年以内に、気候変動と都市洪水がますます緊急の課題になったため、環境の持続可能性のために特別に設計された排水システムは学界と実践の両方でより一般的になりました。英国で発生源管理を含む完全な管理列車を利用した最初の持続可能な排水システムは、SuDSの専門家であるRobert Bray Associatesによって設計されたオックスフォードサービス高速道路駅でした。これらの開発は必ずしも「都市」地域で行われるとは限らないため、混乱を減らすためにSuDSの「都市」部分は通常は削除されています。他の国では、米国のベストマネジメントプラクティス（BMP）や影響の少ない開発、オーストラリアの水に敏感な都市デザインなど、異なる用語を使用して同様のアプローチを実施しています。

バックグラウンド

従来の都市排水システムは、容量、破片による損傷または閉塞、飲料水の汚染などのさまざまな要因によって制限されています。これらの問題の多くは、従来の排水システムを完全にバイパスし、雨水をできるだけ早く自然の水源または河川に戻すことにより、SuDSシステムによって対処されています。都市化の増加により、突然の雨の後の鉄砲水が増加するという問題が生じています。植生の領域がコンクリート、アスファルト、または屋根構造に置き換えられ、不浸透性の表面につながると、その領域は雨水を吸収する能力を失います。その代わりに、この雨は地表水排水システムに送られ、しばしばそれらを過負荷にして洪水を引き起こします。

すべての持続可能な排水システムの目標は、降雨を利用して特定のサイトの水源を充電することです。これらの水源は、多くの場合、地下水面、近くの小川、湖、または他の同様の淡水源の下にあります。たとえば、サイトが未固結帯水層の上にある場合、SuDSは、表層に降り注ぐすべての雨をできるだけ早く地下帯水層に向けることを目指します。これを実現するために、SuDSはさまざまな形態の透過性層を使用して、水が他の場所に取り込まれたりリダイレクトされたりしないようにします。多くの場合、これらの層には土壌や植生が含まれますが、人工の材料でもかまいません。

SuDSソリューションのパラダイムは、管理が容易で、エネルギー入力をほとんどまたはまったく必要とせず（太陽光などの環境ソースを除く）、使用に弾力性があり、環境的にも美的にも魅力的なシステムのものである必要があります。このタイプのシステムの例は、盆地（雨が降っていないときにほとんど乾燥する浅い地形の窪地）、レインガーデン（低木または草本の植え付けを伴う浅い地形の窪地）、湿地（浅い通常乾燥した、広幅の溝）です。 、フィルタードレーン（砂利で満たされたトレンチドレーン）、バイオリテンションベイスン（生育培地の下に砂利および/または砂ろ過層を備えた浅い窪み）、re床およびその他の湿地生息地で、汚水を収集、保管、ろ過し、野生動物。

SuDSの一般的な誤解は、開発サイトの洪水を減らすことです。実際、SuDSは、あるサイトの地表水排水システムが他のサイトに与える影響を軽減するように設計されています。たとえば、多くの場所で下水道の洪水が問題となっています。陸上で舗装または建物を建設すると、鉄砲水が発生する可能性があります。これは、下水道に入るフローがその容量を超えてオーバーフローすると発生します。 SuDSシステムは、すべての開発サイトがSuDSを組み込んでいる場合、都市下水道の洪水は問題にならないという考えから、サイトからの放出を最小限に抑えるか排除することで、影響を減らすことを目指しています。従来の都市の雨水排水システムとは異なり、SuDSは地下水の水質を保護および強化するのにも役立ちます。

SuDSの例

SuDSは類似のコンポーネントまたは目標を備えたシステムのコレクションを記述するため、SuDSと持続可能な都市開発を扱う他の用語の間には大きなクロスオーバーがあります。以下は、SuDSシステムのコンポーネントとして一般的に受け入れられている例です。

ビオスワレス

バイオスウェールとは、汚染された雨水を土壌や植生に導くことにより、雨水を集めてろ過するための土地の浅い窪みです。バイオスウェールが提供する環境上の利点に加えて、それらは美的品質と一般的に設置とメンテナンスの難しさのために公共スペースで一般的に使用されています。バイオスウェールは、単に立った場所で水を集めるのではなく、コンポーネント全体から土壌に水を排出するために、直線的にわずかに傾斜して設計されています。バイオスウェールは、流出を無期限にフィルタリングする受動的な手段を提供しますが、流出量の瞬間的な容量によって制限されます。そのため、降雨イベント、隣接する表面、および土壌特性が適切に考慮されない場合、それらは簡単にあふれることがあります。

Bioswalesは、世界中のさまざまな環境、特に舗装された通りのある密集した都市部で見られます。テネシー州ナッシュビルでは、市内中心部近くの歴史的なデッドリック通りの改修には、路面からの流出をろ過するためのバイオスウェールが含まれていました。その開発者は、この介入により、ナッシュビルの下水道への流入量が年間120万ガロン以上減少したと主張しています。

透水性舗装

透過性舗装システムは、ハードスケープに落ちる水が下の土壌に浸透する方法を提供することを目的としています。これは、従来の舗装材料をセクションに分割するか、多孔性舗装材料を使用することで達成されます。

中国では、2000年代から舗装された都市部が急速に成長し、数十の都市が100万人以上の人口を支えています。これに対応して、中国政府は、全国の都市規模でSuDSを使用するいくつかの「スポンジシティ」の設計を委託しました。そのような例の1つが、中国の東海岸の海面上昇に対処するために設計された上海郊外のNanhuiです。以前はLingangとして知られていたNanhuiは、大規模な都市インフラが自然の水循環に与える影響を軽減するために、道路と公道用に透水性舗装を使用しています。それは現代のグリーンな新技術と社会、環境、社会的進歩のための人間文化の有機的な組み合わせです。

湿地

人工の湿地は、大量の暴風雨や流出が見られる地域に建設することができます。 BMPが集まって浅い沼地、湿地を再現し、バイオスウェールやレインガーデンよりも大きな規模で水をろ過するように設計されています。バイオスウェールとは異なり、人工湿地は、人工湿地内に設計されたメカニズムを持つのではなく、自然の湿地プロセスを再現するように設計されています。このため、湿地の生態系（土壌成分、水、植生、微生物、日光プロセスなど）が汚染物質を除去するための主要なシステムになります。人工湿地の水は、機械化または明示的に設計されたコンポーネントを備えたシステムと比較して、ゆっくりとろ過される傾向があります。

湿地は、都市部や近隣からの大量の流出を集中させるために使用できます。 2012年、旧LAメトロバスヤードの改修として、人口密度の高い都心部に南ロサンゼルス湿地公園が建設されました。この公園は、周囲の表面からの流出水と都市の現在の排水システムからの雨水のオーバーフローを捕捉するように設計されています。

留置場

貯留槽（または貯留槽）は、現在のろ過または排水システムの能力を超える可能性のある過剰な水を相殺することを意図した雨水貯留域です。貯留槽は、流出速度を遅くする、過剰な量を保持する、下流の排水システムを破壊する可能性のある堆積物を閉じ込めるなどの方法により、排水システムへのピーク排出を削減します。流域は、流域のデフォルトの状態が水で満たされているか、高潮時にのみ水が予想されるかに応じて、湿っていても乾燥していてもかまいません。

ベトナムのカントーにあるサントイ池は、拘留盆地による洪水を減らすための都市改造の例です。メコンデルタの大都市であるカンターは、季節的な洪水と激しい降雨の影響を受けやすくなっています。これに対応して、地方政府は、より広範な国家インフラ構想の一環として、都市の洪水対策を取り入れました。

緑色の屋根

緑の屋根は、通常、自然の造園や地上の公園を模倣するために建てられた、建物の屋根の上の造園されたエリアです。緑の屋根は、それ以外の場合はハードスケープの表面からのピークの放出を相殺し、雨水が落ちるときに直接ろ過することにより、排水システムを助けます。また、日中は屋根に直射日光が当たる建物のエネルギー消費を削減できるという利点もあります。

2015年の国連気候変動会議の一環として、アルゼンチンは、気候変動と戦うための世界的な取り組みの一環として、温室効果ガスの排出量を削減することに同意しました。その結果、アルゼンチンの都市の多くは、グリーンルーフを実装するための新しい開発を要求または奨励する決議に合格しています。ブエノスアイレスでは、市政府は、緑の屋根と他のLEED基準を取り入れた開発に対する減税を提供しています。