Кіріспе
Су өткізбейтін беттер – негізінен су өткізбейтін материалдармен жабылған жасанды құрылымдар (жолдар, тротуарлар, көлік жүретін жолдар мен тұрақтар, сондай-ақ әуежайлар, порттар және логистикалық және таратпалық орталықтар сияқты өнеркәсіптік аймақтар, олардың барлығы кең аумақты асфальтпен жабады) – асфальт, бетон, кірпіш, тас сияқты суға төзімді материалдармен жабылған және шатырлар. Қалалық құрылыс салдарынан тығыздалған топырақтар да су өткізбейді.
Impervious surfaces are mainly artificial structures—such as pavements (roads, sidewalks, driveways and parking lots, as well as industrial areas such as airports, ports and logistics and distribution centres, all of which use considerable paved areas) that are covered by water resistant materials such as asphalt, concrete, brick, stone—and rooftops. Soils compacted by urban development are also highly impervious.
Қоршаған ортаға әсерін азайту
Жердің су өткізбейтін беттерінің көлемі жерді пайдалану тығыздығын шектеу арқылы (мысалы, бір бөлімшедегі гектарға шаққандағы үйлер саны) азайттылуы мүмкін, бірақ бұл тәсіл өсіп келе жатқан халықты орналастыру үшін басқа жерлерде (бөлімшеден тыс) жерді дамытуға алып келеді. (Қаланың кеңіне жайылуына қараңыз.) Балама ретінде, қалалық құрылыстар табиғи түрде су өткізгіш топырақ сияқты жұмыс істеу үшін әртүрлі жолмен салынды. Мұндай баламалы құрылыстардың мысалдары – саңылаулы жабындар, жасыл шатырлар және инфильтрациялық алаптар. Су өткізбейтін беттерден жиналған жаңбыр суын жаңбыр су жинағыштарында сақтап, негізгі су орнына пайдалануға болады. Лонг-Бич портының батысында орналасқан Каталина аралы құрлықтан тасымалдау құнын азайту үшін жауын-шашын жинауға көп күш жұмсады. Жақында муниципалитеттер тарапынан түскен сынға жауап ретінде CEMEX және Quikrete сияқты бірқатар бетон өндірушілер дәстүрлі бетонның қоршаған ортаға тигізетін зиянын азайтатын су өткізгіш материалдарды өндіруді бастады. Бұл жаңа материалдар табиғи түрде алынған қатты заттардың әртүрлі комбинацияларынан тұрады, оның ішінде ұсақтан іріге дейінгі тау жыныстары мен минералдар, органикалық заттар (тірі организмдерді қоса), мұз, ауа райына ұшыраған тау жыныстары мен шөгінділер, сұйықтықтар (негізінен су ерітінділері) және газдар. COVID-19 пандемиясы қаланың ұйымдастырылуындағы радикалды өзгерістерге қатысты ұсыныстарға жол ашты, оның ішінде су өткізбейтін беттердің көлемін күрт азайту және топырақтың су өткізгіштігін қалпына келтіру маңызды элементтердің бірі болды.
Проценттік өткізбеушілік
Судың дренаждалануын қарастырғанда, PIMP деп белгіленетін, пайыздық су өткізбеушілік маңызды фактор болып табылады. Ол, су жиналатын аумақтың жолдар, шатырлар және басқа да қатаң жабынған беттер сияқты су өткізбейтін беттермен жабылған пайызын өлшеу арқылы есептеледі. PIMP-тің шамамен есептелуі PIMP = 6.4J^0.5 формуласымен беріледі, мұнда J – гектарға шаққандағы үйлер саны (Butler and Davies 2000). Мысалы, орманның PIMP мәні 10% болса, ал тығыз сауда аймақтарында PIMP мәні 100% құрайды. Бұл айнымалы Тасқынды бағалау нұсқаулығында қолданылады. [[Файл:АҚШ-тағы өткізбейтін беттердің графигі. АҚШ-тағы су өткізбейтін беттердің жабу графигі.
Жалпы өткізбейтін аумақ
Жалпы өткізбейтін аумақ (TIA), есептеулерде жиі өткізбейтін жабын (IC) деп аталады, ол фракция (нөлден бірге дейін) немесе пайыз ретінде көрсетілуі мүмкін. TIA-ны бағалаудың көптеген әдістері бар, соның ішінде Географиялық ақпараттық жүйе (GIS) қолданылатын Ұлттық жер жамылғысы деректерінің жиынтығы (NLCD), категорияланған TIA бағалаулары бар жер пайдалану санаттары, жалпыланған дамыған аумақтың пайыздық көрсеткіші және халық тығыздығы мен TIA арасындағы байланыстар. Әдебиеттегі әртүрлі зерттеулерде нақты және бағаланған TIA көрсеткіштері арасында айтарлықтай айырмашылықтар бар. «Төмен тығыздық» және «жоғары тығыздық» сияқты терминдер әртүрлі аймақтарда әртүрлі мағынада қолданылуы мүмкін. Мысалы, бір үйге бір акр жер шамасындағы тұрғын үй тығыздығы ауылдық жерде жоғары, қала маңында орташа, ал қалалық жерде төмен тығыздық деп жіктелуі мүмкін (Гранато, 2010). Саутард (1986) дамытылмаған аумақтарды табиғи, ауыл шаруашылығы жерлері немесе сирегірек орналасқан тұрғын үйлер деп анықтады. Ол, TIA-ны дамыған аумақтың пайыздық көрсеткіші арқылы болжау үшін регрессиялық теңдеу жасады (кесте 6.1). Бұл теңдеуді Миссури штатындағы 23 су алабынан алынған деректерді пайдаланып, логарифмдік қуат функциясы арқылы құрды. Ол бұл әдістің артықшылығы бар екенін атап өтті, себебі үлкен су алаптарын жылдам анықтауға және қолда бар карталар бойынша TIA-ны қолмен бағалауға болады (Гранато, 2010). (Гранато, 2010) (Гранато, 2010) Жерсеріктік суреттермен бірге терең оқытуды қолдана отырып, өткізбейтін аумақтарды анықтау қашықтықтан зондтау және қоршаған ортаны мониторингтеу саласындағы маңызды жаңару ретінде пайда болды. Терең оқыту алгоритмдері, әсіресе конволюциялық нейрондық желілер (CNN), жоғары ажыратымдылықтағы жерсеріктік суреттерден өткізбейтін беттерді анықтау және сандық өлшеу мүмкіндігін революцияландырды. Бұл модельдер күрделі кеңістіктік және спектрлік ерекшеліктерді автоматты түрде шығарып алады, бұл оларға өткізбейтін және өткізбейтін беттерді ерекше дәлдікпен ажыратуға мүмкіндік береді.
Табиғи өткізбейтін аймақ
Табиғи су өткізбейтін аймақтар – шағын және үлкен дауылдар кезінде дауыл ағынының маңызды көлемін тудыра алатын, бірақ көбінесе су өткіргіш аймақтар ретінде жіктелетін жер жамылғылары ретінде осы құжатта анықталады. Жер жамылғысының статистикасы, табиғи су өткізбейтін аймақтар ретінде әрекет ететін әртүрлі жер жамылғыларының таралуын сапалық бағалау үшін қолданылуы мүмкін. Ашық су, тікелей жауын-шашын арналар желісі арқылы бағытталса және қызығушылық тудыратын жерге дауыл ағыны ретінде жетсе, табиғи су өткізбейтін аймақ ретінде әрекет ете алады. Батпақты жерлер дауыл кезінде табиғи су өткізбейтін аймақтар ретінде әрекет ете алады, себебі жер асты суларының шығуы және жер бетімен қанығу ағыны дауыл ағынының маңызды бөлігін құрайды. Өзендер мен көлдердің жағалауындағы құрғақ жерлер дауыл кезінде табиғи су өткізбейтін аймақтар ретінде әрекет ете алады, өйткені олар жер бетінен ағып түсетін судың көзі болып табылады. Құрылыс қызметіне ұшыраған, сырттай су өткіргіш сияқты көрінетін аймақтар су өткізбейтін аймақтар ретінде әрекет ете алады және жер бетінен ағып түсетін суды тудыруы мүмкін. Мұндай дауыл ағындары номиналды сіңіру деңгейіне сәйкес жауын-шашын көлемі немесе қарқындылығының шарттарына қанағаттандырмайтын дауылдар кезінде де пайда болуы мүмкін. Дамытылған су өткіргіш аймақтар су өткізбейтін аймақтар сияқты мінез-құлық танытуы мүмкін, өйткені дамыту және одан кейінгі пайдалану топырақты тығыздайды және сіңіру деңгейін төмендетеді. Мысалы, Фелтон мен Лулл (1963) орман топырағы мен газонның сіңіру деңгейін өлшеп, даму іс-шараларының нәтижесінде сіңірудің 80 пайызға дейін төмендеуі мүмкін екенін көрсетті. Сол сияқты, Тейлор (1982) қалалық жерлерді дамытуға дейін және кейін инфильтрометрлік сынақтар жүргізіп, құрылыс қызметінен туындаған жоғарғы топыраққа жасалған өзгерістер мен тығыздалу сіңіру деңгейін 77 пайыздан астамға төмендеткенін атап өтті.
impervious areas and generate infiltration excess overland flows. These stormflows may occur even during storms that do not meet precipitation volume or intensity criteria to produce runoff based on nominal infiltration rates. Developed pervious areas may behave like impervious areas because development and subsequent use tends to compact soils and reduce infiltration rates. For example, Felton and Lull (1963) measured infiltration rates for forest soils and lawns to indicate a potential 80 percent reduction in infiltration as a result of development activities. Similarly, Taylor (1982) did infiltrometer tests in areas before and after suburban development and noted that topsoil alteration and compaction by construction activities reduced infiltration rates by more than 77 percent.