차수면

Impervious surface
주차장은 불침투성이 매우 높다.

비침투성 표면은 주로 아스팔트, 콘크리트, 벽돌, 돌, 옥상과 같은 방수 재료로 덮인 포장도로(도로, 인도, 차도 및 주차장, 공항, 항만, 물류 및 유통 센터와 같은 산업 지역)와 같은 인공 구조물입니다.s. 도시 개발에 의해 압축된 토양도 매우 불침투성이 높다.

환경에 미치는 영향

불침투 표면은 건설이 도시 공기 및 수자원을 수정하는 일련의 사건을 일으키기 때문에 환경 문제가 됩니다.

  • 포장재는 토양 표면을 밀봉하여 빗물 침투 및 자연 지하수 충전을 제거합니다.시애틀 타임즈의 한 기사는 "도시 지역이 미국의 3퍼센트만을 차지하고 있지만, 그들의 유출이 강의 13퍼센트, 호수의 18퍼센트, [1]강 하구의 32퍼센트에서 오염의 주요 원천으로 추정된다"고 말한다.
이러한 오염 물질 중 일부는 비료의 과잉 영양소, 병원균, 애완 동물 폐기물, 자동차에서 나오는 가솔린, 모터 오일, 중금속, 하천 바닥 침식과 건설 현장에서 나오는 높은 침전물, 그리고 담배꽁초, 6팩 홀더, 빗물 급증으로 운반되는 비닐봉투와 같은 폐기물을 포함한다.일부 도시에서는 홍수가 합쳐진 하수구로 흘러들어가서 물이 넘치게 하고, 생하수를 하천으로 흘려보냅니다.오염된 유출은 물고기, 동물, 식물 그리고 사람들에게 많은 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
  • 불침투성 표면은 고밀도 질량으로 태양열을 모은다.열이 방출되면 공기 온도를 상승시켜 도시의 "열섬"을 만들고 건물 에너지 소비를 증가시킵니다.불침투성 표면에서 나오는 따뜻한 유출은 하천수에서 용존산소를 감소시켜 수생 생태계의 삶을 어렵게 한다.
  • 불침투성 포장도로는 나무 뿌리의 통기를 빼앗고, 그렇지 않으면 도시 기후를 완화시킬 "도시 숲"과 캐노피 그늘을 없앱니다.불침투성 표면은 살아있는 식물을 대체하기 때문에 생태학적 생산성을 떨어뜨리고 대기 중 탄소 순환을 방해합니다.
대부분의 도시 지붕은 완전히 통하지 않는다.

자치단체나 유역 등 지역의 불침투성 지표면의 총 커버리지는 일반적으로 전체 토지 면적의 비율로 표현된다.도시화가 진행됨에 따라 커버리지가 증가합니다.지방에서는 불침투성 커버가 1~2%에 불과할 수 있다.주택가에서는 저밀도 구역의 커버리지가 약 10%에서 다세대 커뮤니티의 50% 이상으로 확대됩니다.산업 및 상업 지역에서는 커버리지가 70% 이상 상승합니다.지역 쇼핑 센터와 밀집한 도시 지역에서는 90%가 넘는다.미국의 인접한 48개 주에서 도시 불침투성 커버는 총 43,000 평방 마일(1102,000 km)에 달한다.개발에는 연간 1,000km2(390평방마일)가 추가됩니다.일반적으로 커버의 3분의 2는 포장이고, 3분의 1은 건물 [2]지붕입니다.

환경 영향 완화

Green tramway track in Belgrade, Serbia
세르비아 베오그라드의 녹색 전차 선로

불침투성 지표면 커버리지는 토지 사용 밀도(예: 한 구역의 에이커당 주택 수)를 제한함으로써 제한될 수 있지만, 이 접근방식은 증가하는 인구를 수용하기 위해 다른 곳(분구 밖)의 토지를 개발하게 한다.(도시의 스프롤을 참조).대안으로, 도시 구조물은 자연적으로 투과되는 토양처럼 기능하도록 다르게 건설될 수 있다. 그러한 대체 구조물의 예로는 다공질 포장, 녹색 지붕 및 침투 분지가 있다.

불침투 표면의 빗물은 빗물 탱크에 모아 주수 대신 사용할 수 있다.롱비치 항구의 서쪽에 위치한 카탈리나 섬은 본토로부터의 수송 비용을 최소화하기 위해 많은 노력을 기울였다.

최근 지방자치단체의 지적에 따라 CEMEX나 Quikrete 등 다수의 콘크리트 제조업체가 기존 불침투성 콘크리트의 환경 영향을 부분적으로 완화하는 투과성 재료를 생산하기 시작했다.이들 신소재는 미세한 입자 상태의 암석과 광물, 유기물(생물을 포함), 얼음, 풍화암과 침전물, 액체(주로 수용액), 가스 [3]등 자연유래 고형물의 다양한 조합으로 구성되어 있다.COVID-19 대유행은 투과성 지표의 존재와 토양의 투과성을 대폭 감소시키는 [4]등 도시 조직의 급진적 변화에 대한 제안을 낳았다.

상세정보 : 저영향개발(캐나다/미국) 및 투과성 포장

불침투율

여러 도시의 불침투 표면 비율

일반적으로 계산에서 PIMP라고 하는 불침투율은 물의 배수를 고려할 때 중요한 요소이다.도로, 지붕 및 기타 포장 표면과 같은 불침투성 표면으로 구성된 집수 영역의 비율을 측정하여 계산한다.PIMP의 추정치는 PIMP = 6.4로 주어진다.J^0.5 여기서 J는 헥타르당 주거의 수이다(버틀러와 데이비스 2000).예를 들어, 삼림지대는 PIMP 값이 10%인 반면, 밀집상업지대는 PIMP 값이 100%입니다.이 변수는 홍수 예측 핸드북에 사용됩니다.

미국의 [5][6]불침투성 지표면 커버리지 그래프.

Homer and others(2007)는 미국의 약 76%가 불침투 커버가 1% 미만, 11%가 1~10%, 4%가 불침투 커버가 11~20%, 4.4%가 21~40%, 4%가 불침투 커버가 약 4%로 분류된다고 밝혔다.4%, 예상 불침투성 커버가 40% [5][6]이상입니다.

총 차수 면적

계산에서는 일반적으로 불침투 커버(IC)라고 불리는 Total Incurress Area(TIA; 총 불침투 영역)는 분수(0 ~1) 또는 백분율로 나타낼 수 있습니다.지리 정보 시스템(GIS)과 함께 National Land Cover Data Set(NLCD;[7] 국토 커버 데이터 세트), 범주형 TIA 추정치가 있는 토지 이용 범주, 일반화된 백분율 개발 영역, 인구 밀도와 TIA [6]간의 관계를 포함하여 TIA를 추정하는 많은 방법이 있다.

미국 NLCD 불침투 표면 데이터 세트는 TIA [6]값을 추정하는 데 사용할 수 있는 GIS 지원 형식으로 고품질 국가 정합성이 보장되는 토지 커버 데이터 세트를 제공할 수 있다.NLCD는 NLCD의 인위적 TIA 비율을 국가 전체에서 30m(900m2) 픽셀 분해능으로 일관되게 정량화한다.데이터 세트 내에서 각 픽셀은 0~100% 범위의 TIA 값을 갖는 것으로 정량화됩니다.NLCD 불침투 표면 데이터 세트를 사용하여 이루어진 TIA 추정치는 개별 불침투 특징에 대한 TIA 값이 아니라 각 픽셀에 대한 집계된 TIA 값을 나타냅니다.예를 들어 잔디밭의 2차선 도로의 TIA 값은 100%이지만 도로를 포함하는 픽셀의 TIA 값은 26%입니다.도로가 2픽셀의 경계에 걸쳐 있는 경우 각 픽셀의 TIA 값은 13%가 됩니다.수동으로 구분된 TIA 샘플 영역을 사용한 NLCD 2001 데이터 세트의 데이터 품질 분석에서는 예측된 TIA와 실제 TIA의 평균 오차가 8.8~[5]11.4%인 것으로 나타났습니다.

토지 이용에 따른 TIA 추정은 대규모 토지의 토지 이용 범주를 식별하고 각 범주의 총 면적을 합산하고 각 면적에 특성 TIA [6]계수를 곱함으로써 이루어진다.토지 이용 범주는 일반적으로 TIA 추정에 사용된다. 왜냐하면 공통 토지 이용 지역은 현장 연구, 지도, 계획 및 구역 정보, 원격 이미지에서 식별할 수 있기 때문이다.유사한 지역을 식별하는 계획 및 구역 지도는 GIS 형식으로 점점 더 많이 이용 가능하기 때문에 토지 이용 계수 방법이 일반적으로 사용된다.또한 토지 이용 방법은 토지 [8]이용의 예상되는 변화를 정량화하는 계획 지도와 함께 TIA에 대한 미래 개발의 잠재적 영향을 추정하기 위해 선택된다.문헌의 여러 연구에서 실제 및 추정된 TIA 추정치에는 상당한 차이가 있다.저밀도, 고밀도 등의 용어는 [9]영역에 따라 다를 수 있습니다.주택당 0.5에이커의 주거밀도는 농촌에서는 고밀도, 교외에서는 중밀도, 도시에서는 저밀도로 분류할 수 있다.Granato(2010)[6]는 문헌에서 30개 연구의 다양한 토지 이용 범주에 대한 TIA 값을 포함한 표를 제공한다.

Percent Development Area(PDA; 개발 비율 영역)는 [6]지도를 사용하여 TIA를 수동으로 추정하기 위해 일반적으로 사용됩니다.MRLCC(Multiple-Resolution Land Spatistics Consortium)는 개발 지역을 건설된[10] 재료의 최소 30%로 정의한다.Southard(1986)[11]는 미개발 지역을 자연, 농업 또는 산재된 주거 개발로 정의했다.그는 백분율 개발 면적을 사용하여 TIA를 예측하는 회귀 방정식을 개발했습니다(표 6-1).그는 미주리 주의 23개 분지에서 얻은 데이터를 사용하여 대수곱 함수를 사용하여 방정식을 개발했습니다.그는 대형 분지를 신속하게 묘사할 수 있고 사용 가능한 지도에서 TIA를 수동으로 추정할 수 있기 때문에 이 방법이 유리하다고 지적했다.그라나토(2010)[6]는 배수 면적이 0.35~216평방마일이고 PDA 값이 0.16~99.06%인 미국 10개 대도시 지역의 262개 하천 유역 데이터를 사용하여 회귀 방정식을 개발했다.

또한 관심 영역의 모집단을 추정하여 회귀 방정식을 사용하여 관련 TIA를 [6]계산함으로써 모집단 밀도 데이터에서 TIA를 추정한다.인구 밀도 데이터가 사용되는 이유는 전국적으로 일관된 인구 조사 블록 데이터가 미국 전역에서 GIS 형식으로 제공되기 때문이다.모집단 밀도 방법은 또한 미래 개발의 잠재적 영향을 예측하는 데 사용될 수 있다.모집단 밀도와 TIA 간에는 상당한 차이가 있을 수 있지만, 국지적 변동이 [12]평균화됨에 따라 배수 면적이 증가함에 따라 이러한 추정치의 정확도가 향상되는 경향이 있다.Granato(2010)[6]는 USGS GAGESII [13]데이터셋의 6,255 스트림 분지의 데이터를 사용하여 개발된 새로운 방정식과 문헌의 8개 모집단 밀도 관계를 표로 제공한다.Granato(2010)[6]는 또한 인구 밀도와 관련된 주택 밀도에서 TIA를 추정하기 위한 네 가지 방정식을 제공한다.

자연 불침투 영역

자연 불침투지역은 크고 작은 폭풍우 동안 상당한 양의 폭풍우를 일으킬 수 있는 육지 커버로 정의되지만 일반적으로 불침투지역으로 [6]분류된다.이러한 지역은 대부분의 고속도로 및 도시 유출 품질 연구에서 일반적으로 폭풍우의 중요한 원천으로 간주되지 않지만 상당한 양의 폭풍우를 발생시킬 수 있다.이러한 자연 불침투 영역에는 개방된 물, 습지, 암석 노두, 척박한 땅(불침투성이 낮은 자연 토양), 압축된 토양이 포함될 수 있습니다.자연 불침투 지역은 그 성격과 선행 조건에 따라 과도한 육로류, 포화 육로류 또는 직접 강수로부터 폭풍우를 일으킬 수 있다.자연 불침투지역이 유출 생성에 미치는 영향은 고도로 발달된 지역보다 TIA가 낮은 지역에서 더 중요할 것으로 예상된다.

NLCD는[14] 자연 불침투 지역으로 작용할 수 있는 다양한 토지 커버의 보급률의 질적 척도로 사용할 수 있는 토지 커버 통계를 제공한다.개방수는 직접 강수량이 채널 네트워크를 통해 전달되고 관심 장소에 폭풍우로 도달하는 경우 자연 불침투 구역으로 작용할 수 있다.습지는 지하수 유출과 육로의 포화 흐름이 폭풍 흐름의 상당 부분을 차지하는 폭풍우 동안 자연 불침투 영역 역할을 할 수 있다.강기슭 지역의 척박한 지대는 폭풍우 동안 자연 불침투 지역으로 작용할 수 있다. 왜냐하면 이 지역은 육로 유입의 과도한 원천이기 때문이다.개발 활동에 의해 영향을 받은 것처럼 보이는 지역은 불침투 지역으로 작용하여 과도한 육로 유입을 발생시킬 수 있다.이러한 폭풍 흐름은 강수량이나 강도의 기준을 충족하지 못하는 폭풍 중에도 발생할 수 있으며, 공칭 침투율에 기초한 유출물을 생성한다.

개발 및 이후 사용은 토양을 압축하고 침투율을 감소시키는 경향이 있기 때문에 개발된 침투 영역은 침투하지 않는 영역처럼 행동할 수 있습니다.예를 들어, Felton과 Rull(1963)[15]은 산림 토양과 잔디밭의 침투율을 측정하여 개발 활동의 결과로 침투를 80% 줄일 수 있음을 나타냈다.마찬가지로 Taylor([16]1982)는 교외 개발 전후에 침투계 테스트를 실시했으며 건설 활동에 의한 표토 변화 및 압축이 침투율을 77% 이상 감소시켰다고 지적했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 카피엘로, 디나"리포트: EPA, 스프롤 유출 저지 실패" 시애틀 타임스, 2008년 10월 16일
  2. ^ 슈엘러, 토마스 R. "불침투성의 중요성"2009-02-27 Wayback Machine에 보관되어 있습니다. The Practice of Waterain Protection에 전재되어 있습니다.Wayback Machine 2000에서 2008-12-23 아카이브 완료.유역 보호 센터.엘리콧 시티, MD
  3. ^ Rosenberg, Carter, 2006, 불투과성 표면: The Ecological Impact of Concrete Alternative, Troy, NY: Luminopf Press.
  4. ^ Paolini, Massimo (2020-04-20). "Manifesto for the Reorganisation of the City after COVID19". Retrieved 2021-05-01.
  5. ^ a b c Homer, C., Dewitz, J., Fry, J., Coan, M., Hossain, N., Larson, C., Hereld, N., McKerrow, A., VanDriel, J.N. 및 Wickham, 2007, 전국 데이터베이스 완성.사진 측량 공학 및 원격 감지, v.73, No.4, 페이지 337-341.
  6. ^ a b c d e f g h i j k l Granato, G.E., 2010, 미국 종단부에서 모니터링되지 않은 현장의 폭풍 흐름 계획 수준 추정 개발 방법의 배수 유역 불침투성 추정에 사용되는 방법의 개요 부록 6:연방 고속도로청, FHWA-HEP-09-005 "온라인 이용 가능"2015-09-06년 Wayback Machine에 보관
  7. ^ NLCD(National Land Cover Data Set)
  8. ^ Cappiella, K. 및 Brown, K., 2001, Chesapeake Bay 지역의 토지 사용 및 불침투 커버:유역 보호 기법, v. 3, No. 4, 페이지 835-840.
  9. ^ Hitt, K.J., 1994, Refining 1970의 토지는 새로운 주거 개발을 나타내기 위해 1990년 인구 데이터와 함께 데이터를 사용한다: 미국 지질 조사 수자원 조사 보고서 94-4250, 15p.
  10. ^ 미국 환경보호청, 2009, NLCD(National Land Cover Data) 분류 체계 "온라인에서 이용 가능"
  11. ^ Southard, R.E., 1986, 미주리 도시 유역의 불침투 영역 추정에 사용할 수 있는 대체 유역 특성: U.S. Geology Survey Water-Resources Investigations Report 86-4362, 21p.
  12. ^ Greater Vancouver 하수 및 배수 구역, 1999년 현재 및 미래의 GVS&DD 지역 유역 및 유역 조건 평가—Burnaby, Vancouver British Columbia, Greater Vancouver 하수 및 배수 구역, 53p. "온라인 이용 가능"
  13. ^ Falcone, James, Stewart, J., S., Dupree, J., McMahon, G., 2007, G., Buel, 2007, 6가지 지리적 환경에서의 도시 강도 지수 개발 비교: U.S. Geological Investigation 2007.
  14. ^ 미국 지질조사국, 2007, USGS Land Cover Institute NLCD 토지 커버 통계 데이터베이스--NLCD 토지 커버 통계 데이터베이스 "온라인 이용 가능" 보기
  15. ^ P.M. 펠튼과 H.W., 1963, 교외 수문학은 분수령 조건을 개선할 수 있습니다: 공공 사업 저널, v. 94, 페이지 93-94.
  16. ^ Taylor, C.H. 1982, 소규모 유역의 기여 구역의 계절적 변동에 대한 폭풍 유출 반응에 대한 영향(Ontario):북유럽 수문학, v. 13, no. 3, 페이지 165-182

참고 문헌

  • 버틀러, D. and Davies, J.W., 2000, 런던, 어반 드레인먼트: 스폰.
  • Ferguson, Bruce K., 2005, Paulous Pavements, Boca Raton: CRC Press.
  • Frazer, Lance, 2005, Paving Paradise: 불침투 표면의 위험, 환경 건강 관점, Vol. 113, No. 7, 페이지.A457-A462.
  • 미국 환경 보호국워싱턴 DC '폭풍 이후'문서 번호 EPA 833-B-03-002.2003년 1월

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외부 링크