Wzrastająca ilość wody spowodowana zmianami klimatycznymi stała się pilnym problemem dla urbanistów na całym świecie, a architekci i projektanci znajdują się pod coraz większą presją opracowania zintegrowanych systemów zarządzania powodziowego.
Fot. Adobe Stock
Miasta-gąbki
Wuhan, Xinyuexie Park. Fot. OBERMEYER Engineering
Miasta-gąbki to jeden z najważniejszych terminów na liście zrównoważonych, ekologicznych, przyszłościowych rozwiązań. Idea ta zyskała ogromne poparcie szczególnie w Chinach: rząd wybrał tam 16 miast, w których pilotażowo wdrożono innowacyjne strategie gospodarki wodnej, mające stopniowo przekształcić je w gąbki (ang. sponge cities).
Miasto-gąbka to obszar, który jest zurbanizowany, ale nie działa jak nieprzepuszczalny zabetonowany system, ale właśnie jak gąbka, która pochłania wodę deszczową – by potem można ją było wykorzystać. Deszczówka filtrowana jest w sposób naturalny przez glebę i przedostaje się do miejskich warstw wodonośnych. Pozwala to na pobieranie wody z gruntu przez studnie miejskie lub podmiejskie. Woda ta może być również łatwo uzdatniana i wykorzystywana do celów zaopatrzenia w wodę miejską.
Co jest potrzebne by ten stan osiągnąć? Sąsiadujące otwarte przestrzenie zielone, połączone ze sobą drogi wodne, kanały i stawy w dzielnicach, które mogą naturalnie zatrzymywać i filtrować wodę, a także wspierać miejskie ekosystemy i zwiększać bioróżnorodność. Zielone dachy, które mogą zatrzymywać wodę deszczową i naturalnie ją filtrować, zanim zostanie poddana recyklingowi lub uwolniona do ekosystemu.
Jak podkreślają eksperci, ważne jest holistyczne myślenie o mieście, o całej jego infrastrukturze, jego funkcjach, słabych i mocnych punktach.
Co ciekawe, za doskonały przykład nowoczesnego miasta-gąbki podawano wielokrotnie chińskie Wuhan – które w 2019 r. stało się słynnym pierwszym ogniskiem choroby COVID-19, która za przyczyną rozprzestrzeniania się koronawirusa SARS-CoV-2 opanowała później niemal cały świat.
Wuhan zostało zbudowane wzdłuż rzeki Jangcy. Cztery lata temu doświadczyło ogromnych powodzi: był to sygnał alarmowy dla władz, iż trzeba rozpocząć tam skuteczne gospodarowanie wodami opadowymi. Celem, jaki postawiły sobie władze, jest możliwość zagospodarowywania 70% deszczówki spływającej do miasta.
Co zrobiono w Wuhan? Park Xinyuexie, który „wije się” przez całe miasto, niegdyś brudny rów melioracyjny, przekształcono w piękną, zieloną przestrzeń wypełnioną ogrodami deszczowymi, przepuszczalnymi chodnikami i stawami do magazynowania wody deszczowej, która będzie następnie ponownie wykorzystana w całym mieście. Jeśli będzie funkcjonował zgodnie z założeniami, przyczyni się do osiągnięcia celu „wyłapywania” 70% deszczówki
USA również działają w swoich miastach
Źródło: stormsensor.io
Wiele działań zabezpieczających miasto przed powodziami podjęło Hoboken w stanie New Jersey (USA), po zniszczeniach spowodowanych przez huragan Sandy. Władze miasta przyjęły strategię „Wytrzymaj. Opóźnij. Retencjonuj. Wypuść”, która prowadzi do budowy odpowiedniej infrastruktury, mogącej dać odpór nadmiarowi wody poprzez instalację odpowiednich urządzeń na wybrzeżu, daniu możliwości opóźnienia ewentualnego uderzenia fali powodziowej poprzez infrastrukturę podziemną w tkance miejskiej, zielony obieg w celu uwięzienia (retencjonowania) wody i, ostatecznie, wypuszczeniu jej do ekosystemu w kontrolowany sposób (jako wsparcie drenażu używane są pompy).
Huragany nie zdarzają się codziennie, miasto korzysta jednak z infrastruktury, by zabezpieczyć się przed negatywnymi skutkami deszczy nawalnych.
...i budują wielkośrednicowe tunele
Wielkośrednicowy (7 m) tunel kanalizacyjny Anacostia Tunnel (o długości 3,8 km) ma podwójne zadanie: transport ścieków oraz przechwytywanie wód opadowych. Jak zbadano, już w przeciągu kilku miesięcy od oddania go do eksploatacji (I kwartał 2018 r,) zapobiegł wyciekowi niemal 644 tys. m3 ścieków. Z miejsca uznano jego budowę za opłacalną. Wartość projektu to 600 mln USD.
Projekt The Anacostia River Tunnel to część wielkiej inwestycji pn. Clean Rivers, w ramach której sukcesywnie budowana jest infrastruktura umożliwiająca zbieranie, przekierowywanie i oczyszczanie deszczówki. Ścieki trafiają do oczyszczalni Blue Plains.
Architektoniczne multinarzędzie
Fot. CF Møller
System ochrony przeciwpowodziowej opracowany przez duńskie biuro projektowe CF Møller w środkowej Danii połączy planowanie urbanistyczne, adaptację do zmian klimatycznych i ochronę przyrody. Podobnie jak wiele duńskich miast, niskie położenie Randers uczyniło je podatnym na powodzie, zagrożenie, które narasta dopiero w miarę jak zmiany klimatyczne powodują podnoszenie się poziomu wody i silniejsze sztormy.
Aby zagospodarować napływającą deszczówkę, architekci chcą postawić na zieloną retencję.
Zaprojektowana przez nich konstrukcja ta ma być multinarzędziem: ochronić pobliskie miasto Randers przed powodziami i pomóc w przekształceniu pobliskich pól w podmokły park przyrodniczy.
Park będzie można zwiedzać dzięki drewnianej promenadzie, która zostanie poprowadzona od zabudowań miejskich przez nowe wodne łąki. Zbudowana zostanie przy niej też przystań dla kajakarzy.
Woda deszczowa spływająca z dachów, parkingów i dróg w Vorupie będzie kierowana na łąki i filtrowana przez nie – mają one funkcjonować jako zbiorniki oczyszczające. Później woda trafi do rzeki Gudenå. Przeprojektowane drogi i odpływy zapobiegną gromadzeniu się wody na obszarach, gdzie nieporowate powierzchnie uniemożliwiają jej naturalne odprowadzanie.
Na łąkach będzie mogło paść się bydło. W poprzek promenady zawieszona będzie siatka linowa, dzięki której ludzie będą mogli usiąść nad zbiornikiem wodnym. Jak podkreślają architekci, będzie to doskonały punkt widokowy, pozwalający np. na cieszenie się zachodem słońca, ale nie tylko. Ma stanowić również punkt edukacyjny m.in. dla szkół: tam najłatwiej będzie opowiadać o lokalnych cennych przyrodniczo obiektach, gospodarowaniu wodami opadowymi czy, ogólnie, o bogactwie natury.
Poprzez przekształcenie ich w tereny podmokłe CF Møller ma nadzieję na ustabilizowanie środowiska naturalnego, przy jednoczesnym zmniejszeniu zagrożenia powodziowego dla miasta i stworzeniu nowego parku przyrodniczego, w którym mieszkańcy i odwiedzający będą mogli podziwiać krajobraz i jego dziką przyrodę.
Prace związane z realizacją projektu mają zakończyć się w 2021 r.
Chodniki dla zmieniającego się klimatu
Fot. dezeen.com
Również w Danii opracowano nowy typ płyty chodnikowej, który ma pomóc w ograniczeniu powodzi w miastach dotkniętych zwiększonymi opadami spowodowanymi zmianami klimatycznymi.
Płyty biura architektonicznego Tredje Natur testowane są w Kopenhadze. Zostały zaprojektowane tak, aby mogły być używane wzdłuż lub zamiast istniejących chodników, a ich układ został wzbogacony o system otworów służących do gromadzenia i zagospodarowania wody deszczowej. Woda będzie odprowadzana, a później przesyłana m.in. do nawadniania pobliskich pól. Płyty mają być uzupełnieniem funkcjonujących w duńskiej stolicy systemów odwadniających.
Architekci chcieliby, aby instalowano je w przyszłości w sąsiedztwie parków kieszonkowych, które stanowią miejsce relaksu, a jednocześnie służą jako ochrona przeciwpowodziowa.
Płyty odpowiadające na zmiany klimatu mają być jednocześnie rozwiązaniem łagodzącym problemy związane z nadmiarem wody deszczowej, przed którymi nie da się uciec, oraz sposobem na dbałość o przyrodę w mieście.
Mojżesz w akcji
W 2003 r. rozpoczęto w Wenecji budowę systemu przeciwpowodziowego MOSE (wł. MOdulo Sperimentale Elettromeccanico), czyli Mojżesz. Realizacja projektu ma na celu oddzielenie Laguny Weneckiej od Adriatyku i uniezależnienie bezpieczeństwa miasta od jego przypływów.
Konieczność ochrony miasta wywołana jest zjawiskiem wysokiej wody, czyli aqua alta. To zjawisko jest efektem wielu czynników, w tym fali astronomicznej, silnych wiatrów, niskiego ciśnienia w Morzu Adriatyckim, ale nie bez znaczenia są też zmiany klimatu i coraz częstsze i bardziej obfite ulewy.
Mojżesz składać ma się z rzędów ruchomych bram u wlotów do trzech zatok (Lido, Malamocco i Chioggia). Bramy będą zbudowane z metalowych konstrukcji skrzynkowych o szerokości 20 m dla wszystkich rzędów, o długości od 18,5 do 29 m. Na co dzień będą wypełnione wodą, kiedy jednak prognozowany będzie przypływ – doprowadzone zostanie do nich sprężone powietrze, które wyrzuci z nich wodę. Jednocześnie, obrócą się one wokół własnej osi, wzniosą ponad wodę i powstrzymają napływającą wodę.
Po 17 latach, system nadal jest niegotowy. Konsorcjum Venezia Nuova, odpowiedzialne za realizację projektu, jest bohaterem skandali korupcyjnych – jednak, jak twierdzi, nadal dąży do sfinalizowania inwestycji.
Jeden kanał to za mało?
Singapur to miasto-państwo, gdzie współczynnik urbanizacji wynosi 100% i nie jest to tylko kwestia nazewnictwa. Singapur posiada niezwykle gęstą siatkę zabudowań naziemnych, co oznacza, że jeśli chce zabezpieczyć się przed powodziami, musi sięgnąć do przestrzeni podziemnej. Tak też uczyniono: opady zbierane są poprzez kanały, tunele odwodnieniowe i rzeki do 17 zbiorników. Siatka tuneli cały czas jest zagęszczana, w miejscach, które przez władze zostają zidentyfikowane jako miejsca szczególnie zagrożone ryzykiem powodzi.
Przykładem może być pięciokilometrowy Stamford Diversion Canal, który powstało jako element sieci odwodnieniowej, lecz nie poradził sobie z napływem wód opadowych pochodzących z deszczy nawalnych. Konieczna była budowa dwóch kolejnych tuneli: o długości 1017 i 1020 m. Do eksploatacji włączono je w 2017 r. wraz ze zbiornikiem retencyjnym o pojemności 38 tys. m3. Dzięki realizacji tego projektu przepustowość systemu kanalizacji deszczowej w centrum Singapuru zwiększyła się o 30%.
Zielone lotnisko nr 1 na świecie
Jeszcze jeden projekt z Singapuru: najlepsze lotnisko na świecie, port lotniczy Changi. Nagrody otrzymuje m.in. za nowoczesne systemy gospodarowania wodami opadowymi i roztopowymi. Inwestycje w obszarze zielono-błękitnej infrastruktury poczyniono m.in. podczas budowy czwartego terminalu pasażerskiego, którego budynki zdobią zielone ściany.
Deszczówka a drogi
Fot. FloodList
W Malezji powstało rozwiązanie bardzo nietypowe: tunel drogowy, który w trakcie pory deszczowej automatycznie staje się zbiornikiem retencyjnym.
Stormwater Management And Road Tunnel (SMART) w Kuala Lumpur ma 9,7 km długości, podzielony jest na dwa poziomy: tunelu wodnego i tunelu drogowego. Został zaprojektowany do pracy w trzech trybach. Kiedy nie ma opadów, ruch samochodowy odbywa się normalnie na dwóch poziomach. Drugi tryb pracy włączany jest, gdy w mieście występują niewielkie opady – wtedy nadmiar wody prowadzony jest na niższym poziomie. Trzeci tryb pracy tunelu to remedium na sytuacje ekstremalne, podczas najbardziej intensywnych lub nawalnych opadów: tunel całości pełni funkcję tunelu deszczowego.
Tunel powstał z wykorzystaniem maszyny TBM marki Herrenknecht o średnicy 13 m. Wartość inwestycji to 514,6 mln USD. Budowa tunelu zaczęła się pod koniec 2003 r., a zakończyła się w 2007 r.
Przeciwdeszczowa katedra
Fot. Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel
Tokio, choć jest znane jako stolica i największe miasto Japonii, tak naprawdę od niemal 80 lat nie jest wcale miastem. W 1943 r. stało się prefekturą metropolitalną. To o tyle istotne, że w centrum Tokio – jak można byłoby powiedzieć, „w mieście” – mieszka około 14 mln osób. Natomiast na całym obszarze metropolitalnym zamieszkuje już około 38 mln ludzi. We Wschodniej Stolicy znajduje się zatem tylu mieszkańców, ilu jest w całym naszym kraju.
Ogromna betonowa dżungla o gigantycznej populacji była przez lata narażona na powodzie wywoływane przez obfite w japońskim klimacie deszcze czy tajfuny. Aby zabezpieczyć miasto i ludzi, w Tokio zdecydowano się na realizację olbrzymiego projektu. Za jedyne 2,6 mld USD, w ciągu zaledwie 17 lat, powstał niesamowity podziemny system przeciwpowodziowy: Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel, w skrócie nazywany G-Cans.
Na czym polega działanie tego systemu? Japończycy zbudowali dość prosty, choć pod kątem technologicznym innowacyjny, oparty na ponad 6-kilometrowym tunelu i pięciu zbiornikach wodnych. Prace nad projektem rozpoczęły się w 1992 r. i zostały zakończone na początku 2006 r. Zbiorniki mają 65 m wysokości i 32 m średnicy. Ponadto zbudowano zbiornik o wysokości 25 m, szerokości 78 i długości 177 m. Nazywany jest „Podziemną świątynią” – znajduje się w nim 59 filarów (połączonych z pompami), które sprawiają, że faktycznie wygląda jak opustoszała katedra.
Jednak nie liczba filarów jest najważniejsza, a przepustowość systemu. Japończykom udało się zbudować system, który jest zdolny przepompować ponad 200 ton wody w 1 sekundę. System jest efektywny: jak zbadano, dzięki tunelom zaoszczędzono ponad 12 mld jenów, które do tej pory wydawano na szkody powodziowe.
W Kasukabe City (prefektura Saitama), gdzie znajduje się główne wejście do systemu, można zapisać się na kilkudziesięciominutową wycieczkę, w ramach której zostaniemy oprowadzeni po obiekcie – wyłącznie w języku japońskim.
Przeczytaj także: Najciekawsze sposoby na zagospodarowanie deszczówki
Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
Aby dodać komentarz musisz być zalogowany. Przejdź do formularza logowania/rejestracji.