چطور شهرها را در برابر سیلاب مقاوم کنیم؟
تابآوری در برابر سیلابهای شهری در عصر تغییر اقلیم به چالشی بزرگ تبدیل شده است. شهرهای مختلفی در سراسر جهان با استفاده از استراتژیهای نوین مانند «زیرساختهای آبی-سبز» و سیستمهای مدیریت یکپارچه آب، تلاش دارند تا از شدت سیلابها بکاهند و تابآوری خود را افزایش دهند.
سیلابهای ناشی از بارشهای شدید که به عنوان «سیلابهای پلویال» (Pluvial flooding) شناخته میشوند، تهدید بزرگی برای مناطق شهری به شمار میروند. پیشبینی میشود که این پدیده تحت تاثیر تغییر اقلیم شدت بیشتری پیدا کند، واقعیتی که مدیریت روانآبها را به اولویتی اساسی برای سازگاری با تغییر اقلیم تبدیل میکند. کنترل روانآبها نیازمند توسعه سیستمهای مقاومی است که قادر به سازگاری و کاهش اثرات تغییر اقلیم باشند. پیشبینی میشود تا سال ۲۰۵۰، تقریبا ۶۸ درصد از جمعیت جهانی در مناطق شهری ساکن شوند، مسئلهای که نیاز فوری به استراتژیهای موثر برای سازگاری با تغییر اقلیم را ضروری میکند.
گزارش پیشرو مروری بر یافتهها و توصیههای گزارش «تابآوری در برابر آبهای سطحی در شهرها: استراتژیهای جهانی برای سازگاری با تغییر اقلیم» است که به تازگی در نشریه «اقلیم شهری» چاپ شده است. در این مقاله «محمد فرشتهپور» و «محمدرضا نجفی» به بررسی چالشها و راهحلهای مختلف مدیریت روانآبها ناشی از تغییر اقلیم و سیلابهای شهری پرداختهاند.
تغییر اقلیم و توسعه شهری، چالشهای جدی برای سیستمهای سنتی مدیریت آب ایجاد کردهاند. این وضعیت جدید، نیازمند اقدامات تازهای است تا شرکتهای آب و فاضلاب بتوانند خود را با استانداردهای در حال تغییر و افزایش شدید حوادث سیلابی تطبیق دهند. بدون سیاستها و مقررات مناسب برای طراحی زیرساختهای مقاوم، اثرات منفی زیستمحیطی و اجتماعی تشدید خواهد شد. سیاستهای موثر، با ترویج شیوههای پایدار و تقویت تابآوری، نقشی کلیدی در کاهش این اثرات دارند. این اقدامات میتوانند شامل اجرای زیرساختهای سبز، مقررات سختگیرانه در استفاده از زمین و طرحهای جامع مدیریت آب باشد که بهطور جمعی روانآب را کاهش میدهند، کیفیت آب را بهبود میبخشند و از جوامع در برابر سیلاب محافظت میکنند.
مروری بر نمونههای موفق
نمونههای موفق جهانی در مدیریت آبهای سطحی، شهرهایی با ویژگیهای جمعیتی و اقلیمی متفاوت را دربرمیگیرد. شهرهایی با تراکم بالا مانند نیویورک (۱۰ هزار و ۸۰۳ نفر در هر کیلومتر مربع)، کپنهاگ (هفت هزار و 302 نفر در هر کیلومتر مربع) و سانفرانسیسکو (۶ هزار و ۷۹0 نفر در هر کیلومتر مربع)، با مشکلات خاصی در مدیریت روانآب در محیطهای شهری روبهرو هستند. در این شهرها محدودیت فضای شهری مانع از ایجاد زیرساختهای سنتی آبهای سطحی میشود. درمقابل، شهرهایی مانند مینیاپولیس، اتاوا و برلین با تراکم جمعیتی کمتر از پنج هزار نفر در هر کیلومتر مربع، امکان بیشتری برای ادغام زیرساختهای سبز دارند.
شرایط هیدرو-اقلیمی منطقه هم تاثیر زیادی بر نیازها و پاسخهای مدیریت آبهای سطحی دارد. اکثر این شهرها، مانند برلین، کپنهاگ و نیویورک، اقلیمی سرد با تابستانهای گرم دارند که بنابر پیشبینیها تا پایان قرن به اقلیمهای معتدل تغییر خواهند کرد. برخی از این شهرها مانند نیویورک و بوستون بیش از یک هزار و 100 میلیمتر بارش دارند و به سیستمهای قویتری برای مدیریت روانآب نیازمندند، درحالیکه سانفرانسیسکو با بارش کمتر از ۶۰۰ میلیمتر، چالشهای فصلی متفاوتی را مدیریت میکند.
همچنین این شهرها با سیستمهای فاضلاب متفاوت درجات مختلف پوشش و پیچیدگی را نشان میدهند. برخی مانند برلین با پوشش 75 درصدی و مینیاپولیس با پوشش 60 درصدی، «سیستمهای فاضلاب ترکیبی» (CS) گستردهتری دارند. در مقابل، شهرهایی مانند ملبورن و اتاوا بیشتر به «سیستمهای فاضلاب جداگانه» (SS) متکی هستند. سیستمهای فاضلاب تاثیر زیادی بر شیوههای مدیریت آبهای سطحی دارند، زیرا تعیین میکنند که چگونه شهرها بهطور موثر بارشهای سنگین را مدیریت میکنند و خطرات سیلاب را کاهش میدهند.
مطالعه این شهرها امکان مقایسه و تحلیل ارزشمندی فراهم میکند. شباهتهای آنها، مانند روندهای افزایش بارش در سناریوهای تغییر اقلیم و نیاز رو به رشد زیرساختهای مقاوم در برابر این تغییر، اجازه شناسایی استراتژیها و شیوههای برتر جهانی را میدهد. درعینحال، ویژگیهای خاص این شهرها امکان بررسی عمیقتری از راهحلهای بومی را میدهد که بهطور ویژه برای شرایط شهری خاصی طراحی شدهاند.
«زیرساختهای آبی-سبز» (Blue-Green Infrastructure)
شهرهای مختلفی در سراسر جهان برای مقابله با مشکلات ناشی از تغییر اقلیم و سیلابها به «زیرساختهای آبی-سبز» (BGI) روی آوردهاند. این زیرساختها ویژگیهای طبیعی را با سیستمهای زهکشی موجود ترکیب میکند تا پایداری را افزایش، مدیریت آب را اولویتبندی و اثرات تغییر اقلیم را کاهش دهد. چنین رویکردی برای مدیریت روانآبها و سیلابها بهویژه در شهرهایی موثر است که با چالشهای زیستمحیطی و تغییر اقلیم مواجه هستند.
شهر کپنهاگ با استفاده از «زیرساختهای آبی-سبز» و پروژههایی مانند طرح مدیریت اَبر بارش (Cloudburst Management Plan) توانسته است سیلابها را کاهش دهد. این پروژه از پارکها و فضاهای سبز بهعنوان مخازن موقت آب برای مقابله با سیلابها استفاده میکند. همچنین نیویورک در برنامه زیرساخت سبز خود از «بایوسوالها» (Bioswale)، کانالهایی برای تمرکز و انتقال روانآب سطحی با حذف زباله و آلودگی، باغهای بارانی (Rain gardens) و روفگاردنها برای کاهش روانآبها استفاده میکند. این روشها نه تنها به کاهش سیلابها کمک میکنند، بلکه کیفیت آب را هم بهبود میبخشند.
نمونه دیگر برلین است. مدیریت این شهر با استفاده از فناوریهای نوین برای جمعآوری آبهای باران و ذخیرهسازی آنها در ساختمانها و فضای سبز، یکی از استراتژیهای موثر در مدیریت روانآبها است. این شهر همچنین پروژههای سقف سبز را بهطور گسترده در سطح شهر پیادهسازی کرده است.
نمونههای مختلف «زیرساختهای آبی-سبز»
یکی از شیوههایی که بخشی از «زیرساختهای آبی-سبز» محسوب میشود «توسعه با کمترین اثرگذاری» (LID)، به معنی مدیریت سیلابها در مبدا با استفاده از تکنیکهای کوچکمقیاس و غیرمتمرکز است که از چرخه هیدرولوژیکی طبیعی تقلید میکنند. راهبردهای این رویکرد شامل سنگفرشهای نفوذپذیر، باغهای بارانی، نهرهای زهکشی پوشیده از گیاه و بامهای سبز است که روانآب سطحی را کاهش داده و نفوذ آب به زمین را تسهیل میکنند. این رویکرد بهویژه در مناطق شهری با فضای محدود موثر بوده و میتواند بدون نیاز به زیرساخت جدید قابلتوجهی، در مناظر موجود ادغام شود.
در شهرهایی با توسعه متراکم و فضای محدود، روش LID جایگزینی سازگار و مقرونبهصرفه برای سیستمهای مرسوم ارائه میدهد. سانفرانسیسکو شیوههای LID را برای رسیدگی به چالشهای مدیریت آبهای سطحی خود اتخاذ کرده است. این شهر استراتژیهای LID را در برنامهریزی شهری ادغام کرده و استفاده از سطوح نفوذپذیر و باغهای بارانی، صاحبان املاک را به اجرای این راهحلها تشویق میکند.
نگاهی به شیوههای اجرای «زیرساختهای آبی-سبز» در شهرهای جهان نشاندهنده تنوع و تطبیقپذیری این راهبردها در شرایط مختلف است. رویکرد «شهرهای اسفنجی» که در پکن و ووهان چین پیادهسازی شده، بر ایجاد قابلیت جذب، ذخیره و تصفیه آب باران در خود بافت شهری تاکید دارد. این شهرها با بهکارگیری پیادهروهای نفوذپذیر، حوضچههای نگهداشت آب و گسترش فضاهای سبز، امکان مدیریت فعالانه سیلابها را فراهم کردهاند.
از سوی دیگر، سیستمهای «زهکشی پایدار شهری» با تکیه بر فرایندهای طبیعی، جایگزینی کارآمد برای روشهای متعارف محسوب میشوند. راهحل این سیستمها شامل حوضچههای نگهداشت، نهرهای زهکشی، نوارهای تصفیه آب پوشیده از گیاه و سنگفرشهای نفوذپذیر است. لندن با تلفیق باغهای بارانی، جویبارهای گیاهی و سطوح نفوذپذیر، نمونه موفقی از کاربرد این سیستمها برای کنترل روانآبهای سطحی ارائه داده است.
«طراحی شهری حساس به آب» نیز گامی فراتر از مدیریت صرف روانآبها است و حفاظت از منابع آبی و بهبود کیفیت آب را در کلیت برنامهریزی شهری ادغام میکند. این رویکرد، ویژگیهای طراحی مبتنی بر کارآیی آب، مانند جمعآوری آب باران، بامهای سبز، تالابها و سنگفرشهای نفوذپذیر را در توسعه شهری ادغام میکند. هدف، خلق محیطهای شهری است که مصرف آب را کاهش میدهند، کیفیت آب را ارتقا میبخشند و سیلابها را بهطور پایدار مدیریت میکنند. ملبورن استرالیا با بهرهگیری از بامهای سبز، سیستمهای جمعآوری آب باران و سطوح نفوذپذیر، نشان داده است که چگونه میتوان همزمان با چالشهای کمبود آب و سیلاب مقابله کرد.
رویکرد نوآورانه دیگر «زیرساخت ترکیبی خاکستری-سبز» است که به دنبال بهرهگیری همزمان از مزایای زیرساختهای سنتی و طبیعی است. کپنهاگ دانمارک با تلفیق شبکههای زهکشی موجود (زیرساخت خاکستری) با پارکها و فضاهای سبز جدید (زیرساخت سبز)، ظرفیت شهر را برای مدیریت بارشهای شدید افزایش داده و تابآوری شهری را ارتقا بخشیده است.
مدیریت یکپارچه آب شهری
مدیریت یکپارچه آب شهری با نگاهی کلنگر به چرخه آب، همکاری بین بخشهای مختلف را تقویت میکند تا تابآوری شهرها در برابر تغییر اقلیم افزایش یابد. یکی از ابزارهای کلیدی این راهبرد، «برنامهریزی مبتنی بر سناریو» است که به شهرها امکان میدهد تا با شبیهسازی شرایط اقلیمی مختلف، توجیهپذیری اقتصادی و فنی را ارزیابی کنند. نمونه موفق این رویکرد را میتوان در طرح مدیریت اَبر بارش (cloudburst) کپنهاگ مشاهده کرد که با تحلیل هزینه-فایده، ارزش سرمایهگذاری در راهحلهای طبیعی را به وضوح نشان داد.
تامین مالی پایدار هم از ارکان اساسی تحقق این پروژههاست. مکانیسمهایی مانند «عوارض خدمات سیلاب» (Stormwater Utility Fees) که براساس سطوح نفوذناپذیر املاک تعیین میشوند، منبع درآمد قابل اتکایی برای اجرا و نگهداری زیرساختها ایجاد میکنند. برنامه «شهر سبز، آبهای پاک» فیلادلفیا نمونهای اثرگذار از بهکارگیری این عوارض برای توسعه باغهای بارانی و سطوح نفوذپذیر است که همزمان به کاهش روانآب و بهبود کیفیت آب منجر شده است.
در نهایت، بهروزرسانی مستمر «استانداردهای طراحی و راهنماهای فنی» براساس پیشبینیهای اقلیمی، شرط ضروری پایداری بلندمدت سیستمهاست. شهرهایی مانند نیویورک، کپنهاگ و ملبورن با بازنگری معیارهای طراحی طوفان و بهکارگیری مدلهای پیشبین، زیرساختهای خود را برای بارشهای شدیدتر و الگوهای آبوهوایی نامتعارف آینده آماده میکنند. این تلاشها در کنار یکدیگر، چارچوبی یکپارچه برای مدیریت تابآور آب شهری در عصر تغییر اقلیم است.
مدیریت موثر آبهای سطحی برای سازگاری با تاثیرات فزاینده تغییر اقلیم بر مناطق شهری ضروری است. با پذیرش راهحلهای نوآورانه مانند زیرساختهای آبی-سبز، ادغام زیرساختهای چندمنظوره و اطمینان از مکانیسمهای تامین مالی پایدار، شهرها میتوانند تابآوری خود را در برابر سیلابهای شهری افزایش دهند.