حصاد مياه الأمطار بدلاً من توجيهها إلى المجاري

من خلال الإدارة الفعالة لمياه الأمطار، لا يتم تصريف مياه الأمطار القيمة مباشرة في نظام الصرف الصحي المختلط الحالي: بفضل الجسر الذي يبلغ طوله حوالي 60 كيلومترًا ، يمكن تجميع ما يصل إلى 90 ألف متر مكعب من مياه الأمطار وتخزينها مؤقتًا في خزانات تحت الطرق. يمكن تخزين ما مجموعه 600 ألف إلى 800 ألف متر مكعب من المياه ثم توزيعها عبر الحلقة الرئيسية في الأيام الجافة للري حسب الاحتياجات للمناطق الحضرية الخضراء.

المحتوى: ما هي مياه الأمطار المناسبة وأين توجد مناطق محتملة لتجميع مياه الأمطار وتخزينها بشكل مؤقت؟

إذا كنت ترغب في تجنب عمليات التنظيف الباهظة الثمن ، فمن المستحسن جمع مياه الأمطار على الأسطح لري المساحات الخضراء: من أسطح الجسور ومن أسطح المباني المجاورة وأسقف مواقف السيارات.
يواجه جمع واستخدام مياه الأمطار في فرانكفورت حاليًا مشكلة تتمثل في ضخ مياه الأمطار مباشرة إلى المباني مع المياه القذرة في ما يسمى "نظام الصرف الصحي المختلط بالمياه". تعمل جسور فرانكفورت على حل هذه المشكلة عن طريق تخزين الأمطار المتقطعة في الصهاريج الموجودة أسفل الطريق على طول قسم الجسر. من هنا ، يتم نقل مياه الأمطار التي تم تجميعها عبر الحلقة الرئيسية إلى مواقع التخزين النهائية (مناطق التسرب).
تمثل حلقة الجسر الرئيسية جنبًا إلى جنب مع صهاريج الجسر الموجودة أسفل الطريق "ممرًا جانبيًا" لنظام الصرف الصحي المشترك. وبهذه الطريقة ، يمكن سقي جميع المساحات الخضراء في فرانكفورت دون تردد بالمياه النظيفة نسبيًا من تصريف الأسطح والجسور.

إن جمع مياه الأمطار وتخزينها لري المساحات الخضراء الحضرية سيكون حلاً معقولاً

تستورد فرانكفورت أكثر من 50 مليون متر مكعب من مياه الشرب سنويًا بشكل رئيسي من فوجيلسبيرج Vogelsberg ومن هيسيان ريد Hessischen Ried ، من أجل تغطية الاحتياجات الإجمالية البالغة حوالي 65 مليون متر مكعب. ومع ذلك ، يتم تصريف 100 مليون متر مكعب من مياه الصرف الصحي في المياه الرئيسية كل عام - بعد المعالجة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في نيدراد Niederrad وسيندلينجن Sindlingen. الفرق البالغ 35 مليون متر مكعب هو مياه الأمطار ، والتي يتم تصريفها حاليًا في نظام الصرف الصحي المشترك مع مياه الصرف الصحي الغير نظيفة ونقلها إلى محطة المعالجة بدلاً من استخدامها للري.

يمكن تقليل "التخلص" من مياه الأمطار القيمة من خلال الإدارة الذكية للمياه: يجب جمع مياه الأمطار وتسريبها بطريقة مستهدفة بحيث يمكن ملء خزان المياه الجوفية في المدينة - ويمكن بعد ذلك أخذها من هناك للري حسب الحاجة.

لكن جسور فرانكفورت فقط هي التي تجعل إدارة دورة كهذه ممكنة: يمكن "حصاد" مياه الأمطار ، كما يسمي الخبراء ، تجميع مياه الأمطار وتخزينها مؤقتًا وإحضارها في نهاية المطاف إلى "مخزن الحصاد" في نهاية أذرع الجسر.

ليس كل مياه الأمطار قابلة للاستخدام بالتساوي

تميل مياه الأمطار المتدفقة من السقف إلى أن تكون أنظف ، بينما تميل مياه الأمطار من الشوارع إلى أن تكون محملة بحطام الإطارات والسوائل الضارة.

لذلك لا ينبغي ببساطة استخدام الكثير من مياه الأمطار التي تسقط في فرانكفورت كل عام لري النباتات.

مياه الأمطار من الأسطح هي الأفضل

يمكن أيضًا أن تتلوث مياه الأمطار بملوثات من على أسطح الممتلكات: بسبب الأسمدة في الحديقة ، أو مواقف السيارات أو ملوثات أخرى. من ناحية أخرى ، مياه الأمطار من الأسطح هي أفضل بكثير رغم وجود بعض الاستثناءات: تصريف مياه الأمطار من على الألواح أو الطوب يتم بشكل نظيف ، حتى السقوف المسطحة بالكاد تنبعث منها أي ملوثات ما لم يتم استخدام مواد لاصقة تحتوي على ملوثات.
يجب جمع مياه الأمطار من على السطح - ولكن هناك عقبة صغيرة: يتم خلط مياه الأمطار والمياه الغير نظيفة من المباني قبل دخولها في نظام الصرف الصحي.

يجب أيضًا معالجة مياه الأمطار من الأسطح قبل الاستخدام

يتم تثبيت مرشح خشن في أنبوب المدخل ، والذي يتم تثبيته بشكل قياسي على الأنابيب السفلية ويلتقط المكونات الكبيرة مثل الأوراق والاغصان. تم تجهيز الصهاريج أيضا بفلتر جانبي يعمل كمرشح دقيق.

إن جمع مياه الأمطار من الأسطح أسهل في القول من الفعل

العامل الحاسم هو أخذ مياه الأمطار قبل أن تختلط بمياه الصرف الصحي الملوثة للمبنى.
في معظم مناطق فرانكفورت، تجري مياه الأمطار حاليًا في أنبوب الصرف الصحي جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف الصحي الملوثة لشاغلي المبنى - ثم من العقار إلى نظام الصرف الصحي المختلط في المدينة. «إذا كنت تريد جمعه،» عليك جمعه أولاً. وحتى لو قمت بفصلها عن المياه القذرة الموجودة في المبنى، فإن المشكلة التالية تظهر نفسها: أمام الباب الأمامي توجد قناة المياه المختلطة فقط، حيث لا ينبغي تصريف مياه الأمطار مع المياه القذرة. يجلب بناء جسور فرانكفورت الحل معه: يمكن تخزين مياه الأمطار في الصهاريج المبنية حديثًا أسفل الطريق الذي تقوده الجسور.

خبراء في هذا الموضوع

Stadtentwässerung Frankfurt - AquaConsult Ingenieur GmbH - Emschergenossenschaft Lippeverband / Klimawerk - Arbeitskreis Schwammstadt Österreich - Umweltbundesamt

يوجد في فرانكفورت شبكة صرف صحي يبلغ طولها حوالي 1700 كم: بعضها مبني بشكل جميل ، ولكن في الغالب مصمم كمجاري مشتركة

Kunstinstallation ARA Niederrad 2016 Oliver Dorge

هنا يأتي دور جسور فرانكفورت

سيتم قطع الطريق على أي حال لبناء الجسر لتسهيل استخدام الصهاريج. تتدفق مياه الأمطار من أسطح المنازل المجاورة والجسر إلى الصهاريج للتخزين المؤقت - ليتم تصريفها لاحقًا ، إذا لزم الأمر، إما إلى النباتات مباشرة على يسار ويمين الجسور أو ليتم نقلها إلى مرافق تخزين أكبر عبر خط حلقة الجسر. لكي تكون قادرة على استيعاب أمطار غزير لمدة 100 عام من جميع المناطق, يجب توفير حجم خزان يبلغ قدرته الاستيعابية حوالي 90.000 متر مكعب.

هل تتلاءم خزانات المياه الكبيرة مع أرضية الشوارع؟

منذ العصور القديمة ، تم استخدام الصهاريج لتخزين المياه - خاصة في المناطق التي يقل هطول الأمطار فيها. لذا فإن تخزين مياه الأمطار في الصهاريج أمر منطقي.

ومع ذلك ، فإن إنشاء صهاريج تحت الأرض في مدينة مثل فرانكفورت يمثل تحديًا ، لأن مجموعة متنوعة من خطوط إمداد المياه والغاز والكهرباء والاتصالات وأكثر من ذلك تمر تحت الأرصفة.

ومع ذلك ، هناك مساحة واحدة غير مستخدمة: تحت الطرق لا توجد عادة أنابيب طولية ، ولكن فقط مجاري ، وإن وجدت عادة ما تكون عدة أمتار تحت الأرض.

هناك سبب وجيه لتكرار وضع الكابلات أسفل الطريق: وإلا سيتعين إغلاق حركة المرور في حالة حدوث اضطرابات أو أعمال صيانة للكابلات. من ناحية أخرى ، يمكن استيعاب الصهاريج منخفضة الصيانة هنا كجزء من أعمال البناء لجسور فرانكفورت ويمكن الوصول إليها عبر اتصال بأعمدة الصيانة في منطقة المشاة.

يتم التخطيط لإنشاء صهاريج بقطر من 2 إلى 2.5 متر

وفقًا لذلك ، يمكن وضع اثنين على الأقل من خزانات المياه هذه بجوار بعضهما البعض أسفل الطرق متعددة المسارات إذا لم يتم وضع خطوط أخرى هناك أو عبر الشارع.

ومع ذلك ، فإن الصهاريج ليست سوى تخزين مؤقت

يختلف طول الصهاريج - حسب المساحة المتاحة - ويمكن أن يتراوح بين 20 و 200 متر. إذ يمكن أيضًا توصيل عدة صهاريج ببعضها البعض عبر الأنابيب.

تبلغ السعة المخططة للصهاريج الموجودة تحت الجسر حوالي 90 ألف متر مكعب على طول الجسر بالكامل ، حيث لا يمكن وضع الصهاريج في الأرض في كل مكان.

هذه السعة التخزينية ليست كافية لـ 600 ألف متر مكعب من حصاد الأمطار المخطط لها ، لكنها تعمل كأقرب مخزن وسيط بعد الأمطار الغزيرة. من أجل السلامة ، يمكن تجهيز الصهاريج للتفريغ الطارئ للمياه إلى المجاري الموجودة أو في الأرض.

بمجرد أن يصل الصهريج إلى مستوى ملء معين ، فإنه ينقل مياهه إلى الحلقة الرئيسية ، والتي تنقله إلى مواقع التخزين ، ليتم تفريغه مرة أخرى.

ومع ذلك، فإن كل جزء من الطريق مختلف - لا يمكن ببساطة وضع الصهاريج بشكل تخطيطي في الأرض أينما تواجدت الجسور

اعتمادًا على مسار الطريق والبنية التحتية الموجودة في الأرض (على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون أقسام العبور مليئة بالأنابيب) ، يمكن تركيب صهاريج بقطر 2 م أو 2.50 م. من أجل تخزين الكمية السنوية لهطول الأمطار (أقصى سيناريو لطريق مكون من 4 حارات) ، فإن الأبعاد التالية مطلوبة للحساب: عند قطر خزان يبلغ مترين فقط ، يجب أن يكون طول سلسلة الخزان 72 أمتار. إذا اخترت قطرًا يبلغ 2.50 مترًا ، فيمكنك تخزين نفس الحجم باستخدام خط صهريج يبلغ طوله 46 مترًا فقط.
في المثال الموجود في شارع كينيدي يمكن وضع تسعة صهاريج طويلة وأربعة أقصر بأقطار مختلفة ولكن بسعة موحدة تبلغ 225 م 3 لكل منها ، مع مراعاة موقع الأنابيب في مقطع شارع يبلغ طوله 600 متر تقريبًا. يتوافق هذا مع إجمالي طول صهريج يبلغ 832 مترًا وحجم تخزين يبلغ حوالي 3000 متر مكعب من المياه.
سيتم تحديد المزيد من المجالات المحتملة لتركيب الصهاريج في سياق التخطيط الإضافي.

يتم إجراء عمليات الإصلاح والصيانة عبر أعمدة الفحص

يتطلب كل خزان الوصول للمراجعات. فوق سطح الطريق حيث يمكن تحديد الموقع الدقيق على طول خط الخزان بحرية.

بالإضافة إلى ذلك، يجب توصيل كل صهريج بمضخة لضخ المياه في الحلقة الرئيسية. مع مرشح في عمود المضخة، والذي يجب وضعه خارج الطريق إن أمكن. يبلغ قطر عمود توصيل المضخة 1.50 مترًا ، ووفقًا للحالة ، بمثل هذا العمود يمكن توصيل ما يصل إلى أربعة صهاريج.

بالنسبة لخطوط الإمداد من الجسور ومناطق الأسطح الأخرى على طول الجسور، يمكن اختيار نقاط الاتصال بالصهاريج بحرية أو تكييفها مع الظروف المحلية.

Google Earth / Stiftung Altes Neuland Frankfurt GNU

Experts on the Topic

Berliner Regenwasseragentur - Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Institut für Siedlungswasserwirtschaft Bereich Siedlungsentwässerung - Technische Universität Kaiserslautern Institut Wasser Infrastruktur Ressourcen Fachgebiete Siedlungswasserwirtschaft - Technische Universität Berlin Institut für Bauingenieurwesen FG Siedlungswasserwirtschaft

يلعب تصريف مياه المباني والمناطق المغطاة دورًا رئيسيًا في فرانكفورت: الاتصال بأحواض مياه الأمطار في جسور فرانكفورت يجذب أصحاب المباني ذات المساحات الكبيرة

في الوقت الحاضر، فإن الحافز النقدي لإلغاء تعبيد مساحات الأراضي أو زرع سقف أخضر من أجل التوفير في رسوم مياه الأمطار منخفض نوعًا ما: في السنة قطع الأراضي المعبدة تكلف مالك العقار 50 سنتًا فقط للمتر المربع.

على سبيل المثال, متجر لأجهزة الكمبيوتر تبلغ مساحته 6000 متر مربع يدفع 3000 يورو سنويًا مقابل مياه الأمطار على السطح. بالنسبة لهذا المتجر الأمر مناسب أفضل من الاستثمار في سقف أخضر باهظ الثمن.

من ناحية أخرى، من الجذاب أكثر بكثير تصريف مياه الأمطار من السطح إلى صهريج في الشارع، خاصة إذا كان مشغل الجسور يتحمل تكاليف الاستثمار
أهم الوحيد: فصل أنابيب مياه الصرف الصحي وأنابيب مياه الأمطار على الممتلكات أو على المبنى.

بمجرد تحملك لمشروع البناء هذا كمالك و / أو مستأجر ، يمكنك توفير آلاف اليوروهات وفي نفس الوقت قمت بعمل جيد للمدينة كشركة - تأثير تسويقي مجاني!

يمكن أن يوفر متجر الأجهزة الذي تبلغ مساحته 6000 متر مربع مع مساحة وقوف السيارات المقابلة حوالي 70.000 يورو على مدى عشر سنوات - ويوفر لعملائه مزيدًا من الراحة عند وقوف السيارات

بالنسية لمثال على متجر أجهزة بمساحة سقف 6000 متر مربع، فإن إمكانية الاتصال بصهاريج الجسر لا تعني فقط توفير 30.000 يورو على مدى 10 سنوات بل تقدم شركة الجسر أيضًا تجهيز موقف سيارات المتجر بأسقف كهروضوئية حيث يمكن أن تتدفق مياه الأمطار أيضًا إلى الصهاريج.

مع مساحة لوقوف السيارات تبلغ 8000 متر مربع على سبيل المثال ، ذلك يعني توفير 40 ألف يورو أخرى على مدى 10 سنوات. لقد بدأ الأمر يصبح أيضا جذابا لهذا المتجر.

بالإضافة إلى ذلك ، في مواقف السيارات تحمي المظلات سيارات عملاء المتجر من المطر و الثلج, كذلك في فصل الصيف لم يعد عليهم الدخول في المركبات شديدة الحرارة - وهي حملة ولاء عملاء حقيقية لجميع الشركات المشاركة.

على طول الجسور في فرانكفورت ، أصبحت مناطق الأسطح ومواقف السيارات المغطاة التي تبلغ مساحتها حوالي 1.2 مليون متر مربع موضع تساؤل لتجميع مياه الأمطار

تم الأخذ بعين الاعتبار المباني العامة أو شبه العامة ومباني الشركات التي تزيد مساحتها عن 1000 متر مربع على طول طريق الجسر في الاعتبار. وحيثما أمكن ، تم تحديد أماكن وقوف السيارات التي سيتم تغطيتها لتجميع مياه الأمطار وإنشاء أنظمة كهروضوئية.

يمكن تجميع حوالي 625.000 متر مكعب من مياه الأمطار سنويًا في هذه المناطق على طول الجسر

بناءً على متوسط هطول الأمطار 650 لترًا / (متر مربع × أ) في فرانكفورت ، يمكن تقدير جمع الأمطار المحتمل بـ 520 لترًا / (متر مربع × أ). ونتيجة لذلك ، يمكن تجميع ما يصل إلى 625.000 متر مكعب / السنة من مياه الأمطار.
قد لا تكون بعض الأسطح وأماكن وقوف السيارات قابلة للاستخدام لأسباب مختلفة ، على سبيل المثال لأن المالكين لا يوافقون أو بسبب وجود مواد على الأسطح ضارة بمياه الري - المواد اللاصقة في أسطح البيتومين على وجه الخصوص هي مصدر شائع للتلوث .
وفقًا لذلك يجب تقليل مساحة السطح المتاحة نظريًا. ومع ذلك ، حتى مع التخفيض من حوالي 1.2 مليون إلى حوالي مليون متر مربع ، فإن متطلبات الري البالغة 600.000 متر مكعب من المياه للمناطق الخضراء التي تم إنشاؤها حديثًا والتي سيتم إعادة إحيائها في فرانكفورت يمكن تغطيتها بمياه الأمطار من مناطق الأسطح المتبقية هذه وحدها.

يمكن أيضًا تطبيق مبدأ تجميع مياه الأمطار مع التخزين في الصهاريج بشكل مستقل عن الجسور إلى المباني ذات الأسطح الكبيرة - على سبيل المثال ، في محطة القطار الرئيسية في فرانكفورت: يمكن زرع فناءها الأمامي بمياه الأمطار من سقفها الواسع.

يجب أيضًا أن يتم تجفيف سطح الجسر وبالتالي تبخر أقل, والنتيجة يمكن تجميع حوالي 500.000 متر مكعب من مياه الأمطار هناك واستخدامها جزئيًا بشكل مباشر

عندما تمطر ، يتم استخدام الطبقة الحاملة للماء تحت طبقات الجسر ، ما يسمى بطبقة الاحتفاظ للتصريف. يمكن اعتبار جزء كبير من الطريق وكذلك جميع الأسطح الغير الخضراء للمباني على الجسور مناطق مغلقة. من هذه المناطق ، يتدفق جزء كبير من الأمطار فوق طبقة الاحتفاظ المذكورة من خلال الأنابيب السفلية على أعمدة الجسر باتجاه الأرض. يتم تصريف مياه الأمطار التي تتساقط على ممرات المشاة في الجسر في المساحات الخضراء على الجسور. وبهذه الطريقة يبقى جزء من مياه الأمطار في الأسرة وهو متاح للنباتات هناك.

الطرق المبنية على الجسور لم تعد تسقى مباشرة. في حالة هطول الأمطار ، فإن هذا يقلل من الحمل على نظام الصرف الصحي المحلي. إذا كان حمل هطول الأمطار على الجسور مرتفعًا للغاية ، فإن مياه الأمطار يتم تصريفها أيضًا من هناك عبر كتف الجسر مباشرة إلى اليمين واليسار في الشارع ، وفي حالة حدوث مثل هذه الظواهر الجوية الشديدة ، لا تزال أجزاء منه تدخل نظام الصرف الصحي.

يتم تجفيف سطح الجسر عن طريق شرائط خضراء مركزية

يتم تفريغ الأمطار التي تسقط على طرق الجسور باتجاه المنتصف، حيث تتسرب إلى الشريط المتوسط الأخضر، الذي يمر عبر جميع الطرق على الجسور. يتم تفريغها أيضا مركزيا في طبقة الاحتفاظ.

يتم استخدام جزء من الأمطار المحولة من الجسور مباشرة في الموقع لري المساحات الخضراء

عندما يتم تشبعها بالكامل ، يتم توجيه مياه الأمطار من طبقة الاحتفاظ مباشرة إلى الصهاريج الموجودة أسفل الشوارع. تقوم الصهاريج بدورها بسقي الساحات الخضراء مباشرة على الجسر عند الحاجة ؛ ولكن بمجرد امتلائها ، فإنها تطلق المياه أيضًا إلى الحلقة الرئيسية ، والتي تنقلها بعد ذلك إلى مواقع تخزين أكبر.
في المناطق ذات المساحات الكافية بجوار الشوارع – والتي معظمها خارج وسط المدينة ، يمكن أيضًا تسريبها مباشرة في التجاويف على جانب الطريق. في حالة عدم وجود صهريج في الموقع ولا يوجد تسرب محتمل، لا يزال هناك تصريف في نظام الصرف الصحي.

الخلاصة: تتيح جسور فرانكفورت إمكانية تجميع مياه الأمطار في المدينة على نطاق أوسع

يتم ضخ حوالي 35 مليون متر مكعب من مياه الأمطار في المياه الرئيسية عبر نظام الصرف الصحي المشترك عبر محطة معالجة مياه الصرف الصحي كل عام. الهدف هو جمع أكبر قدر ممكن منه وإعادة استخدامه. تشبه جسور فرانكفورت ممرًا جانبيًا موازيًا لنظام الصرف الصحي المشترك: يمكن تجميع مياه الأمطار من الأسطح المجاورة ، وتخزينها مؤقتًا في صهاريج ونقلها إلى موقع التخزين النهائي.
يمكن أيضًا تثبيت مثل هذا "الممر الجانبي" في أجزاء أخرى من المدينة مع العديد من مساحات الأسطح الكبيرة. يعد نموذج البنية التحتية لجسور فرانكفورت لتجميع مياه الأمطار خطوة مهمة نحو جعل فرانكفورت أقل اعتمادًا على واردات المياه من المناطق المحيطة.

تحضير المدينة للتحديات

خط الجسر الدائري

يجب استخدام المياه الجوفية من حفريات البناء

تخزين المياه عن طريق تسريبها إلى الأرض

مدينة المستقبل لا تهدر المياه

فتح وسط المدينة

إحياء المساحات الخضراء الحضرية

حاضرة المستقبل الأخضر