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Articulo de referencia

Primera descarga

Escorrentía urbana que desemboca en un desagüe pluvial La primera descarga es la escorrentía superficial inicial de una tormenta. Durante esta fase, la contaminación del agua qu...

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Escorrentía urbana que desemboca en un desagüe pluvial

La primera descarga es la escorrentía superficial inicial de una tormenta. Durante esta fase, la contaminación del agua que ingresa a los desagües pluviales en áreas con altas proporciones de superficies impermeables suele estar más concentrada en comparación con el resto de la tormenta. En consecuencia, estas altas concentraciones de escorrentía urbana dan como resultado altos niveles de contaminantes descargados desde las alcantarillas pluviales a las aguas superficiales . [ 1 ] [ 2 ] : 216

primer efecto de rubor

El término «efecto de primera descarga» se refiere a los cambios rápidos en la calidad del agua ( concentración o carga de contaminantes) que ocurren después de las lluvias de principios de temporada. Las partículas de suelo y vegetación son arrastradas hacia los arroyos; los sedimentos y otras partículas orgánicas acumuladas en el lecho del río se resuspenden, y las sustancias disueltas del suelo y las aguas subterráneas superficiales pueden ser arrastradas hacia los arroyos. Investigaciones recientes han demostrado que este efecto no se ha observado en áreas relativamente permeables. [ 2 ] : 216

El término también se usa a menudo para referirse a la primera crecida después de un período seco, que se supone que contiene concentraciones más altas que las posteriores. Esto se conoce como "primera crecida". Existen varias definiciones del fenómeno de la primera crecida. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Primera descarga sucia

La escorrentía de aguas pluviales en una alcantarilla combinada produce una primera descarga fétida con una suspensión de sólidos sanitarios acumulados en la alcantarilla, además de contaminantes provenientes de la escorrentía superficial. La entrada de agua puede producir un efecto de descarga fétida en las alcantarillas sanitarias si los caudales alcanzan su máximo durante la temporada de lluvias. A medida que los caudales aumentan por encima del promedio, un porcentaje relativamente pequeño del caudal total contiene un porcentaje desproporcionadamente grande de la masa total de contaminantes asociada con el volumen total de caudal durante el evento de caudal máximo. La deposición de sólidos en la alcantarilla durante los períodos de bajo caudal y la posterior resuspensión durante los eventos de caudal máximo es la principal fuente de contaminación para el fenómeno de desbordamiento de la primera descarga en alcantarillas combinadas (CSO). [ 6 ]

Los sólidos de las aguas residuales sanitarias pueden atravesar el sistema o sedimentarse en las secciones de flujo laminar de la alcantarilla, quedando disponibles para su lavado durante los caudales máximos. El perímetro húmedo de las alcantarillas también puede ser colonizado por biopelículas alimentadas por desechos sanitarios solubles. El diseño hidráulico es la razón fundamental de la deposición de sólidos en las alcantarillas. Las alcantarillas combinadas dimensionadas para eventos de escorrentía máxima esperados una vez por década pueden transportar hasta 1000 veces el caudal sanitario promedio. Las alcantarillas sobredimensionadas, aunque de forma menos drástica, son comunes en nuevos desarrollos y cerca del extremo aguas arriba de los sistemas de recolección. Los sólidos en suspensión pueden acumularse cuando las bajas velocidades del fluido generan una turbulencia insuficiente . La deposición de sólidos es mayor donde las velocidades son bajas durante el tiempo seco. En grandes alcantarillas combinadas, puede ser imposible alcanzar velocidades de aguas residuales sanitarias que generen la turbulencia suficiente para mantener los sólidos en suspensión durante el tiempo seco. [ 6 ]

El biofilm y los sólidos previamente depositados pueden ser arrastrados y reincorporados durante la turbulencia del flujo máximo. [ 7 ] La alta carga de contaminación en las aguas residuales al comienzo de un evento de escorrentía ocurre cuando el aumento del caudal erosiona el sedimento acumulado en la alcantarilla. [ 8 ] La erosión de los sedimentos en las alcantarillas puede liberar contaminantes en concentraciones que superan los niveles encontrados en las fuentes contribuyentes. El primer flujo fétido altamente contaminante se libera al comienzo del flujo en tiempo húmedo durante la rápida erosión de una capa débil de carga de fondo de sedimento superficial altamente concentrada. [ 9 ] Cuando las condiciones favorecen la deposición de sólidos en tiempo seco, el primer flujo fétido puede contener hasta el 30 por ciento del total anual de sólidos suspendidos descargados a un sistema de alcantarillado combinado. Se pueden observar concentraciones de sólidos suspendidos en alcantarillado combinado de varios miles de miligramos por litro (mg/L) durante el primer flujo fétido. [ 6 ]

Los niveles de concentración de contaminantes están influenciados por la antigüedad y el estado del sistema de alcantarillado y la cantidad de infiltración/entrada en comparación con el flujo sanitario. Los picos de concentración de contaminantes dependen del tamaño y la pendiente del sistema de tuberías, el intervalo de tiempo entre tormentas y la acumulación de sólidos en el sistema de alcantarillado. Las pendientes más pronunciadas de las alcantarillas y las formas del fondo de las tuberías que mantienen un flujo de alta velocidad durante condiciones de bajo caudal reducirán la acumulación de sedimentos en las alcantarillas; y el lavado periódico de las líneas individuales de alcantarillado durante el tiempo seco puede trasladar los sólidos acumulados a la planta de tratamiento de aguas residuales antes de que la escorrentía de aguas pluviales provoque un caudal máximo simultáneo en todo el sistema de alcantarillado. [ 10 ]

Debido a que la referencia del primer flujo no siempre es clara, se han introducido los términos "primer flujo basado en la concentración" (CBFF) y "primer flujo basado en la masa" (MBFF). [ 11 ]

Aparte de esta definición, existen varios parámetros de calificación en la literatura para determinar la ocurrencia de una primera descarga. [ 11 ]

Recolección de agua de lluvia

En el contexto de la recolección de agua de lluvia , un desviador de primera descarga es un dispositivo sencillo diseñado para proteger una cisterna de almacenamiento de la contaminación por la escorrentía de la primera descarga. Esto resulta en una mayor calidad del agua capturada y una menor sedimentación de la cisterna con el tiempo en áreas polvorientas. El agua de la primera descarga desviada se utiliza para riego u otros fines de manera similar a las aguas grises . [ 12 ] Si bien existen muchas versiones comerciales disponibles, estos dispositivos suelen construirse con tuberías sobrantes durante la instalación inicial de la cisterna o posteriormente. Consulte el Manual de Texas sobre Recolección de Agua de Lluvia para obtener información sobre el dimensionamiento. [ 13 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Metcalf, Leonard; Eddy, Harrison P. (1916). Prácticas estadounidenses de alcantarillado: Eliminación de aguas residuales . Vol.  III. Nueva York: McGraw-Hill. pág.  154.
  2. 1 2 Alex Maestre y Robert Pitt; Centro para la Protección de Cuencas Hidrográficas (2005). "Base de datos nacional de calidad de aguas pluviales, versión 1.1: recopilación y análisis de información de monitoreo de aguas pluviales del NPDES". Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine . Informe preparado para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), Washington, DC. 4 de septiembre de 2005.
  3. ↑ Gobierno australiano, Departamento de Medio Ambiente y Patrimonio. Canberra. «Glosario de términos».
  4. ↑ Gupta, K.; Saul, AJ (1996). "Relaciones específicas para la carga de la primera descarga en flujos de alcantarillado combinado". Water Research . 30 (5): 1244– 1252. Bibcode : 1996WatRe..30.1244G . doi : 10.1016/0043-1354(95)00282-0 . ISSN 0043-1354 . 
  5. ↑ Geiger, W. (1987). "Efectos del lavado en sistemas de alcantarillado combinado". Actas de la 4.ª Conferencia Internacional sobre Drenaje Urbano, Lausana, Suiza : 40–46 .
  6. 1 2 3 Fan, Chi-Yuan; Field, Richard; Lai, Fu-hsiung (2003). Control de sedimentos en alcantarillado: descripción general de un programa de investigación de flujo en tiempo húmedo de la EPA (Informe). EPA. EPA 600/J-03/188.
  7. ↑ Fraser, AG; Sakrabani, R.; Ashley, RM; Johnstone, FM (2002). "Gestión de sólidos de alcantarillado para la reducción de los efectos de descarga de aguas residuales: Planta de tratamiento de agua de Forfar". Water Science & Technology . 45 (3). Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Institutos Nacionales de Salud: 265–272 . doi : 10.2166/wst.2002.0087 . PMID 11902479 . 
  8. ↑ Sakrabani, Ruben; Vollertsen, Jes; Ashley, Richard M.; Hvitved-Jacobsen, Thorkild. "Biodegradabilidad de la materia orgánica asociada a los sedimentos de alcantarillado durante la primera descarga" (PDF) . White Rose Research Online . Universidad de Sheffield . Consultado el 12 de marzo de 2016 .
  9. ↑ Ashley, RM; Wotherspoon, DJJ; Coghlan, BP; McGregor, I. (1992). "La erosión y el movimiento de sedimentos y contaminantes asociados en alcantarillas combinadas". Water Science & Technology . 73 (5). IWA Publishing: 101– 114. doi : 10.2166/wst.1992.0184 .
  10. ↑ Manual de control de desbordamientos de alcantarillado combinado (Informe). EPA. Septiembre de 1993. págs. 5, 9–10 y 19. EPA/625/R-93/003. 
  11. 1 2 Sansalone, John; Christina, Chad M. (noviembre de 2004). "Conceptos de primera descarga para sólidos disueltos en pequeñas cuencas hidrográficas impermeables". Journal of Environmental Engineering . 130 (11): 1301– 1314. doi : 10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:11(1301) . ISSN 0733-9372 . 
  12. ↑ Extensión Agrícola de la Universidad de Hawái. Manoa, HI (2008). "Soluciones para la captación de agua de lluvia: desviadores de primera descarga". Folleto.
  13. ↑ Manual de Texas sobre la recolección de agua de lluvia (PDF) (Informe) (3.ª ed.). Austin, TX: Junta de Desarrollo del Agua de Texas. 2005. págs. 8–9 .  

Lecturas adicionales

  • Bach, Peter M.; MacCarthy, David T.; Deletic, Ana (abril de 2010). "Redefiniendo el fenómeno de la primera descarga de aguas pluviales". Water Research . 44 (8): 2487– 98. Bibcode : 2010WatRe..44.2487B . doi : 10.1016/j.watres.2010.01.022 . PMID 20185157 . 
  • Alex Maestre, Robert Pitt y Derek Williamson (2004). «Pruebas estadísticas no paramétricas que comparan muestras de primera descarga y muestras compuestas de la base de datos nacional de calidad de aguas pluviales». Archivado el 31 de octubre de 2008 en Wayback Machine. En Models and Applications to Urban Water Systems, vol. 12 (editado por W. James). Computational Hydraulics Int. , Guelph, Ontario. págs.  317-338.
  • Contaminación por el primer flujo de aguas pluviales - Autoridad de Protección Ambiental de Nueva Gales del Sur, Australia
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