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バイオスウェールは、雨水の流出を集中させて流し、ゴミや汚染物質 を除去するように設計された水路です。バイオスウェールは、地下水の補充にも役立ちます。
バイオスウェールは通常、植生が植えられ、マルチングされ、またはゼリスケープが施されます。[1]これらは、緩やかな傾斜（6％未満）の側面を持つ湿地排水路で構成されています。[2] ：19 バイオスウェールの設計は、水が湿地で過ごす時間を安全に最大化することを目的としており、これにより汚染物質、シルト、および破片の収集と除去に役立ちます。サイトの地形に応じて、バイオスウェールの水路は直線または蛇行します。また、雨水の浸透を増やすために、バイオスウェールに沿ってチェックダムが追加されることもよくあります。バイオスウェールの構成は、気候、降雨パターン、サイトのサイズ、予算、および植生の適合性など、さまざまな変数によって影響を受ける可能性があります。
バイオスウェールの維持管理は、雨水流出から汚染物質を除去する際の効率と効果を最大限に高めるために重要です。メンテナンスの計画は重要なステップであり、目詰まりを防ぐためのフィルターや大きな石の導入も含まれます。土壌検査、目視検査、機械検査による年間メンテナンスも、バイオスウェールの健全性を保つために重要です。
バイオスウェールは、一般的に道路沿いや駐車場の周囲に敷設されます。これらの場所では、大量の自動車汚染物質が舗装路に堆積し、最初の雨（ファーストフラッシュ）によって洗い流されます。バイオスウェールやその他のタイプのバイオフィルターは、駐車場の縁の周りに設置することができ、雨水の流出を捕らえて処理し、流域や雨水下水道に放出します。
汚染物質への対処
バイオスウェールは、植物や土壌を通して汚染物質を除去する働きをします。[3]雨水がバイオスウェールを流れると、汚染物質は植物の葉や茎に捕らえられ、沈殿します。その後、汚染物質は土壌に入り、そこで分解されるか、健康な土壌のバクテリアによって分解されます。[4]
バイオスウェールで収集または阻止できる水質汚染物質にはいくつかの種類があります。これらはシルト、無機汚染物質、有機化学物質、病原体に分類されます。[5]
- シルト。バイオスウェールとプラントの建設方法により、シルトの輸送が遅くなり、受水域の濁度が低減します。プロセス中にゴミやシルトを捕捉するためのフィルターを設置することができます。[6]
- 有機物。多環芳香族炭化水素を含む多くの有機汚染物質は、時間の経過とともに揮発または分解しますが、バイオスウェールはこれらの物質が水路に流れ込むのを遅らせ、水生生物に影響を与える前に除去します。すべての有機物が捕捉されるわけではありませんが、バイオスウェールによって有機物の濃度は大幅に減少します。[5]
- 病原体は、宿主や栄養源を十分に得られず、従属栄養生物の標的となる。[7]
- 一般的な無機化合物は、リン酸塩や硝酸塩などの主要栄養素です。これらの栄養素の主な供給源は、過剰な施肥による農業用排水です。過剰なリン酸塩と硝酸塩は、処分場や受水域で富栄養化を引き起こす可能性があります。特定のバイオスウェール植物は、これらの過剰な栄養素を吸収します。[8]
- 水銀、鉛、クロム、カドミウムなどの金属化合物やその他の重金属が構造物に集中しています。残念ながら、これらの金属はゆっくりと周囲の土壌を汚染します。金属が溶解して環境に放出されるのを防ぐために、定期的な土壌除去が必要です。一部のバイオスウェールは、高蓄積植物種を含めるように設計されています。これらの植物は金属を吸収しますが、変換しません。これらの植物の切り株は、池に戻って分解したり、収集している堆肥が有毒であることを知らないガーデニングサービスによって剪定されたりすることがよくありました。[9]
最高のロケーション
バイオスウェールは、雨水管理が必要な地域で、流出速度を調節し、流出水を浄化するために導入することができます。バイオスウェールは、雨が降ったときに最初に流れ出る汚染物質を処理するために作られるため、道路、駐車場、屋上など、不浸透性の表面積が大きい場所にバイオスウェールを追加すると効果的です。また、道路の中央分離帯、縁石の切り欠き、歩道、または公共スペースに組み込むこともできます。[10]
利点
バイオスウェールは、雨水流出の速度を下げながら、排出物から汚染物質を除去する、環境への影響が少ない有用な開発工事です。雨水流出による過剰な汚染から地表水と地元の水路を保護するのに非常に役立ちます。流出水がバイオスウェール内に長く留まるほど、汚染物質の除去効果は高まります。また、蚊を引き寄せる可能性のある溜まり池を取り除くのにも役立ちます。バイオスウェールは、見た目も美しく、動物を引き寄せて生息地を作るように設計することもできます。バイオスウェールは、地下水の涵養にも役立ちます。[11]
メンテナンス
不適切なメンテナンスは、非効率的なバイオスウェールに対処するための高額な修復コストにつながる可能性があります。大きな堆積物、ゴミの蓄積、および植物の不適切な成長はすべて、バイオスウェールの品質とパフォーマンスに影響を与える可能性があります。機械を配置するための十分なスペースであれ、作業者の安全であれ、バイオスウェールのメンテナンスを容易にするために、計画段階で私道を設けることは有益です。堆積物を捕らえるために、さまざまな種類のフィルターを使用できます。草のフィルターストリップまたは岩の入口を使用して、堆積物と粒子をろ過できますが、適切なメンテナンスを行わないと、詰まりによりバイオスウェールから流出する可能性があります。構造的な入口は、メンテナンス、使用、およびその有効性の容易さから、より一般的になっています。浮遊マルチの使用を避け、最も適したメンテナンスの少ない植物を選択することで、バイオスウェールの効率が向上します。[12]コミュニティのバイオスウェールのニーズに応じて、4段階の評価プログラムを開発できます。目視検査、容量試験、合成流出、モニタリングは、バイオスウェールの性能と維持管理を評価するために使用できる4つのステップです。[13]
バイオスウェールの性能と美観が損なわれないようにするためには、定期的な検査が必要です。検査の時期と頻度は地方自治体によって異なりますが、少なくとも年に1回は行う必要があります。検査はさまざまな側面から行われ、目視または機械的に行われます。植生、水、入口の目視観察はすべて、性能を確保するために重要です。一部の組織では、目視検査プロセスを合理化するためにチェックリストを使用しています。[13]
バイオスウェールのメンテナンスが必要かどうかを判断するには、さまざまな方法があります。バイオスウェールは、メンテナンスが必要かどうかを判断するために、特定の浸透レベルを満たすようにベンチマークされます。スタッフゲージを使用して浸透率を測定します。土壌に特定のレベルの汚染物質が含まれているかどうかを判断するには、土壌化学検査も必要です。土壌中のリンと高レベルの塩分は、注意が必要な2つの一般的な汚染物質です。流入および流出の汚染物質濃度の分析も、バイオスウェールのパフォーマンスレベルを判断する別の方法です。[12]
メンテナンスは3つの異なるレベルに及ぶ可能性があります。美観維持は、他の植物やバイオスウェール自体のパフォーマンスに影響を与える雑草を取り除き、ゴミを掃除して除去し、植生の外観を維持するために必要です。部分的な修復は、入口が堆積物で塞がれた場合、または植生を交換する必要がある場合に必要です。完全な修復は、バイオスウェールが汚染物質を適切にろ過しなくなり、全体的なパフォーマンスが著しく低下した場合に必要です。[12]
デザイン
バイオスウェールは、短期間で激しい雨、洪水、汚染物質の流入を経験し、その後乾季が続きます。バイオスウェールに選ばれた植物がどのように成長するかを考慮し、どのような種類の植物が最も適していると考えられるかを理解することが重要です。[12]
バイオスウェールには、場所のニーズに応じて建設できる4つのタイプがあります。[14]
- 低草バイオスウェールは、芝生のように造園できる低成長の草を利用します。このタイプのバイオスウェールは、雨水流出の処理と適切な収集時間の維持において、植生バイオスウェールよりも効果が低い傾向があります。
- 植生のあるバイオスウェールは、背の高い植物、観賞用の植物、低木、さらには樹木で作られています。これらのタイプは、バイオスウェールを流れる雨水の流速を遅くして、除染のための収集時間を長くするために、岩で裏打ちすることもできます。植生のあるバイオスウェールには、流水中の特定の化学物質を非常に効率的に除去するのに非常に役立つ植物を含めることもできます。
- 水の使用量が少ないバイオスウェールは、気候が温暖で乾燥しがちな地域に適しています。ゼリスケープバイオスウェールは、一般的に雨や嵐の後にのみ流水で満たされ、それ以外のときは乾燥した状態を保ちます。
- ウェットバイオスウェールは湿地に似ており、バイオスウェールの端にある水を単に雨水排水口に排出するのではなく、雨水の浸透を可能にするために、より長い期間水を保持します。
バイオスウェールには、粘土が 5% を超えない特定の土壌組成が必要です。施工前の土壌自体が汚染されてはいけません。バイオスウェールは、堆積物が沈降できるように縦方向に傾斜させて建設する必要があります。バイオスウェールの最大傾斜は 3:1 です。他のインフラストラクチャが損傷しないように、最低限のクリアランスが必要です。バイオスウェールでの雨水流出の集中時間を最大限にするために、オーバーフィル排水溝は地表から少なくとも 6 インチ上に配置する必要があります。岩を使用して流出速度を遅くすることもできます。フィルターの使用は、堆積物やゴミによって入口が塞がれるのを防ぐために重要です。[10]
例
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大規模に適用するために科学的に設計されたバイオスウェールの初期の2つの例は、米国西部にあります。1996年、オレゴン州ポートランドのウィラメット川公園では、汚染物質の流出がウィラメット川に流入するのを防ぐために、合計2330フィートのバイオスウェールが設計され設置されました。シルトの捕捉をさらに促進するために断続的なチェックダムが設置され、河川系に流入する浮遊物質が50％減少しました。[15]
大規模に設計されたバイオスウェールの 2 番目の例は、カリフォルニア州ソノマ郡のカーネロス ビジネス パークにあります。1997 年から、プロジェクト設計チームはカリフォルニア州魚類野生生物局およびソノマ郡と協力し、大規模な駐車場の周囲に表面流出水を流すための詳細な設計を作成しました。表面流出水は、建物の屋根からの流出水、駐車場からの流出水、およびプロジェクト サイトの北側の敷地からの地表流水で構成されます。合計 2 マイルの直線バイオスウェールがプロジェクトに設計されました。バイオスウェールの目的は、流出した汚染物質がソノマ クリークに流れ込むのを最小限に抑えることです。バイオスウェールの水路は草で覆われ、ほぼ直線状です。下り勾配は約 4%、横勾配は約 6% です。[16]
比較的最近に開始されたプロジェクトは、2001年に完成したワシントン州シアトルの「ストリート エッジ オルタナティブズ」(SEA) プロジェクトです。SEAの目標は、従来の配管を使用するのではなく、開発前の地域の様子を再現した自然な景観を作り出すことでした。この道路は、標準的な道路よりも 11% 透水性が高く、常緑樹とバイオスウェールが特徴でした。バイオスウェールは、湿地植物と高地植物が植えられた傾斜地に植えられました。その他の造園も、在来種とサケに優しい植物に重点を置いていました。SEA は、シアトルの小川の生態系を継続的に保護するのに役立った雨水流出の緩和に大きなメリットをもたらしました。このプロジェクトの道路は、ハード ランドスケープとは対照的に、より魅力的で美しい場所も作り出しました。[17]
ニューヨーク市 環境保護局（NYC DEP）は、11,000以上の路傍バイオスウェール（雨水庭園）を建設しました。[18]雨水庭園は、雨水を管理し、都市の水路の水質を改善するために市内各地に建設されています。[19]雨水庭園の手入れと管理は、NYC DEPと「港湾保護者」と呼ばれる市民ボランティアのグループとのパートナーシップです。雨水庭園は少なくとも週に1回は検査と清掃が行われます。[20]
パーマカルチャー
パーマカルチャーでは、湿地は水の収集に使用されます。[21] [22]
参照
参考文献
- ^ 「雨水の最善の管理方法：草地の湿地」（PDF）。ワシントン D.C.：米国環境保護庁（EPA）。2021年12月。p.3。EPA 832-F-21-031P。
- ^ Loechl, Paul M.; et al. (2003). 持続可能な駐車場の設計図(PDF)。イリノイ州シャンペーン：米国陸軍工兵隊、研究開発センター。2010-06-02 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。建設工学研究所。文書番号 ERDC/CERL TR-03-12。
- ^ Purvis, Rebecca; et al. (2018年1月31日). 「米国ノースカロライナ州ブランズウィック郡のバイオスウェールの水質改善効果の評価」.水. 10 (2). バーゼル、スイス: MDPI: 134. doi : 10.3390/w10020134 .
- ^ 「Bioswales」。グリーン雨水インフラ。ビクトリア、BC：キャピタル地域区。2013-11-10。
- ^ ab ワトソン、ドナルド; アダムス、ミシェル (2010-10-19)。洪水に備えるデザイン: 気候変動に強い建築、景観、都市デザイン。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。p. 119。ISBN 978-0-470-89002-8。
- ^ 「Bioswales | Climate Technology Centre & Network | Tue, 11/08/2016」。www.ctc-n.org 。 2022年7月24日閲覧。
- ^ Purvis, Rebecca; Winston, Ryan; Hunt, William; Lipscomb, Brian; Narayanaswamy, Karthik; McDaniel, Andrew; Lauffer, Matthew; Libes, Susan (2018-01-31). 「米国ノースカロライナ州ブランズウィック郡におけるバイオスウェールの水質改善効果の評価」。Water . 10 ( 2): 134. doi : 10.3390/w10020134 . ISSN 2073-4441.
- ^ Shetty, Nandan H.; Hu, Ranran; Mailloux, Brian J.; Hsueh, Diana Y.; McGillis, Wade R.; Wang, Mark; Chandran, Kartik; Culligan, Patricia J. (2019-05-15). 「都市部の合流式下水道システムにおけるバイオスワールによる栄養汚染への影響の研究」。総合環境科学。665 : 944–958。Bibcode : 2019ScTEn.665..944S。doi : 10.1016 / j.scitotenv.2019.02.121。ISSN 0048-9697。PMID 30790764。S2CID 73457342 。
- ^ エヴァンス、ナタリア;ヴァン・リスウィック、ハル。ロス・ウエルトス、マーク。スレボトニャク、タンジャ（2019）。 「南カリフォルニアのバイオズウェールにおける隔離された金属の堅牢な空間分析」。トータル環境の科学。650 (Pt 1): 155–162。ビブコード:2019ScTEn.650..155E。土井：10.1016/j.scitotenv.2018.08.441。ISSN 0048-9697。PMID 30196215。S2CID 52192159 。
- ^ ab "Bioswales". Urban Street Design Guide . ニューヨーク、ニューヨーク：全米都市交通当局協会。2013年7月11日。 2022年3月31日閲覧。
- ^ 「バイオスウェルは水質資源を改善できる」。ミシガン州イーストランシング：ミシガン州立大学、MSUエクステンション。2015年6月10日。
- ^ abcd 道路や駐車場からの流出水を受け入れるグリーンインフラの運用と保守、技術覚書（レポート）。米国環境保護庁。2016 年 9 月。EP-BPA-13-R5-0001。
- ^ ab Erickson, Andrew J.; Weiss , Peter T.; Gulliver, John S. (2013).雨水処理の最適化：評価とメンテナンスのハンドブック。Springer。ISBN 9781461446248. OCLC 830293149.
- ^ Caflisch, Mary; Giacalone, Katie (2015 年 5 月)。「バイオスウェル入門」クレムソン大学。
- ^ フランス、ロバート L. (2002)。水に配慮した計画と設計のハンドブック。CRC プレス。ISBN 1-56670-562-2。
- ^ Lumina Technologies (1998)。Carneros Business Park の水文学および生物学調査。ソノマ郡の要件に従って William A. Saks Company のために作成されました。ニューヨーク市の合流式下水道システムを保護するために、約 2,000 個のバイオスウェールが設置される予定です。
- ^ 「Street Edge Alternatives」。近隣プロジェクト。シアトル、ワシントン州：シアトル公共事業局。 2022年3月31日閲覧。
- ^ クラーク、ロジャー（2021-07-26）。「環境保護団体が協力し、市の雨水庭園の拡大と維持に努める」。スペクトラムニュース/NY1。ニューヨーク、ニューヨーク：チャーターコミュニケーションズ。
- ^ ブレアーズ、ロバート C. (2021)。地域の水の安全保障。ワイリー・ブラックウェル。ISBN 978-1-119-66112-2. OCLC 1200831922.
- ^ 「Rain Gardens」。グリーンインフラ。ニューヨーク市環境保護局。 2022年3月31日閲覧。
- ^ van der Zanden, Isabelle (2017). Hydrogeosphere を使用して、農地の水を節約する技術として湿地を評価する(PDF) (修士)。ゲント大学。
- ^ バーンズ、ダグラス (2017)。パーマカルチャー アースワーク ハンドブック: スウェル、ダム、池、その他の集水システムの設計と構築方法。カナダ: ニュー ソサエティ パブリッシャーズ。ISBN 9781550926392。
外部リンク
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